KR20200100143A - 냉동 사이클 장치 - Google Patents

Abstract

GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 냉동 사이클 장치(1)에 있어서, 압축기(21)와 응축기(23)와 감압부(24)와 증발기(31)를 갖는 냉매 회로(10)와 냉매 회로(10)에 봉입된 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 구비하고 있다.

Description

냉동 사이클 장치

본 개시는, 냉동 사이클 장치에 관한 것이다.

종래부터, 공기 조화 장치 등의 냉동 사이클 장치에서는, 냉매로서, R410A가 다용되고 있다. R410A는, (CH₂F₂；HFC-32 또는 R32)와 펜타플루오로에탄(C₂HF₅；HFC-125 또는 R125)의 2성분 혼합 냉매이며, 의사(擬似) 공비 조성물이다.

그러나, R410A의 지구 온난화 계수(GWP)는 2088이며, 근년, 지구 온난화로의 염려의 고조로부터, GWP가 보다 낮은 냉매인 R32가 보다 많이 사용되고 있다.

이로 인해, 예를 들면, 특허문헌 1(국제 공개 제2015/141678호) 에 있어서는, R410A에 대체 가능한 저GWP 혼합 냉매가 여러 가지 제안되어 있다.

국제공개 제2015/141678호

(1) 제1 그룹

GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 경우에, 냉동 사이클 장치 내에 있어서의 윤활성을 양호로 하는 것에 대하여는, 지금까지 검토되어 있지 않다.

본 개시의 내용은, 상기 서술한 점을 감안한 것이며, GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 경우에 있어서, 냉동 사이클 장치 내의 윤활성을 양호하게 하는 것이 가능한 냉동 사이클 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 냉매를 포함하는 냉매 조성물과, 냉동기유를 포함하는 냉동기용 작동 유체를 포함한다. 냉매는, 트랜스-1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E)), 트리플루오로에틸렌(HFO-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(R1234yf)을 포함한다.

이 냉동 사이클 장치는, GWP가 충분히 작은 냉매와, 냉동기유를 포함하고 있기 때문에, 상기 냉매 조성물을 이용하여 냉동 사이클을 행하는 경우의 냉동 사이클 장치 내의 윤활성을 양호하게 하는 것이 가능하다. 또, 이 냉동 사이클 장치에서는, R410A와 동등한 냉동 능력[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity 또는 Capacity로 표기되기도 한다)] 및 성적 계수[Coefficient of Performance(COP)]를 갖는다는, 성능을 겸비하는 냉매를 이용한 경우의 냉동 사이클 장치 내의 윤활성을 양호하게 하는 것도 가능하다.

제1 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동기유의 40℃에 있어서의 동점도가 1mm²/s 이상 750mm²/s 이하이다.

제1 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동기유의 100℃에 있어서의 동점도가 1mm²/s 이상 100mm²/s 이하이다.

제1 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 그룹의 제1 관점 내지 제3 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 냉동기유의 25℃에 있어서의 체적 저항률이 1.0×10¹²Ω·cm 이상이다.

제1 그룹의 제5 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 그룹의 제1 관점 내지 제4 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 냉동기유의 산가가 0.1mgKOH/g 이하이다.

제1 그룹의 제6 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 그룹의 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 냉동기유의 회분은 100ppm 이하이다.

제1 그룹의 제7 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 그룹의 제1 관점 내지 제6 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 냉동기유의 아닐린점은 -100℃ 이상 0℃ 이하이다.

제1 그룹의 제8 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 그룹의 제1 관점 내지 제7 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 냉매 회로를 구비하고 있다. 냉매 회로는, 압축기와 응축기와 감압부와 증발기가 냉매 배관으로 접속되어 구성되어 있다. 냉매 회로는, 내부를 냉동기용 작동 유체가 순환한다.

제1 그룹의 제9 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 그룹의 제1 관점 내지 제8 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 냉동기용 작동 유체 중에 있어서의 냉동기유의 배합 비율은, 5질량% 이상 60질량% 이하이다.

제1 그룹의 제10 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 그룹의 제1 관점 내지 제9 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 냉동기유는, 산 포착제, 극압제, 산화 방지제, 소포제, 유성제, 금속 불활성화제, 마모 방지제 및 상용화제로부터 선택되는 적어도 1종류의 첨가제를 포함하고 있다. 첨가제를 포함하는 냉동기유의 질량에 대한 첨가제의 비율이 5질량% 이하이다.

(2) 제2 그룹

GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 경우에, 냉동 사이클 장치 내에 있어서의 윤활성을 양호한 것으로 하는 것에 대해서는, 지금까지 검토되어 있지 않다.

본 개시의 내용은, 상술한 점을 감안하여 이루어진 것이며, GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 경우의 윤활성을 양호하게 하는 것이 가능한 냉매용 또는 냉매 조성물용의 냉동기유, 냉동기유의 사용 방법, 및, 냉동기유로서의 사용을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제2 그룹의 제1 관점에 따른 냉매 조성물용의 냉동기유는, 냉매를 포함하는 냉매 조성물용의 냉동기유로서, 냉매에는, 후술하는 「(26) 상기 각 그룹에 있어서의 냉매의 상세」에 있어서 나타내는 냉매 A~냉매 D 중 어느 한쪽이 포함된다.

제2 그룹의 제2 관점에 따른 냉매 조성물용의 냉동기유는, 제2 그룹의 제1 관점의 냉매 조성물용의 냉동기유로서, 냉동기유의 40℃에 있어서의 동점도가 1mm²/s 이상 750mm²/s 이하이다.

제2 그룹의 제3 관점에 따른 냉매 조성물용의 냉동기유는, 제2 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 냉매 조성물용의 냉동기유로서, 냉동기유의 100℃에 있어서의 동점도가 1mm²/s 이상 100mm²/s 이하이다.

제2 그룹의 제4 관점에 따른 냉매 조성물용의 냉동기유는, 제2 그룹의 제1 관점 내지 제3 관점 중 어느 하나의 냉매 조성물용의 냉동기유로서, 냉동기유의 25℃에 있어서의 체적 저항률이 1.0×10¹²Ω·cm 이상이다.

제2 그룹의 제5 관점에 따른 냉매 조성물용의 냉동기유는, 제2 그룹의 제1 관점 내지 제4 관점 중 어느 하나의 냉매 조성물용의 냉동기유로서, 냉동기유의 산가가 0.1mgKOH/g 이하이다.

제2 그룹의 제6 관점에 따른 냉매 조성물용의 냉동기유는, 제2 그룹의 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나의 냉매 조성물용의 냉동기유로서, 냉동기유의 회분은 100ppm 이하이다.

제2 그룹의 제7 관점에 따른 냉매 조성물용의 냉동기유는, 제2 그룹의 제1 관점 내지 제6 관점 중 어느 하나의 냉매 조성물용의 냉동기유로서, 냉동기유의 아닐린점은 -100℃ 이상 0℃ 이하이다.

제2 그룹의 제8 관점에 따른 냉동기유의 사용 방법은, 냉매를 포함하는 냉매 조성물과 함께 이용하는 냉동기유의 사용 방법으로서, 냉매에는, 후술하는 (26)에 나타내는 냉매 중 어느 하나가 포함된다.

이 냉동기유의 사용 방법에 의하면, GWP가 충분히 작은 냉매 또는 당해 냉매를 포함하는 냉매 조성물을 이용하여 냉동 사이클을 행하는 경우의 윤활성을 양호하게 하는 것이 가능하다.

제2 그룹의 제9 관점에 따른 냉동기유의 사용 방법은, 제2 그룹의 제8 관점의 냉동기유의 사용 방법으로서, 냉동기유의 40℃에 있어서의 동점도가 1mm²/s 이상 750mm²/s 이하이다.

제2 그룹의 제10 관점에 따른 냉동기유의 사용 방법은, 제2 그룹의 제8 관점 또는 제9 관점의 냉동기유의 사용 방법으로서, 냉동기유의 100℃에 있어서의 동점도가 1mm²/s 이상 100mm²/s 이하이다.

제2 그룹의 제11 관점에 따른 냉동기유의 사용 방법은, 제2 그룹의 제8 관점 내지 제10 관점 중 어느 하나의 냉동기유의 사용 방법으로서, 냉동기유의 25℃에 있어서의 체적 저항률이 1.0×10¹²Ω·cm 이상이다.

제2 그룹의 제12 관점에 따른 냉동기유의 사용 방법은, 제2 그룹의 제8 관점 내지 제11 관점 중 어느 하나의 냉동기유의 사용 방법으로서, 냉동기유의 산가가 0.1mgKOH/g 이하이다.

제2 그룹의 제13 관점에 따른 냉동기유의 사용 방법은, 제2 그룹의 제8 관점 내지 제12 관점 중 어느 하나의 냉동기유의 사용 방법으로서, 냉동기유의 회분은 100ppm 이하이다.

제2 그룹의 제14 관점에 따른 냉동기유의 사용 방법은, 제2 그룹의 제8 관점 내지 제13 관점 중 어느 하나의 냉동기유의 사용 방법으로서, 냉동기유의 아닐린점은 -100℃ 이상 0℃ 이하이다.

제2 그룹의 제15 관점에 따른 냉동기유로서의 사용은, 냉매를 포함하는 냉매 조성물과 함께 이용되는 냉동기유로서의 사용, 냉매에는, 후술하는 (26)에 나타내는 냉매 중 어느 하나가 포함된다.

이 냉동기유로서의 사용에 의하면, GWP가 충분히 작은 냉매 또는 당해 냉매를 포함하는 냉매 조성물을 이용하여 냉동 사이클을 행하는 경우의 윤활성을 양호하게 하는 것이 가능하다.

제2 그룹의 제16 관점에 따른 냉동기유로서의 사용은, 제2 그룹의 제15 관점의 냉동기유로서의 사용으로서, 냉동기유의 40℃에 있어서의 동점도가 1mm²/s 이상 750mm²/s 이하이다.

제2 그룹의 제17 관점에 따른 냉동기유로서의 사용은, 제2 그룹의 제15 관점 또는 제16 관점의 냉동기유로서의 사용으로서, 냉동기유의 100℃에 있어서의 동점도가 1mm²/s 이상 100mm²/s 이하이다.

제2 그룹의 제18 관점에 따른 냉동기유로서의 사용은, 제2 그룹의 제15 관점 내지 제17 관점 중 어느 하나의 냉동기유로서의 사용으로서, 냉동기유의 25℃에 있어서의 체적 저항률이 1.0×10¹²Ω·cm 이상이다.

제2 그룹의 제19 관점에 따른 냉동기유로서의 사용은, 제2 그룹의 제15 관점 내지 제18 관점 중 어느 하나의 냉동기유로서의 사용으로서, 냉동기유의 산가가 0.1mgKOH/g 이하이다.

제2 그룹의 제20 관점에 따른 냉동기유로서의 사용은, 제2 그룹의 제15 관점 내지 제19 관점 중 어느 하나의 냉동기유로서의 사용으로서, 냉동기유의 회분은 100ppm 이하이다.

제2 그룹의 제21 관점에 따른 냉동기유로서의 사용은, 제2 그룹의 제15 관점 내지 제20 관점 중 어느 하나의 냉동기유로서의 사용으로서, 냉동기유의 아닐린점은 -100℃ 이상 0℃ 이하이다.

(3) 제3 그룹

GWP가 작은 냉매를 이용할 수 있는 구체적인 냉매 회로에 대해서는, 지금까지, 전혀 검토되어 있지 않다.

제3 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 냉매 회로와 냉매를 구비하고 있다. 냉매 회로는, 압축기와 응축기와 감압부와 증발기를 갖고 있다. 냉매는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있다. 냉매는, 냉매 회로에 봉입(封入)되어 있다.

이 냉동 사이클 장치는, 압축기와 응축기와 감압부와 증발기를 갖는 냉매 회로에 있어서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

제3 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉매 회로는, 저압 리시버를 추가로 갖고 있다. 저압 리시버는, 증발기로부터 압축기의 흡입측을 향하는 냉매 유로의 도중에 설치되어 있다.

이 냉동 사이클 장치는, 냉매 회로에 있어서의 잉여 냉매를 저압 리시버에 모아 두면서 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 된다.

제3 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점 또는 제2 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉매 회로는, 고압 리시버를 추가로 갖고 있다. 고압 리시버는, 응축기로부터 증발기를 향하는 냉매 유로의 도중에 설치되어 있다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 회로에 있어서의 잉여 냉매를 고압 리시버에 모아 두면서 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 된다.

제3 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점 내지 제3 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 냉매 회로는, 제1 감압부와 제2 감압부와 중간압 리시버를 추가로 갖고 있다. 제1 감압부와 제2 감압부와 중간압 리시버는, 모두, 응축기로부터 증발기를 향하는 냉매 유로의 도중에 설치되어 있다. 중간압 리시버는, 응축기로부터 증발기를 향하는 냉매 유로에 있어서의 제1 감압부와 제2 감압부의 사이에 설치되어 있다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 회로에 있어서의 잉여 냉매를 중간압 리시버에 모아 두면서 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 된다.

제3 그룹의 제5 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점 내지 제4 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 제어부를 추가로 구비하고 있다. 냉매 회로는, 제1 감압부와 제2 감압부를 추가로 갖고 있다. 제1 감압부와 제2 감압부는, 응축기로부터 증발기를 향하는 냉매 유로의 도중에 설치되어 있다. 제어부는, 제1 감압부를 통과하는 냉매의 감압 정도와 제2 감압부를 통과하는 냉매의 감압 정도의 양쪽 모두를 조절한다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 응축기로부터 증발기를 향하는 냉매 유로의 도중에 설치된 제1 감압부와 제2 감압부의 각 감압 정도를 제어함으로써, 응축기로부터 증발기를 향하는 냉매 유로의 도중에 있어서의 제1 감압부와 제2 감압부의 사이에 위치하는 냉매의 밀도를 저하시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 냉매 회로에 봉입된 냉매를, 응축기 및/또는 증발기에 많이 존재시키기 쉬워져, 능력을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

제3 그룹의 제6 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 냉매 회로는, 냉매 열교환부를 추가로 갖고 있다. 냉매 열교환부는, 응축기로부터 증발기를 향하는 냉매와, 증발기로부터 압축기를 향하는 냉매의 사이에서 열교환을 행하게 한다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 열교환부에 있어서, 증발기로부터 압축기를 향하는 냉매가 응축기로부터 증발기를 향하는 냉매에 의해 가열된다. 이 때문에, 압축기에 있어서의 액압축을 억제하는 것이 가능하게 된다.

(4) 제4 그룹

GWP가 작은 냉매에는, 가연성을 갖는 냉매가 있다. 이 때문에, 만일, 가연성을 갖는 냉매가 누설된 경우에 있어서도, 전장품의 주변에 누설된 냉매가 도달하기 어려운 배치 구조를 채용하는 것이 바람직하다.

본 개시의 내용은, 상술한 점을 감안한 것이며, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 가연성을 갖는 냉매를 이용하는 경우에도 전장품 유닛에 냉매가 도달하기 어려운 열교환 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제4 그룹의 제1 관점에 따른 열교환 유닛은, 냉동 사이클 장치의 일부분을 구성하고 있는, 열교환 유닛이며, 하우징과, 열교환기와, 배관 접속부와, 전장품 유닛을 구비하고 있다. 열교환 유닛은, 이용측 유닛과 열원측 유닛 중 어느 하나이다. 이용측 유닛과 열원측 유닛은, 연락 배관을 개재하여 서로 접속되어 있다. 열교환기는, 하우징 내에 설치되어 있고, 내부에 냉매가 흐른다. 배관 접속부는, 연락 배관과 접속된다. 전장품 유닛은, 하우징 내에 설치되어 있다. 냉매는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 가연성 냉매이다. 열교환 유닛의 설치 상태에서는, 전장품 유닛의 하단은, 배관 접속부보다 높은 위치에 배치되어 있다.

여기서, 가연성 냉매란, 미국 ANSI/ASHRAE34-2013 규격의 연소성 구분이 「2L 클래스」 이상의 가연성을 갖는 냉매를 의미한다.

또한, 배관 접속부는, 특별히 한정되지 않으나, 열교환기로부터 신장되는 냉매 배관에 대해 직접적으로 또는 다른 요소를 개재하여 간접적으로 접속되어 있는 것이어도 된다.

또한, 전장품 유닛의 형태로서는, 특별히 한정되지 않고, 복수의 전기 부품이 수용된 전기품 상자여도 되고, 복수의 전기 부품이 설치된 기판이어도 된다.

이 열교환 유닛은, 설치 상태에 있어서, 전장품 유닛의 하단이, 배관 접속부보다 높은 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 만일, 배관 접속부로부터, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 가연성 냉매가 누설되는 일이 있었다고 해도, 1,2-디플루오로에틸렌은 공기보다 무겁기 때문에, 전장품 유닛에 도달하기 어렵다.

(5) 제5 그룹

GWP가 충분히 작은 냉매로서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용하는 경우에 있어서, 냉동 사이클의 운전 효율을 향상시키는 것에 대해서는, 지금까지 아무런 검토되어 있지 않다.

본 개시의 내용은, 상술한 점을 감안한 것이며, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용하는 경우에 있어서, 운전 효율을 향상시키는 것이 가능한 냉동 사이클 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제5 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 압축기와, 응축기와, 감압부와, 증발기와, 인젝션 유로를 구비하고 있다. 압축기는, 흡입 유로로부터 저압의 냉매를 흡입하고, 냉매의 압축을 행해 고압의 냉매를 토출한다. 응축기는, 압축기로부터 토출된 고압의 냉매를 응축시킨다. 감압부는, 응축기를 나온 고압 냉매를 감압시킨다. 증발기는, 감압부에서 감압된 냉매를 증발시킨다. 인젝션 유로는, 중간 인젝션 유로와 흡입 인젝션 유로 중 적어도 어느 하나이다. 중간 인젝션 유로는, 응축기로부터 증발기를 향해 흐르는 냉매의 일부를, 압축기의 중간압의 냉매에 합류시킨다. 흡입 인젝션 유로는, 응축기로부터 증발기를 향해 흐르는 냉매의 일부를, 압축기에 흡입되는 저압의 냉매에 합류시킨다. 냉매는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용함으로써 GWP를 충분히 작게 억제하면서, 인젝션 유로를 이용함으로써 냉동 사이클의 운전 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

제5 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제5 그룹의 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 분기 유로와, 개도 조정 밸브와, 인젝션 열교환기를 추가로 구비하고 있다. 분기 유로는, 응축기와 증발기를 연결하는 메인 냉매 유로로부터 분기되어 있다. 개도 조정 밸브는, 분기 유로에 설치되어 있다. 인젝션 열교환기는, 메인 냉매 유로를 흐르는 냉매와, 분기 유로의 개도 조정 밸브의 하류를 흐르는 냉매를 열교환시킨다. 인젝션용 열교환기를 나와 분기 유로를 흐르는 냉매가, 인젝션 유로로 흐른다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉동 사이클의 운전 효율을 보다 향상시키는 것이 가능하다.

제5 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제5 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 냉동 사이클 장치로서, 응축기와 증발기를 연결하는 메인 냉매 유로에 설치된 냉매 저류 탱크를 추가로 구비하고 있다. 냉매 저류 탱크의 내부에 모이는 냉매의 가스 성분이, 인젝션 유로를 흐른다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 저류 탱크에 있어서 잉여 냉매를 모아 두면서, 냉동 사이클의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

제5 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제5 그룹의 제1 관점 내지 제3 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 압축기는, 고정 스크롤과, 선회 스크롤을 갖고 있다. 고정 스크롤은, 경판과 경판으로부터 소용돌이상으로 상승한 랩을 갖고 있다. 선회 스크롤은, 고정 스크롤과 맞물림으로써 압축실을 형성한다. 인젝션 유로를 흐르는 냉매는, 압축실에 합류한다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 스크롤 압축기를 이용하면서, 냉동 사이클의 운전 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

(6) 제6 그룹

GWP가 충분히 작은 냉매로서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용하는 경우에 있어서, 냉동 사이클 장치나 그 구성 기기로서 어떠한 내압 강도의 것을 이용할지는, 지금까지 전혀 검토되고 있지 않다.

예를 들면, 종래부터 많이 사용되고 있는 R410A나 R32 등의 냉매가 이용된 냉동 사이클 장치에 대하여, 기설(旣設) 연락 배관을 유용(流用)하면서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매로 갱신하는 경우에는, 냉동 사이클 장치를 구성하는 기기가 기설 연락 배관의 내압 압력을 넘는 것과 같은 운전을 행해 버리면, 기설 연락 배관에 손상이 생길 우려도 있다.

본 개시의 내용은, 상술한 점을 감안한 것이며, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용하는 경우에 있어서, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능한 열원 유닛 및 냉동 사이클 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제6 그룹의 제1 관점에 따른 열원 유닛은, 압축기와 열원측 열교환기를 구비하고 있다. 열원 유닛은, 이용 유닛과 연락 배관을 통하여 접속됨으로써 냉동 사이클 장치를 구성한다. 이용 유닛, 이용측 열교환기를 갖는다. 열원 유닛에서는, 냉매로서 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되고 있다. 열원 유닛의 설계 압력은, 연락 배관의 설계 압력의 1.5배보다 낮다.

또한, 「설계 압력」이란, 게이지 압력을 의미한다(이하, 동일).

이 열원 유닛은, 설계 압력이 연락 배관의 설계 압력의 1.5배보다 낮은 것으로부터, 연락 배관의 내압 압력보다 낮은 상태로 운전되기 때문에, 연락 배관에 접속되어 이용된 경우이더라도, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

제6 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 이용 유닛과, 연락 배관과, 제1 관점의 열원 유닛을 구비하고 있다. 냉동 사이클 장치는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용된다. 열원 유닛의 설계 압력은, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 설계 압력과 동등하다.

여기에서 말하는 「동등」은, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 설계 압력에 대하여 ±10%의 범위 내인 것이 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었던 냉동 사이클 장치에 대하여, 연락 배관을 유용하면서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되는 냉동 사이클 장치로 갱신하는 경우이더라도, 열원 유닛의 설계 압력으로서 갱신 전의 것과 동등하거나 또는 같은 것을 이용함으로써, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

제6 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제2 관점의 냉동 사이클 장치로서, 열원 유닛의 설계 압력은, 3.0MPa 이상 3.7MPa 이하이다.

제6 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 이용 유닛과, 연락 배관과, 제1 관점의 열원 유닛을 구비하고 있다. 냉동 사이클 장치는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용된다. 열원 유닛의 설계 압력은, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 설계 압력과 동등하다.

여기에서 말하는 「동등」은, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 설계 압력에 대하여 ±10%의 범위 내인 것이 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었던 냉동 사이클 장치에 대하여, 연락 배관을 유용하면서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되는 냉동 사이클 장치로 갱신하는 경우이더라도, 열원 유닛의 설계 압력으로서 갱신 전의 것과 동등하거나 또는 같은 것을 이용함으로써, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

제6 그룹의 제5 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제4 관점의 냉동 사이클 장치로서, 열원 유닛의 설계 압력은, 4.0MPa 이상 4.8MPa 이하이다.

제6 그룹의 제6 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 열원 유닛과, 이용 유닛과, 연락 배관을 구비하고 있다. 열원 유닛은, 압축기 및 열원측 열교환기를 갖고 있다. 이용 유닛은, 이용측 열교환기를 갖고 있다. 연락 배관은, 열원 유닛과 이용 유닛을 접속한다. 냉동 사이클 장치에서는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용된다. 열원 유닛의 설계 압력은, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 설계 압력과 동등하다.

여기에서 말하는 「동등」은, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 설계 압력에 대하여 ±10%의 범위 내인 것이 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었던 냉동 사이클 장치에 대하여, 연락 배관을 유용하면서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되는 냉동 사이클 장치로 갱신하는 경우이더라도, 열원 유닛의 설계 압력으로서 갱신 전의 것과 동등하거나 또는 같은 것을 이용함으로써, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

제6 그룹의 제7 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제6 관점의 냉동 사이클 장치로서, 열원 유닛의 설계 압력은, 3.0MPa 이상 3.7MPa 이하이다.

제6 그룹의 제8 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 열원 유닛과, 이용 유닛과, 연락 배관을 구비하고 있다. 열원 유닛이란, 압축기 및 열원측 열교환기를 갖고 있다. 이용 유닛은, 이용측 열교환기를 갖고 있다. 연락 배관은, 열원 유닛과 이용 유닛을 접속한다. 냉동 사이클 장치에서는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용된다. 열원 유닛의 설계 압력은, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 설계 압력과 동등하다.

여기에서 말하는 「동등」은, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 설계 압력에 대하여 ±10%의 범위 내인 것이 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었던 냉동 사이클 장치에 대하여, 연락 배관을 유용하면서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되는 냉동 사이클 장치로 갱신하는 경우이더라도, 열원 유닛의 설계 압력으로서 갱신 전의 것과 동등하거나 또는 같은 것을 이용함으로써, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

제6 그룹의 제9 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제8 관점의 냉동 사이클 장치로서, 열원 유닛의 설계 압력은, 4.0MPa 이상 4.8MPa 이하이다.

제6 그룹의 제10 관점에 따른 열원 유닛은, 압축기와 열원측 열교환기와 제어 장치를 구비하고 있다. 열원 유닛은, 이용 유닛과 연락 배관을 통하여 접속됨으로써 냉동 사이클 장치를 구성한다. 이용 유닛은, 이용측 열교환기를 갖는다. 열원 유닛에서는, 냉매로서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용된다. 제어 장치는, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 연락 배관의 설계 압력의 1.5배보다 낮게 설정 또는 설정 가능하게 구성되어 있다.

이 열원 유닛은, 제어 장치에 의한 냉매의 제어 압력의 상한값이, 연락 배관의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록, 설정 또는 설정 가능하게 구성되어 있다. 이 때문에, 연락 배관에 접속되어 이용된 경우이더라도, 연락 배관의 내압 압력보다 낮은 상태에서의 운전 제어가 확보되기 때문에, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

제6 그룹의 제11 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 이용 유닛과, 연락 배관과, 제10 관점의 열원 유닛을 구비하고 있다. 냉동 사이클 장치에서는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용된다. 제어 장치는, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 제어 압력의 상한값과 동등하게 설정 또는 설정 가능하게 구성되어 있다.

여기에서 말하는 「동등」은, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 제어 압력의 상한값에 대하여 ±10%의 범위 내인 것이 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었던 냉동 사이클 장치에 대하여, 연락 배관을 유용하면서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되는 냉동 사이클 장치로 갱신하는 경우이더라도, 열원 유닛의 제어 장치에 의한 냉매의 제어 압력의 상한값이, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치의 열원 유닛의 제어 압력의 상한값과 동등하거나 또는 같아지도록, 설정 또는 설정 가능하게 구성되어 있기 때문에, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

제6 그룹의 제12 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제11 관점의 냉동 사이클 장치로서, 제어 압력의 상한값은, 3.0MPa 이상 3.7MPa 이하로 설정되어 있다.

제6 그룹의 제13 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 이용 유닛과, 연락 배관과, 제10 관점의 열원 유닛을 구비하고 있다. 냉동 사이클 장치에서는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용된다. 제어 장치는, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 제어 압력의 상한값과 동등하게 설정 또는 설정 가능하게 구성되어 있다.

여기에서 말하는 「동등」은, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 제어 압력의 상한값에 대하여 ±10%의 범위 내인 것이 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었던 냉동 사이클 장치에 대하여, 연락 배관을 유용하면서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되는 냉동 사이클 장치로 갱신하는 경우이더라도, 열원 유닛의 제어 장치에 의한 냉매의 제어 압력의 상한값이, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치의 열원 유닛의 제어 압력의 상한값과 동등하거나 또는 같아지도록, 설정 또는 설정 가능하게 구성되어 있기 때문에, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

제6 그룹의 제14 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제13 관점의 냉동 사이클 장치로서, 제어 압력의 상한값은, 4.0MPa 이상 4.8MPa 이하로 설정되어 있다.

제6 그룹의 제15 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 열원 유닛과, 이용 유닛과, 연락 배관과, 제어 장치를 구비하고 있다. 열원 유닛은, 압축기 및 열원측 열교환기를 갖고 있다. 이용 유닛은, 이용측 열교환기를 갖고 있다. 연락 배관은, 열원 유닛과 이용 유닛을 접속한다. 냉동 사이클 장치에서는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용된다. 제어 장치는, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 제어 압력의 상한값과 동등하게 설정 또는 설정 가능하게 구성되어 있다.

여기에서 말하는 「동등」은, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 제어 압력의 상한값에 대하여 ±10%의 범위 내인 것이 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었던 냉동 사이클 장치에 대하여, 연락 배관을 유용하면서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되는 냉동 사이클 장치로 갱신하는 경우이더라도, 열원 유닛의 제어 장치에 의한 냉매의 제어 압력의 상한값이, 냉매 R22 또는 냉매 R407C가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치의 열원 유닛의 제어 압력의 상한값과 동등하거나 또는 같아지도록, 설정 또는 설정 가능하게 구성되어 있기 때문에, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

제6 그룹의 제16 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제15 관점의 냉동 사이클 장치로서, 제어 압력의 상한값은, 3.0MPa 이상 3.7MPa 이하로 설정되어 있다.

제6 그룹의 제17 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 열원 유닛과, 이용 유닛과, 연락 배관과, 제어 장치를 구비하고 있다. 열원 유닛은, 압축기 및 열원측 열교환기를 갖고 있다. 이용 유닛은, 이용측 열교환기를 갖고 있다. 연락 배관은, 열원 유닛과 이용 유닛을 접속한다. 냉동 사이클 장치는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용된다. 제어 장치는, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 제어 압력의 상한값과 동등하게 설정 또는 설정 가능하게 구성되어 있다.

여기에서 말하는 「동등」은, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치에서의 제어 압력의 상한값에 대하여 ±10%의 범위 내인 것이 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었던 냉동 사이클 장치에 대하여, 연락 배관을 유용하면서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되는 냉동 사이클 장치로 갱신하는 경우이더라도, 열원 유닛의 제어 장치에 의한 냉매의 제어 압력의 상한값이, 냉매 R410A 또는 냉매 R32가 사용되고 있었을 때의 냉동 사이클 장치의 열원 유닛의 제어 압력의 상한값과 동등하거나 또는 같아지도록, 설정 또는 설정 가능하게 구성되어 있기 때문에, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

제6 그룹의 제18 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제17 관점의 냉동 사이클 장치로서, 제어 압력의 상한값은, 4.0MPa 이상 4.8MPa 이하로 설정되어 있다.

(7) 제7 그룹

GWP가 작은 냉매에는, 가연성을 갖는 냉매가 있다. 그리고, 공조 유닛에 있어서는, 여러 가지 목적에 따라 소비 전력이 높은 전열 장치를 이용하는 경우가 있다. 이와 같이, 소비 전력이 높은 전열 장치가 이용된 공조 유닛에 있어서, 가령, 가연성을 갖는 냉매의 누설이 생기는 일이 있어도, 전열 장치에 있어서의 발화가 억제되는 것이 바람직한다.

본 개시의 내용은, 상술한 점을 감안한 것이며, GWP가 작은 냉매를 이용하면서, 냉매 누설 시에 있어서도 전열 장치에서의 발화를 억제시키는 것이 가능한 공조 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제7 그룹의 제1 관점에 따른 공조 유닛은, 하우징과, 기기와, 전열 장치를 구비하고 있다. 기기는, 하우징의 내부에 설치되어 있다. 전열 장치는, 하우징의 내부에 설치되어 있다. 기기는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 압축하는 압축기, 및/또는, 외기와 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 열교환시키는 열교환기이다. 전열 장치의 소비 전력은, 300W 이하이다.

또한, 공조 유닛으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 실외 유닛 등의 열원 유닛과 실내 유닛 등의 이용 유닛이 냉매 연락 배관을 개재하여 접속되는 공기 조화 장치 등의 냉동 사이클 장치에 있어서의, 열원 유닛이어도 되고, 이용 유닛이어도 된다. 또한, 열원 유닛으로서는, 열교환기만을 갖고 있고, 압축기가 별도 유닛에 설치되어 있는 것이어도 된다.

이 공조 유닛은, 하우징 내에 있어서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 압축하는 압축기, 및/또는, 외기와 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 열교환시키는 열교환기가, 전열 장치와 함께 수용되어 있는데, 전열 장치의 소비 전력은 300W 이하의 것이다. 따라서, 가령 상기 냉매가 누설되는 일이 있어도, 전열 장치에 있어서 발화하는 것이 억제된다.

제7 그룹의 제2 관점에 따른 공조 유닛은, 제7 그룹의 제1 관점의 공조 유닛으로서, 하우징은, 설치 상태에 있어서의 측면에, 열교환기를 통과한 공기를 취출(吹出)하기 위한 취출구가 형성되어 있다. 전열 장치의 소비 전력은 75W 이상이다.

이 공조 유닛은, 전열 장치의 소비 전력이 75W 이상이기 때문에, 전열 장치의 기능을 발휘시키기 쉽다.

제7 그룹의 제3 관점에 따른 공조 유닛은, 제7 그룹의 제2 관점의 공조 유닛으로서, 열교환기를 통과하는 공기 흐름을 형성시키는 팬을 1개 갖고 있다. 전열 장치의 소비 전력은 75W 이상 100W 이하이다.

또한, 팬이 1개만 설치되어 있는 공조 유닛이 갖는 열교환기의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 0.4L 이상 3.5L 미만인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 공조 유닛이 이용되는 냉매 회로에 있어서 냉매 용기(저압 리시버나 고압 리시버 등이며, 압축기에 부속된 어큐뮬레이터를 제외한다)가 설치되어 있지 않은 것에 대해서는, 0.4L 이상 2.5L 이하인 것이 바람직하고, 냉매 회로에 있어서 냉매 용기가 설치되어 있는 것(바람직하게는 실내 유닛 등의 이용 유닛이 1대인 것)에 대해서는, 1.4L 이상 3.5L 미만인 것이 바람직하다.

이 공조 유닛은, 팬이 1개 밖에 설치되어 있지 않는 정도의 능력의 것이기 때문에, 전열 장치의 소비 전력이 100W 이하의 것이어도, 전열 장치의 기능은 충분히 발휘된다.

제7 그룹의 제4 관점에 따른 공조 유닛은, 제7 그룹의 제2 관점의 공조 유닛으로서, 열교환기를 통과하는 공기 흐름을 형성시키는 팬을 2개 갖고 있다. 전열 장치의 소비 전력은 100W 이상이다.

또한, 팬이 2개 설치되어 있는 공조 유닛이 갖는 열교환기의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 3.5L 이상 7.0L 이하인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 공조 유닛이 이용되는 냉매 회로에 있어서 팽창 밸브를 갖지 않는 실내 유닛 등의 이용 유닛이 1대 또는 복수 대 설치되어 있는 것에 대해서는, 3.5L 이상 5.0L 미만인 것이 바람직하고, 냉매 회로에 있어서 팽창 밸브를 갖는 실내 유닛 등의 이용 유닛이 복수 대 설치되어 있는 것에 대해서는, 5.0L 이상 7.0L 이하인 것이 바람직하다.

이 공조 유닛은, 팬이 2개 설치되어 있는 것이기 때문에, 공조 유닛의 능력은 큰 것이 되고, 전열 장치로서도 큰 능력이 요구되는 경향이 있으나, 여기서는, 전열 장치의 소비 전력이 100W 이상의 것이 이용되기 때문에, 전열 장치의 기능을, 공조 유닛의 능력에 걸맞은 만큼 충분히 발휘시키는 것이 가능해진다.

제7 그룹의 제5 관점에 따른 공조 유닛은, 제7 그룹의 제1 관점의 공조 유닛으로서, 하우징은, 열교환기를 통과한 공기를 상방을 향해 취출하기 위한 취출구를 갖고 있다. 전열 장치의 소비 전력은 200W 이상이다.

또한, 열교환기를 통과한 공기가 상방을 향해 취출하는 공조 유닛이 갖는 열교환기의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 5.5L 이상 38L 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 열교환기의 내용적이 5.5L 이상 38L 이하의 것은, 냉매 회로에 있어서 팽창 밸브를 갖는 실내 유닛 등의 이용 유닛이 복수 대 설치되어 있는 것에 있어서 채용되는 것이 바람직하다.

이 공조 유닛은, 열교환기를 통과한 공기가 상방을 향해 보내어지는 것이기 때문에, 공조 유닛의 능력은 큰 것이 되고, 전열 장치로서도 큰 능력이 요구되는 경향이 있으나, 여기서는, 전열 장치의 소비 전력이 200W 이상의 것이 이용되기 때문에, 전열 장치의 기능을, 공조 유닛의 능력에 걸맞은 만큼 충분히 발휘시키는 것이 가능해진다.

제7 그룹의 제6 관점에 따른 공조 유닛은, 제7 그룹의 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나의 공조 유닛으로서, 전열 장치는, 드레인 팬 히터, 크랭크 케이스 히터, 냉매 히터 중 적어도 어느 하나이다.

이 공조 유닛은, 드레인 팬 히터가 설치되어 있는 경우에는 드레인 팬이 설치되어 있는 공조 유닛에 있어서 드레인 팬 상에 있어서의 결로수의 동결을 억제시키는 것이 가능해지고, 크랭크 케이스 히터가 설치되어 있는 경우에는 압축기가 설치되어 있는 공조 유닛에 있어서 압축기의 기동 시에 있어서의 냉동기유의 거품의 발생(오일 포밍)을 억제시키는 것이 가능해지고, 냉매 히터가 설치되어 있는 경우에는 냉매 회로에 있어서의 냉매를 가열하는 것이 가능해진다.

(8) 제8 그룹

지구 온난화 방지를 생각했을 경우의 지수로서, LCCP(Life Cycle Climate Performance: 제품 수명 기후 부하)라는 지수가 있다. 이 LCCP는, 지구 온난화 방지를 생각했을 경우의 지수이며, TEWI(Total Equivalent Warning Impact: 총 등가 온난화 영향)에, 사용 온실 효과 가스 제조 시의 에너지 소비(간접 영향)와 외기로의 누설(직접 영향)을 추가한 수치이며, 단위는 kg-CO₂이다. 즉, TEWI는, 필요로 하는 수식에 의해 각각 산출되는 직접 영향과 간접 영향을 가산하여 얻어진다. 이 LCCP는 하기의 관계식에 의해 산출된다.

LCCP=GWPRM×W+GWP×W×(1-R)+N×Q×A

여기서, GWPRM: 냉매 제조에 관련되는 온난화 효과, W: 냉매 충전량, R: 기기 폐기 시의 냉매 회수량, N: 기기 사용 기간(년), Q: CO₂ 배출원 단위, A: 연간 소비 전력량이다.

냉동 사이클 장치의 LCCP는, 냉매 회로에 있어서의 충전량이 너무 적으면, 냉매 부족에 기인하는 사이클 효율의 악화에 의해 LCCP가 커지고, 또한, 냉매 회로에 있어서의 충전량이 너무 많으면 GWP의 영향이 높아져, LCCP가 커진다. 또, 종래 다용되고 있는 R32보다 GWP가 낮은 냉매는, 열 반송 능력이 낮은 경향이 있어, 사이클 효율이 악화됨으로써 LCCP가 커지는 경향이 있다.

본 개시의 내용은, 상술한 점을 감안한 것이며, GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하여 열 사이클을 행하는 경우에 있어서, LCCP를 낮게 억제하는 것이 가능한 냉동 사이클 장치 및 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매 봉입량의 결정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제8 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 열원 유닛과, 이용 유닛과, 냉매 배관을 구비하고 있다. 열원 유닛은, 압축기 및 열원측 열교환기를 갖고 있다. 이용 유닛은, 이용측 열교환기를 갖고 있다. 냉매 배관은, 열원 유닛과 이용 유닛을 접속한다. 압축기와 열원측 열교환기와 이용측 열교환기가 접속되어 구성되는 냉매 회로에는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 봉입되어 있다. 냉매 회로에 있어서의 냉매의 봉입량은, 냉동 사이클 장치의 냉동 능력 1kW당 160g 이상 560g 이하의 조건을 만족하고 있다.

또한, 냉동 사이클 장치의 냉동 능력이란, 정격 냉동 능력을 의미한다.

이 냉동 사이클 장치는, 냉매 회로에 있어서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가, 냉동 능력 1kW당 160g 이상 560g 이하 봉입되어 있기 때문에, GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하여 열 사이클을 행하는 경우에 있어서, LCCP를 낮게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 상기 열원측 열교환기의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 냉매 회로에 있어서 냉매 용기(저압 리시버나 고압 리시버 등이며, 압축기에 부속된 어큐뮬레이터를 제외한다)가 설치되어 있지 않은 것에 대해서는, 0.4L 이상 2.5L 이하인 것이 바람직하고, 냉매 회로에 있어서 냉매 용기가 설치되어 있는 것에 대해서는, 1.4L 이상 5.0L 미만인 것이 바람직하다.

또, 팬이 1개만 설치되어 있는 열원 유닛이 갖는 열원측 열교환기의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 설치 상태에 있어서의 측면에 열원측 열교환기를 통과한 공기를 취출하기 위한 취출구가 형성되어 있는 하우징을 열원 유닛이 갖고 있는 경우(열원 유닛이 트렁크형 등인 경우)에 대해서는, 0.4L 이상 3.5L 미만인 것이 바람직하고, 팬이 2개 설치되어 있는 열원 유닛이 갖는 열원측 열교환기의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 설치 상태에 있어서의 측면에 열원측 열교환기를 통과한 공기를 취출하기 위한 취출구가 형성되어 있는 하우징을 열원 유닛이 갖고 있는 경우(열원 유닛이 트렁크형 등인 경우)에 대해서는, 3.5L 이상 5.0L 미만인 것이 바람직하다.

제8 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 열원 유닛과, 제1 이용 유닛과, 제2 이용 유닛과, 냉매 배관을 구비하고 있다. 열원 유닛은, 압축기 및 열원측 열교환기를 갖고 있다. 제1 이용 유닛은, 제1 이용측 열교환기를 갖고 있다. 제2 이용 유닛은, 제2 이용측 열교환기를 갖고 있다. 냉매 배관은, 열원 유닛과 제1 이용 유닛과 제2 이용 유닛을 접속하고 있다. 압축기 및 열원측 열교환기에 제1 이용측 열교환기와 제2 이용측 열교환기가 병렬로 접속되어 구성되는 냉매 회로에는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 봉입되어 있다. 냉매 회로에 있어서의 냉매의 냉동 능력 1kW당 봉입량은, 190g 이상 1660g 이하의 조건을 만족하고 있다.

이 냉동 사이클 장치는, 서로 병렬로 접속된 이용측 열교환기를 복수 갖는 냉매 회로에 있어서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가, 냉동 능력 1kW당 190g 이상 1660g 이하 봉입되어 있기 때문에, GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하여 열 사이클을 행하는 경우에 있어서, LCCP를 낮게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 상기 열원측 열교환기의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 제1 이용 유닛이 제1 이용측 열교환기의 액측에 있어서 팽창 밸브를 갖고 있지 않고, 제2 이용 유닛도 제2 이용측 열교환기의 액측에 있어서 팽창 밸브를 갖고 있지 않은 것에 대해서는, 1.4L 이상 5.0L 미만인 것이 바람직하고, 제1 이용 유닛이 제1 이용측 열교환기의 액측에 있어서 팽창 밸브를 갖고, 제2 이용 유닛도 제2 이용측 열교환기의 액측에 있어서 팽창 밸브를 갖고 있는 것에 대해서는, 5.0L 이상 38L 이하인 것이 바람직하다.

또, 팬이 1개만 설치되어 있는 열원 유닛이 갖는 열원측 열교환기의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 설치 상태에 있어서의 측면에 열원측 열교환기를 통과한 공기를 취출하기 위한 취출구가 형성되어 있는 하우징을 열원 유닛이 갖고 있는 경우(열원 유닛이 트렁크형 등인 경우)에 대해서는, 0.4L 이상 3.5L 미만인 것이 바람직하고, 팬이 2개 설치되어 있는 열원 유닛이 갖는 열원측 열교환기의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 설치 상태에 있어서의 측면에 열원측 열교환기를 통과한 공기를 취출하기 위한 취출구가 형성되어 있는 하우징을 열원 유닛이 갖고 있는 경우(열원 유닛이 트렁크형 등인 경우)에 대해서는, 3.5L 이상 7.0L 이하인 것이 바람직하고, 열원측 열교환기를 통과한 공기가 상방을 향해 취출하는 열원 유닛이 갖는 열원측 열교환기의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 5.5L 이상 38L 이하인 것이 바람직하다.

(9) 제9 그룹

종래의 R410A나 R32가 이용되고 있는 냉동 사이클 장치로서는, 열원측 열교환기를 갖는 열원 유닛과 이용측 열교환기를 갖는 이용 유닛을 접속하는 액측 냉매 연락 배관이나 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경이 구체적으로 검토되어, 제안되어 있다.

그런데, GWP가 충분히 작은 냉매로서 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클 장치에 대해서는, 액측 냉매 연락 배관이나 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경은, 전혀 검토되어 있지 않고, 제안도 이루어져 있지 않았다.

본 개시의 내용은, 상술한 점을 감안한 것이며, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용하는 경우에 있어서, 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능한 냉동 사이클 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제9 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 압축기, 열원측 열교환기, 감압부, 액측 냉매 연락 배관, 이용측 열교환기, 가스측 냉매 연락 배관이 접속된 냉매 회로를 갖는다. 냉동 사이클 장치는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되고 있다. 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과, 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경은, D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 냉매 연락 배관의 관 외경이다)이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관에서는, 상기 D₀의 범위는 「2≤D₀≤4」이며, 가스측 냉매 연락 배관에서는, 상기 D₀의 범위는 「3≤D₀≤8」이다.

또한, 감압부는, 특별히 한정되지 않고, 팽창 밸브여도 되고, 캐필러리 튜브여도 된다. 또한, 액측 냉매 연락 배관에서는, D₀의 범위는 「2≤D₀≤3」이며, 가스측 냉매 연락 배관에서는, D₀의 범위는 「4≤D₀≤7」인 것이 보다 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용함으로써 GWP를 충분히 작게 억제하면서, 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능하다.

또한, 제9 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 본 개시의 냉매와 냉매 R32의 물성의 차이를 토대로 하여, 이하의 냉동 사이클 장치로 해도 된다.

제9 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치에 있어서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 10.0kW 이하이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관의 관 외경은 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 3이어도 된다.

제9 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치에 있어서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 4.0kW 이하이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경은 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 4여도 된다.

제9 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치에 있어서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 10.0kW 이하이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경은 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 5여도 된다.

제9 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치에 있어서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 15.0kW 이상 19.0kW 이하이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경은 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 6이어도 된다.

제9 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치에 있어서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 25.0kW 이상이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경은 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 7이어도 된다.

제9 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 5.6kW보다 크고 11.2kW 미만이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)이다. 또한, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 10.0kW 이하이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 바람직하다.

제9 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 22.4kW보다 크고 또한 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 7(즉 배관 직경이 7/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 14.0kW보다 크고 22.4kW 미만이며 또한 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 6(즉 배관 직경이 6/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 5.6kW보다 크고 11.2kW 미만이며 또한 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 5(즉 배관 직경이 5/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 4.5kW 미만이며 또한 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치) 중 어느 하나이다. 또한, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 25.0kW 이상이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 7(즉 배관 직경이 7/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 15.0kW 이상 19.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 6(즉 배관 직경이 6/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 10.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 5(즉 배관 직경이 5/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 4.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

제9 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 압축기, 열원측 열교환기, 감압부, 액측 냉매 연락 배관, 이용측 열교환기, 가스측 냉매 연락 배관이 접속된 냉매 회로를 갖고 있다. 사이클 장치는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되고 있다. 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과, 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경은, D₀/8인치이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관에서는, D₀의 범위는 「2≤D₀≤4」이며, 가스측 냉매 연락 배관에서는, D₀의 범위는 「3≤D₀≤8」이다. 액측 냉매 연락 배관의 관 외경은, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같고, 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경은, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같다.

또한, 감압부는, 특별히 한정되지 않고, 팽창 밸브여도 되고, 캐필러리 튜브여도 된다. 또한, 액측 냉매 연락 배관에서는, D₀의 범위는 「2≤D₀≤3」이며, 가스측 냉매 연락 배관에서는, D₀의 범위는 「4≤D₀≤7」인 것이 보다 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용함으로써 GWP를 충분히 작게 억제하면서, 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능하다.

제9 그룹의 제5 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제4 관점의 냉동 사이클 장치로서, 액측 냉매 연락 배관에서는, D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)이다.

제9 그룹의 제6 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제4 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)이거나, 또는, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)이다.

제9 그룹의 제7 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제4 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.0kW 이상이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)이거나, 또는, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)이다.

제9 그룹의 제8 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제4 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 25.0kW 이상이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 7(즉 배관 직경이 7/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 15.0kW 이상 25.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 6(즉 배관 직경이 6/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 15.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 5(즉 배관 직경이 5/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치) 중 어느 하나이다.

제9 그룹의 제9 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 압축기, 열원측 열교환기, 감압부, 액측 냉매 연락 배관, 이용측 열교환기, 가스측 냉매 연락 배관이 접속된 냉매 회로를 갖고 있다. 냉동 사이클 장치는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되고 있다. 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과, 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경은, D₀/8인치이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관에서는, D₀의 범위는 「2≤D₀≤4」이며, 가스측 냉매 연락 배관에서는, D₀의 범위는 「3≤D₀≤8」이다.

또한, 감압부는, 특별히 한정되지 않고, 팽창 밸브여도 되고, 캐필러리 튜브여도 된다. 또한, 액측 냉매 연락 배관에서는, D₀의 범위는 「2≤D₀≤3」이며, 가스측 냉매 연락 배관에서는, D₀의 범위는 「4≤D₀≤7」인 것이 보다 바람직하다.

이 냉동 사이클 장치는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용함으로써 GWP를 충분히 작게 억제하면서, 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능하다.

제9 그룹의 제10 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제9 관점의 냉동 사이클 장치로서, 액측 냉매 연락 배관에서는, D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)이다.

제9 그룹의 제11 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제9 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 7.5kW 이상이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 2.5(즉 배관 직경이 5/16인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 2.6kW 이상 7.5kW 미만이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 2.6kW 미만이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 1.5(즉 배관 직경이 3/16인치) 중 어느 하나이다.

제9 그룹의 제12 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제9 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)이거나, 또는, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)이다.

제9 그룹의 제13 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제9 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 12.5kW 이상이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 12.5kW 미만이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 2.5(즉 배관 직경이 5/16인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관은 D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치) 중 어느 하나이다.

제9 그룹의 제14 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제9 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.0kW 이상이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)이거나, 또는, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)이다.

제9 그룹의 제15 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제9 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.0kW 이상이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 3.2kW 이상 6.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 3.2kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 2.5(즉 배관 직경이 5/16인치) 중 어느 하나이다.

제9 그룹의 제16 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제9 그룹의 제9 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 25.0kW 이상이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 7(즉 배관 직경이 7/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 15.0kW 이상 25.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 6(즉 배관 직경이 6/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 15.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 5(즉 배관 직경이 5/8인치)이거나, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관은 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치) 중 어느 하나이다.

(10) 제10 그룹

최근, 환경 보호의 관점으로부터, 공조기에 사용되는 냉매로서, 지구 온난화 계수(GWP)가 낮은 냉매(이후, 저GWP 냉매라고 부른다)가 검토되고 있다. 저GWP 냉매로서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매가 유력하다.

그러나, 상기 냉매를 사용한 공조기의 고효율화라는 측면으로부터 고찰한 선행 기술이 적다. 공조기에, 상기 냉매를 적용하고자 한 경우에, 어떻게 해서 압축기의 고효율화를 달성하는지가 과제로서 존재한다.

제10 그룹의 제1 관점에 따른 압축기는, 압축부와, 모터를 구비하고 있다. 압축부는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 압축한다. 모터는, 영구 자석을 포함하는 회전자를 가지며, 압축부를 구동한다.

압축기는, 모터가 영구 자석을 포함하는 회전자를 가지므로, 모터의 회전수를 변경할 수 있는 용량 가변형 압축기에 적합하다. 이 경우, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 이용한 공조기에 있어서, 공조 부하에 따라 모터 회전수를 변경할 수 있으므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

제10 그룹의 제2 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제1 관점의 압축기로서, 회전자가 매입(埋入) 자석형 회전자이다. 매입 자석형 회전자는, 영구 자석이 회전자 내에 매입되어 있다.

제10 그룹의 제3 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 압축기로서, 회전자가 복수의 전자 강판을 판두께 방향으로 적층하여 형성되어 있다. 전자 강판의 두께는, 0.05mm 이상 0.5mm 이하이다.

일반적으로, 판두께를 얇게 할수록 와전류손(損)을 저감할 수 있는데, 0.05mm 미만은 전자 강판의 가공이 곤란하고, 판두께 0.5mm를 초과하면 강판 표면으로부터의 침규 처리, 및 Si 분포 적정화를 위한 확산 처리에 시간이 걸리는 것을 감안하면, 판두께는 0.05~0.5mm가 바람직하다.

제10 그룹의 제4 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 압축기로서, 회전자가 복수의 판상의 어모퍼스 금속을 판두께 방향으로 적층하여 형성되어 있다.

이 압축기에서는, 철손(鐵損)이 적고 효율이 높은 모터가 실현되므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

제10 그룹의 제5 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 압축기로서, 회전자가 5질량% 이상의 실리콘을 함유하는 복수의 전자 강판을 판두께 방향으로 적층하여 형성되어 있다.

이 압축기에서는, 적당량의 실리콘을 함유시켜 히스테리시스를 저감시킨 전자 강판에 의해, 철손이 적고 효율이 높은 모터가 실현되므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

제10 그룹의 제6 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나의 압축기로서, 영구 자석이 Nd-Fe-B계 자석이다.

이 압축기에서는, 자기 에너지적(積)을 크게 할 수 있는 모터가 실현되므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

제10 그룹의 제7 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제1 관점 내지 제6 관점 중 어느 하나의 압축기로서, 영구 자석이 중희토류를 입계 확산하여 형성된다.

이 압축기에서는, 영구 자석의 감자 내력이 향상되고, 소량의 중희토류로 영구 자석의 유지력을 높일 수 있으므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

제10 그룹의 제8 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제6 관점의 압축기로서, 영구 자석이 1질량% 이하의 디스프로슘을 함유하고 있다.

이 압축기에서는, 영구 자석의 유지력이 향상되므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

제10 그룹의 제9 관점의 압축기는, 제10 그룹의 제1 관점 내지 제8 관점 중 어느 하나의 압축기로서, 영구 자석의 평균 결정입경이 10μm 이하이다.

이 압축기에서는, 영구 자석의 감자 내력이 향상되므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

제10 그룹의 제10 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 압축기로서, 영구 자석이 평판상이며, 복수의 영구 자석이 V자형을 이루도록 회전자에 매입되어 있다. V자형의 골 사이에 위치하는 부분의 유지력은 다른 부분보다 {1/(4π)}×10³[A/m] 이상 높게 설정되어 있다.

이 압축기에서는, 영구 자석의 감자가 억제되므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

제10 그룹의 제11 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 압축기로서, 회전자가, 인장 강도가 400MPa 이상인 복수의 고장력 전자 강판을 판두께 방향으로 적층하여 형성되어 있다.

이 압축기에서는, 고속 회전 시의 회전자의 내구성이 향상되므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

제10 그룹의 제12 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제11 관점의 압축기로서, 영구 자석이 소정 두께를 갖는 평판을 이루고 있다. 회전자는, 수용 구멍과, 비자성 공간과, 브릿지를 갖고 있다. 수용 구멍은, 복수의 영구 자석이 매입된다. 비자성 공간은, 수용 구멍에 수용된 영구 자석 각각의 단부로부터 회전자의 표면 근방까지 연장되어 있다. 브릿지는, 비자성 공간의 외측에 위치하여 자극 끼리를 연결한다. 브릿지의 두께는, 3mm 이상이다.

이 압축기에서는, 고속 회전 시의 내구성이 향상되므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

제10 그룹의 제13 관점에 따른 압축기는, 제10 그룹의 제1 관점의 압축기로서, 회전자가, 표면 자석형 회전자이다. 표면 자석형 회전자는, 영구 자석이 회전자의 표면에 장착되어 있다.

제10 그룹의 제14 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제10 그룹의 제1 관점 내지 제13 관점 중 어느 하나의 압축기를 구비한 냉동 사이클 장치이다.

(11) 제11 그룹

국제 공개 제2015/141678호에 있어서는, R410A를 대체 가능한 저GWP 혼합 냉매가 여러 가지 제안되고 있다.

또, 냉매로서 R32를 이용한 냉동 사이클 장치로서는, 예를 들면, 일본국 특허공개 2002-54888호 공보에 기재된 바와 같이, 냉매로서 R32를 이용한 경우에 있어서 에너지 효율을 높이기 위해, 열교환기가 갖는 전열관의 배관 직경을 7mm 이상 10mm 이하로 하는 것이 제안되고 있다.

그런데, GWP가 충분히 작은 냉매로서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용하는 경우에 있어서, 압력 손실을 저감시키면서, 보유되는 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능한 열교환기의 전열관의 배관 직경에 대해서는, 지금까지 전혀 검토되어 있지 않다.

본 개시의 내용은, 상술한 점을 감안한 것이며, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용하는 경우에 있어서, 압력 손실을 저감시키면서, 보유되는 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능한 냉동 사이클 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제11 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 냉매 회로와, 냉매를 구비하고 있다. 냉매 회로는, 압축기와 열원측 열교환기와 감압부와 이용측 열교환기를 갖고 있다. 냉매는, 냉매 회로에 봉입되어 있고, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있다. 열원측 열교환기는, 배관 직경이 6.35mm 이상 10.0mm 미만인 전열관을 갖고 있다.

또한, 감압부는, 특별히 한정되지 않고, 팽창 밸브여도 되고, 캐필러리 튜브여도 된다.

이 냉동 사이클 장치는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용함으로써 GWP를 충분히 작게 억제하여, 압력 손실을 저감시키면서, 보유되는 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능하다.

제11 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 열원측 열교환기는, 배관 직경이 6.35mm와 7.0mm와 8.0mm와 9.5mm 중 어느 하나인 전열관을 갖고 있다.

제11 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점 또는 제2 관점의 냉동 사이클 장치로서, 열원측 열교환기는, 배관 직경이 7.0mm 이상인 전열관을 갖고 있다.

제11 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 냉매 회로와, 냉매를 구비하고 있다. 냉매 회로는, 압축기와 열원측 열교환기와 감압부와 이용측 열교환기를 갖고 있다. 냉매는, 냉매 회로에 봉입되어 있고, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있다. 이용측 열교환기는, 배관 직경이 4.0mm 이상 10.0mm 미만인 전열관을 갖고 있다.

이 냉동 사이클 장치는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용함으로써 GWP를 충분히 작게 억제하여, 압력 손실을 저감시키면서, 보유되는 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능하다.

제11 그룹의 제5 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제4 관점의 냉동 사이클 장치로서, 이용측 열교환기는, 배관 직경이 8.0mm 이하인 전열관을 갖고 있다.

제11 그룹의 제6 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제4 관점 또는 제5 관점의 냉동 사이클 장치로서, 이용측 열교환기는, 배관 직경이 4.0mm와 5.0mm와 6.35mm와 7.0mm와 8.0mm 중 어느 하나인 전열관을 갖고 있다.

(12) 제12 그룹

최근, 환경 보호의 관점으로부터, 공조기에 사용되는 냉매로서, 지구 온난화 계수(GWP)가 낮은 냉매(이후, 저GWP 냉매라고 부른다)가 검토되고 있다. 저GWP 냉매로서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매가 유력하다.

그러나, 상기 냉매를 사용한 공조기의 고효율화라는 측면으로부터 고찰한 선행 기술이 적다. 공조기에, 상기 냉매를 적용하고자 한 경우에, 어떻게 해서 압축기의 고출력화를 달성하는지가 과제로서 존재한다.

제12 그룹의 제1 관점에 따른 압축기는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 압축하는 압축부와, 압축부를 구동하는 유도 모터를 구비하고 있다.

상기와 같이, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 압축하는 압축기에 있어서, 유도 모터를 채용함으로써, 비교적 저비용으로 고출력화가 가능해진다.

제12 그룹의 제2 관점에 따른 압축기는, 제12 그룹의 제1 관점의 압축기로서, 유도 모터의 회전자가, 봉상의 도전체이며 환상으로 배치되는 복수의 도체봉과, 복수의 도체봉을 축방향의 단부에서 단락하는 단락환을 갖고 있다. 적어도 도체봉이, 알루미늄보다 전기 저항이 낮은 금속으로 형성되어 있다.

이 압축기에서는, 유도 모터의 도체봉을 흐르는 전류에 의한 발열이 억제되므로, 고출력화가 가능해진다.

제12 그룹의 제3 관점에 따른 압축기는, 제12 그룹의 제1 관점의 압축기로서, 유도 모터의 회전자가 방열 구조를 갖고 있다.

이 압축기에서는, 유도 모터의 회전자의 온도 상승이 억제되므로, 고출력화가 가능해진다.

제12 그룹의 제4 관점에 따른 압축기는, 제12 그룹의 제3 관점의 압축기로서, 유도 모터의 회전자가, 봉상의 도전체이며 환상으로 배치되는 복수의 도체봉과, 복수의 도체봉을 축방향의 단부에서 단락하는 단락환을 갖고 있다. 방열 구조는, 단락환으로 형성되어 있다.

이 압축기에서는, 방열 구조 자체가 회전하므로, 방열성이 향상되는 데다, 회전에 의해 강제 대류가 일어나, 주변의 온도 상승이 억제되므로, 고출력화가 가능해진다.

제12 그룹의 제5 관점에 따른 압축기는, 제12 그룹의 제3 관점 또는 제4 관점의 압축기로서, 방열 구조가 히트 싱크이다.

이 압축기에서는, 히트 싱크는 유도 모터의 단락환을 성형할 때에 일체 성형 할 수 있어, 비교적 저비용으로 고출력화가 가능해진다.

제12 그룹의 제6 관점에 따른 압축기는, 제12 그룹의 제1 관점의 압축기로서, 유도 모터의 고정자를 냉매에 의해 냉각하는 냉각 구조를 추가로 구비하고 있다.

이 압축기에서는, 유도 모터가 냉각되므로, 고출력화가 가능해진다.

제12 그룹의 제7 관점에 따른 압축기는, 제12 그룹의 제6 관점의 압축기로서, 냉각 구조가, 압축기가 접속되는 냉매 회로를 흐르는 냉매의 냉열에 의해 고정자를 냉각한다.

제12 그룹의 제8 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제12 그룹의 제1 관점 내지 제7 관점 중 어느 하나의 압축기를 구비한 냉동 사이클 장치이다.

(13) 제13 그룹

근래, 환경 보호의 관점으로부터, 공조기에 사용되는 냉매로서, 지구 온난화 계수(GWP)가 낮은 냉매(이후, 저(低)GWP 냉매라고 부른다)가 검토되고 있다. 저GWP 냉매로서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매가 유력하다.

그러나, 상기 냉매를 사용한 공조기의 고효율화라는 측면에서 고찰한 선행 기술이 적다. 예를 들면, 특허 문헌 1(일본국 특허공개 2013-124848호 공보)과 같은 공조기에, 상기 냉매를 적용하려고 했을 경우에, 어떻게 하여 고효율화를 달성하는지가 과제로서 존재한다.

제13 그룹의 제1 관점에 따른 공조기는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기를 구동하는 모터와, 전력 변환 장치를 구비하고 있다. 전력 변환 장치는, 교류 전원과 모터의 사이에 접속되고, 스위칭 소자를 가지며, 모터의 출력이 목표치가 되도록 스위칭 소자를 제어한다.

적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 이용한 공조기에 있어서, 공조 부하에 따라 압축기의 모터 회전수를 변경할 수 있으므로, 높은 연간 에너지 소비 효율［Annual Performance Factor (APF)］을 실현할 수 있다.

제13 그룹의 제2 관점에 따른 공조기는, 제1 관점의 공조기로서, 전력 변환 장치가, 정류 회로와, 콘덴서를 포함하고 있다. 정류 회로는, 교류 전원의 교류 전압을 정류한다. 콘덴서는, 정류 회로의 출력측에 병렬로 접속되며, 전력 변환 장치의 스위칭에 의해 발생하는 전압 변동을 평활화한다.

이 공조기에서는, 정류 회로의 출력측에 전해 콘덴서를 필요로 하지 않기 때문에, 회로의 대형화, 고비용화가 억제된다.

제13 그룹의 제3 관점에 따른 공조기는, 제1 관점 또는 제2 관점의 공조기로서, 교류 전원이 단상 전원이다.

제13 그룹의 제4 관점에 따른 공조기는, 제1 관점 또는 제2 관점의 공조기로서, 교류 전원이 삼상 전원이다.

제13 그룹의 제5 관점에 따른 공조기는, 제1 관점의 공조기로서, 전력 변환 장치가, 컨버터와 인버터를 포함하는 인다이렉트 매트릭스 컨버터이다. 컨버터는, 교류 전원의 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 인버터는, 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 모터에 공급한다.

이 공조기는, 고효율인 데다가, 정류 회로의 출력측에 전해 콘덴서를 필요로 하지 않기 때문에 회로의 대형화, 고비용화가 억제된다.

제13 그룹의 제6 관점에 따른 공조기는, 제1 관점의 공조기로서, 전력 변환 장치가, 교류 전원의 교류 전압을 소정 주파수의 교류 전압으로 직접 변환하여 모터에 공급하는, 매트릭스 컨버터이다.

이 공조기는, 고효율인 데다가, 정류 회로의 출력측에 전해 콘덴서를 필요로 하지 않기 때문에 회로의 대형화, 고비용화가 억제된다.

제13 그룹의 제7 관점에 따른 공조기는, 제1 관점의 공조기로서, 압축기가, 스크롤 압축기, 로터리 압축기, 터보 압축기, 및 스크루 압축기 중 어느 하나이다.

제13 그룹의 제8 관점에 따른 공조기는, 제1 관점 내지 제7 관점 중 어느 하나의 공조기로서, 모터가, 영구 자석을 포함하는 회전자를 갖는 영구 자석 동기 모터이다.

(14) 제14 그룹

최근, 환경 보호의 관점으로부터, 공조기에 사용되는 냉매로서, 지구 온난화 계수(GWP)가 낮은 냉매(이후, 저GWP 냉매라고 부른다)가 검토되고 있다. 저GWP 냉매로서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 비혼합 냉매가 유력하다.

그러나, 상기 냉매를 사용한 공조기의 고효율화라는 측면으로부터 고찰한 선행 기술이 적다. 예를 들면, 공조기에, 상기 냉매를 적용하고자 한 경우에, 어떻게 해서 고효율화를 달성하는지가 과제로서 존재한다.

제14 그룹의 제1 관점에 따른 공조기는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기를 구동하는 모터와, 교류 전원으로부터 모터로 주파수 변환을 시키지 않고 전력을 공급시키는 접속부를 구비하고 있다.

적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 사용한 공조기에 있어서, 교류 전원과 모터 사이에 전력 변환 장치를 개재시키지 않고 압축기를 구동할 수 있으므로, 비교적 저렴한 구성으로, 환경 보호를 고려한 공조기를 제공할 수 있다.

제14 그룹의 제2 관점에 따른 공조기는, 제14 그룹의 제1 관점의 공조기로서, 접속부가, 모터의 적어도 2개의 단자 간에 교류 전원의 교류 전압을 직접 인가한다.

제14 그룹의 제3 관점에 따른 공조기는, 제14 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 공조기로서, 교류 전원이 단상 전원이다.

제14 그룹의 제4 관점에 따른 공조기는, 제14 그룹의 제1 관점 내지 제3 관점 중 어느 하나의 공조기로서, 모터의 한 단자에 기동 회로가 직렬로 접속되어 있다.

제14 그룹의 제5 관점에 따른 공조기는, 제14 그룹의 제4 관점의 공조기로서, 기동 회로가, 정특성 서미스터와 운전 콘덴서를 병렬로 접속한 회로이다.

적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 사용한 공조기에 있어서, 압축기의 기동 후, 정특성 서미스터는 자기 발열하여 저항치가 증대되고, 실질적으로 운전 콘덴서에 의한 운전 회로로 전환되므로, 압축기는 적시에 정격 토크를 출력할 수 있는 상태가 된다.

제14 그룹의 제6 관점에 따른 공조기는, 제14 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 공조기로서, 교류 전원이 삼상 전원이다.

이 공조기에서는, 기동 회로를 필요로 하지 않으므로, 비교적 저렴하다.

제14 그룹의 제7 관점의 공조기는, 제14 그룹의 제1 관점 내지 제6 관점 중 어느 하나의 공조기로서, 모터가 유도 모터이다.

이 공조기에서는, 모터가 비교적 저비용이며 고출력이 가능하므로, 공조기의 고효율화가 가능하다.

(15) 제15 그룹

종래부터, 보일러나 전기 히터에 의해서 온수를 생성하는 온수 제조 장치가 보급되고 있다.

히트 펌프 유닛을 채용하는 종래의 온수 제조 장치는, 히트 펌프 유닛에 있어서 냉매로서 이산화탄소를 이용하는 경우가 많다. 그러나, 종래의 온수 제조 장치보다 효율적으로 온수를 제조하고 싶다는 요망이 있다.

제15 그룹의 제1 관점에 따른 온수 제조 장치는, 냉매로서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 혼합 냉매를 이용한다. 이 온수 제조 장치는, 압축기와, 열원측 제1 열교환기와, 팽창 기구와, 이용측 제2 열교환기를 구비한다. 제2 열교환기는, 그 내부를 흐르는 혼합 냉매와, 제1 물 사이에서 열교환을 시켜, 제1 물을 가열한다.

이 온수 제조 장치에서는, 종래 자주 사용되고 있는 이산화탄소가 아니라, 냉매로서, 상기의 혼합 냉매를 이용하고 있다. 이로 인해, 효율이 좋은 온수의 제조가 가능해진다.

제15 그룹의 제2 관점에 따른 온수 제조 장치는, 제1 관점의 온수 제조 장치로서, 탱크와, 순환 유로를 추가로 구비한다. 순환 유로는, 탱크와 제2 열교환기 사이에서, 제1 물을 순환시킨다.

제15 그룹의 제3 관점에 따른 온수 제조 장치는, 제1 관점의 온수 제조 장치로서, 제1 순환 유로와, 제2 순환 유로와, 제3 열교환기와, 탱크를 추가로 구비한다. 제1 순환 유로는, 제2 열교환기에 의해서 가열된 제1 물을 순환시킨다. 제2 순환 유로는, 제1 순환 유로와는 별도의 순환 유로이다. 제3 열교환기는, 제1 순환 유로를 흐르는 제1 물과, 제2 순환 유로를 흐르는 제2 물 사이에서 열교환을 시켜, 제2 순환 유로를 흐르는 제2 물을 가열한다. 탱크는, 제3 열교환기에 의해서 가열된 제2 물을 저장한다.

제15 그룹의 제4 관점에 따른 온수 제조 장치는, 제1 관점의 온수 제조 장치로서, 제1 순환 유로와, 탱크를 추가로 구비한다. 제1 순환 유로는, 제2 열교환기에 의해서 가열된 제1 물을 순환시킨다. 제1 순환 유로의 일부는, 탱크 안에 배치되어 있고, 제1 순환 유로를 흐르는 제1 물과, 탱크 안의 제2 물 사이에서 열교환을 시킴으로써, 탱크 안의 제2 물을 가열한다.

제15 그룹의 제5 관점에 따른 온수 제조 장치는, 제1 관점의 온수 제조 장치로서, 탱크와, 제1 순환 유로와, 제3 열교환기와, 제2 순환 유로와, 제3 유로를 추가로 구비한다. 제1 순환 유로는, 제2 열교환기와 탱크 사이에서, 제1 물을 순환시킨다. 제2 순환 유로는, 제3 열교환기와 탱크 사이에서, 제1 물을 순환시킨다. 제3 유로는, 제1 순환 유로 및 제2 순환 유로와는 별도의 유로이다. 제3 열교환기는, 탱크로부터 흘러오는 제1 물과 제3 유로를 흐르는 제3 물 사이에서 열교환을 시킴으로써, 제3 유로를 흐르는 제3 물을 가열한다.

제15 그룹의 제6 관점에 따른 온수 제조 장치는, 제1 관점의 온수 제조 장치로서, 탱크와, 제1 순환 유로와, 제2 유로를 추가로 구비한다. 제1 순환 유로는, 탱크와 제2 열교환기 사이에서, 제1 물을 순환시킨다. 제2 유로는, 제1 순환 유로와는 별도의 유로이다. 제2 유로의 일부는, 탱크 안에 배치되고, 탱크 안의 제1 물과, 제2 유로를 흐르는 제2 물 사이에서 열교환을 시킴으로써, 제2 유로를 흐르는 제2 물을 가열한다.

제15 그룹의 제7 관점에 따른 온수 제조 장치는, 제1 관점의 온수 제조 장치로서, 제1 물을 저장하는 탱크와, 제2 물이 흐르는 유로를 추가로 구비한다. 유로의 일부는, 탱크 안에 배치된다. 제2 열교환기는, 탱크 안에 있어서, 탱크에 저장되어 있는 제1 물을 가열한다. 탱크에 저장되어 있는 제1 물은, 유로를 흐르는 제2 물을 가열한다.

제15 그룹의 제8 관점에 따른 온수 제조 장치는, 제1 관점의 온수 제조 장치로서, 탱크와, 급수원으로부터 탱크로 제1 물을 흐르게 하는 유로를 추가로 구비한다. 제2 열교환기는, 유로를 흐르는 제1 물을 가열한다.

제15 그룹의 제9 관점에 따른 온수 제조 장치는, 제1 관점 내지 제8 관점 중 어느 하나의 온수 제조 장치로서, 이용측 제4 열교환기와, 제4 순환 유로를 추가로 구비한다. 제4 열교환기는, 제2 열교환기와는 별도의 열교환기이다. 제4 순환 유로에는, 냉방 또는 난방용의 제4 물이 흐른다. 제4 열교환기는, 그 내부를 흐르는 혼합 냉매와, 제4 순환 유로를 흐르는 제4 물 사이에서 열교환을 시킴으로써, 제4 물을 냉각 또는 가열한다.

(16) 제16 그룹

종래부터, 예를 들면, 일본국 특허공개 평 11-256358호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 열교환기를 구비한 냉동 사이클 장치가 있다. 이 냉동 사이클 장치의 열교환기와 같이, 전열관에 구리 파이프가 이용되고 있는 것이 있다.

그러나, 전열관에 구리 파이프가 이용되고 있는 열교환기는, 고가이다.

이와 같이, 열교환기를 구비하는 냉동 사이클 장치에는, 재료비를 삭감한다는 과제가 있다.

제16 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 가연성의 냉매와, 냉매를 증발시키는 증발기와, 냉매를 응축시키는 응축기를 구비하고, 증발기와 응축기 중 적어도 한쪽이, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 핀 및, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 전열관을 갖고, 전열관의 내부를 흐르는 냉매와 핀을 따라 흐르는 유체로 하여금 열교환하게 하는 열교환기이며, 냉매가, 증발기와 응축기를 순환하여 냉동 사이클을 반복하도록 구성되어 있다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 핀 및, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 전열관을 갖고 있는 점에서, 예를 들면 전열관에 구리 파이프를 사용하는 경우에 비해, 열교환기의 재료비를 삭감할 수 있다.

제16 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제16 그룹의 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 복수의 핀의 각각이, 복수의 구멍을 갖고, 복수의 전열관이, 복수의 핀의 복수의 구멍을 관통하고, 복수의 전열관의 외주가, 복수의 구멍의 내주에 밀착되어 있다.

제16 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제16 그룹의 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 복수의 전열관이, 복수의 편평관이며, 서로 이웃하는 편평관의 평면부가, 서로 마주 향하도록 배치되어 있다.

제16 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제16 그룹의 제3 관점의 냉동 사이클 장치로서, 복수의 핀의 각각이, 파형으로 절곡되어 서로 이웃하는 편평관의 평면부 사이에 배치되며, 평면부에 열을 전달하도록 접속되어 있다.

제16 그룹의 제5 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제16 그룹의 제3 관점의 냉동 사이클 장치로서, 복수의 핀의 각각이, 복수의 절결을 가지며, 복수의 편평관이, 복수의 핀의 복수의 절결에 끼워 넣어져 복수의 핀에 열을 전달하도록 접속되어 있다.

(17) 제17 그룹

종래부터, 1대로 실내의 복수의 방의 공기를 조정하는 공기 조화 장치로서, 멀티형의 공기 조화 장치가 알려져 있다.

멀티형의 공기 조화 장치는, 상이한 방에 배치되어 있는 제1 실내기와 제2 실내기를 구비하고 있다. 이러한 공기 조화 장치에서는, 제1 실내기와 제2 실내기로 하여금 냉매를 순환하게 하기 위해, 공기 조화 장치에 충전되는 냉매량이 많아진다.

실내의 복수의 방의 공기를 조정하는 공기 조화 장치에는, 공기 조화 장치에 충전되는 냉매량을 삭감한다는 과제가 있다.

제17 그룹의 제1 관점에 따른 공기 조화 장치는, 압축기와, 제1 공기를 열교환하는 이용측 열교환기와, 제2 공기를 열교환하는 열원측 열교환기와, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고, 상기 압축기와 상기 이용측 열교환기와 상기 열원측 열교환기를 순환하여 냉동 사이클을 반복하는 냉매와, 상기 제1 공기를 실내의 복수의 방에 공급하는 제1 덕트와, 상기 제1 덕트에 접속되고 또한 상기 이용측 열교환기를 수납하고 있는 이용측 공간을 가지며, 상기 이용측 열교환기로 상기 냉매와 열교환된 후의 상기 제1 공기를 상기 제1 덕트로 송출하도록 구성되어 있는 케이싱을 구비한다.

이 공기 조화 장치에서는, 복수의 실내기를 복수의 방에 배치하는 공기 조화 장치에 비해 실내측 열교환기가 적어지므로, 공기 조화 장치에 충전되는 냉매량을 삭감할 수 있다.

제17 그룹의 제2 관점에 따른 공기 조화 장치는, 제17 그룹의 제1 관점의 공기 조화 장치로서, 상기 제1 공기를 상기 실내로부터 도입하는 제2 덕트와, 상기 케이싱을 가지며, 상기 케이싱을 상기 제2 덕트에 접속해, 상기 실내로부터 도입한 상기 제1 공기를 상기 이용측 열교환기로 유도하도록 구성되어 있는 이용측 유닛과, 상기 열원측 열교환기를 수납하며, 상기 이용측 유닛과는 별체인 열원측 유닛을 구비하는 것이다.

이 공기 조화 장치에서는, 이용측 유닛과 열원측 유닛이 별체인 점에서, 공기 조화 장치의 설치가 용이해진다.

제17 그룹의 제3 관점에 따른 공기 조화 장치는, 제17 그룹의 제1 관점의 공기 조화 장치로서, 상기 제1 공기를 실외로부터 도입하는 제3 덕트와, 상기 케이싱을 가지며, 상기 케이싱을 상기 제3 덕트에 접속해, 상기 실외로부터 도입한 상기 제1 공기를 상기 이용측 열교환기로 유도하도록 구성되어 있는 이용측 유닛과, 상기 열원측 열교환기를 수납하며, 상기 이용측 유닛과는 별체인 열원측 유닛을 구비하는 것이다.

이 공기 조화 장치에서는, 이용측 유닛과 열원측 유닛이 별체인 점에서, 공기 조화 장치의 설치가 용이해진다.

제17 그룹의 제4 관점에 따른 공기 조화 장치는, 제17 그룹의 제1 관점의 공기 조화 장치로서, 케이싱에 접속되며, 상기 실내로부터 도입한 상기 제1 공기를 상기 이용측 공간에 공급하는 제2 덕트를 구비하고, 상기 케이싱이, 실외로부터 도입한 상기 제2 공기가 통과하는 열원측 공간과 상기 이용측 공간으로 나누어 상기 열원측 공간과 상기 이용측 공간의 공기의 유통을 차단하는 칸막이판을 갖고, 상기 열원측 열교환기가, 상기 열원측 공간에 배치되어 있는 것이다.

이 공기 조화 장치에서는, 1개의 케이싱 중에 이용측 열교환기와 열원측 열교환기가 같은 케이싱 중에 칸막이판으로 나뉜 이용측 공간과 열원측 공간에 수납되어 있는 점에서, 한정된 스페이스를 사용하여 공기 조화 장치를 설치하기 쉬워진다.

(18) 제18 그룹

비공비 혼합 냉매를 이용한 냉동 사이클에 있어서, 열원측 열교환기에 있어서 일정한 압력으로 냉매를 증발시키면, 열교환의 능력이 충분히 발휘되지 않는다.

제18 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클은, 가연성 냉매이며 적어도 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 혼합 냉매를 이용한 냉동 사이클로서, 압축기와, 열원측 열교환기와, 팽창 기구와, 이용측 열교환기와, 감압 기구를 구비하고 있다. 감압 기구는, 증발기로서 기능하고 있는 열원측 열교환기를 흐르는 혼합 냉매를, 열원측 열교환기의 입구와 출구 사이에 있어서 감압한다.

여기서는, 열원측 열교환기에 있어서 냉매가 증발할 때에, 감압 기구가 도중에 냉매의 압력을 저하시킨다. 이에 의해, 일정한 압력으로 냉매를 증발시키는 경우에 발생하는 열원측 열교환기의 입구, 출구에서의 증발 온도의 차를, 작게 할 수 있다. 그 결과, 열교환의 능력을 확보할 수 있어, 냉동 사이클의 성능이 향상된다.

제18 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클은, 제18 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클로서, 감압 기구는, 열원측 열교환기를 흐르는 혼합 냉매를, 혼합 냉매의 온도 구배에 따라 감압한다.

제18 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 사이클은, 제18 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점에 따른 냉동 사이클로서, 열원측 열교환기는, 제1 열교환부와, 제2 열교환부를 갖고 있다. 감압 기구는, 제1 열교환부와 제2 열교환부 사이에 배치되어 있다.

제18 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 사이클은, 제18 그룹의 제1 관점 내지 제4 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클로서, 이용측 열교환기는, 이용 유닛 중에 배치되어 있다. 이용측 열교환기는, 이용 유닛의 전면측에 위치하는 제3 열교환부와, 이용 유닛의 후면측에 위치하는 제4 열교환부를 갖고 있다. 제3 열교환부의 상부의 근방에는, 제4 열교환부의 상부가 위치하고 있다. 제3 열교환부는, 그 상부로부터, 이용 유닛의 전면측을 향해 비스듬한 하방으로 연장되어 있다. 제4 열교환부는, 그 상부로부터, 이용 유닛의 후면측을 향해 비스듬한 하방으로 연장되어 있다. 제3 열교환부의 냉매 유로의 용적은, 제4 열교환부의 냉매 유로의 용적보다 크다.

여기서는, 이용 유닛의 전면측에 위치하는 제3 열교환부 쪽이, 제4 열교환부보다, 냉매 유로의 용적이 크다. 이에 의해, 열교환부를 통과하는 공기의 속도가 빠른 경향이 있는 이용 유닛의 전면측에 있어서, 냉매 유로의 용적이 큰 제3 열교환부가, 혼합 냉매와 공기 사이에 많은 열교환을 행하게 된다.

(19) 제19 그룹

공기 조화기의 제어 회로는, 발열하는 인버터 회로 등을 가진다. 이 때문에, 일본 특허공개 소 62-69066호 공보에 나타내는 바와 같이, 제어 회로를 냉각하는 것이 행해지고 있다.

공기 조화기의 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매가 이용되는 경우가 있다. 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매는, R32 냉매보다 효율이 나쁘다. 이 때문에, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 이용한 공기 조화기에 있어서는, 압축기의 소비 전력이 증가하여, 인버터 회로 등의 제어 회로의 발열량이 증가한다. 따라서, 제어 회로를 냉각할 필요가 있다.

제19 그룹의 제1 관점에 따른 공기 조화기는, 프린트 기판과, 냉매 재킷을 구비한다. 프린트 기판에는, 파워 소자가 장착된다. 냉매 재킷에는, 파워 소자가 열적으로 접속된다. 냉매 재킷에는, 냉매가 유통한다. 냉매 재킷을 유통하는 냉매에 의해 파워 소자가 냉각된다. 냉매는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이다.

제19 그룹의 제2 관점에 따른 공기 조화기는, 제1 관점의 공기 조화기이며, 냉동 사이클을 행하는 냉매 회로를 추가로 구비한다. 냉매 재킷을 유통하는 냉매는, 냉매 회로를 순환한다.

제19 그룹의 제3 관점에 따른 공기 조화기는, 제1 관점의 공기 조화기이며, 냉동 사이클을 행하는 냉매 회로를 추가로 구비한다. 냉매 재킷은, 냉매를 봉입하는 파이프를 가진다. 파이프는, 냉매 회로와 냉매를 수수하지 않는다.

(20) 제20 그룹

최근의 환경 보호에 대한 의식이 고조됨에 따라, 낮은 지구 온난화 계수(GWP)를 갖는 냉매를 사용한 공기 조화기가 필요하게 된다. 그 때에, 공기 조화기가, 쾌적성을 유지한 채 제습 운전을 실행 가능한 것이 바람직하다.

제20 그룹의 제1 관점에 따른 공기 조화기는, 압축기, 실외 열교환기, 감압기, 제1 실내 열교환기, 제습용 감압 장치, 및 제2 실내 열교환기가 환상으로 접속된 냉매 회로를 구비한다. 공기 조화기는, 감압기를 열림 상태로 해 제습용 감압 장치에 의해 제습 운전을 행한다. 공기 조화기에서는, 냉매로서 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매가 사용된다.

제20 그룹의 제2 관점에 따른 공기 조화기는, 제20 그룹의 제1 관점의 공기 조화기로서, 제습용 감압 장치가, 제1 실내 열교환기와 제2 실내 열교환기 사이에 배치된다.

제20 그룹의 제3 관점에 따른 공기 조화기는, 제20 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 공기 조화기로서, 제습용 감압 장치가 전자 밸브이다.

제20 그룹의 제4 관점에 따른 공기 조화기는, 제20 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 공기 조화기로서, 제습용 감압 장치가 팽창 밸브이다.

(21) 제21 그룹

종래부터 제습 기능을 구비하는 공기 조화기는, 여러 가지로 개발되고 있다. 예를 들면, 실내측 열교환기를 2개의 열교환기로 분할하고, 이들 2개의 열교환기를 직렬로 접속하고 있는 공기 조화기가 존재한다. 실내측 열교환기인 2개의 열교환기는, 제습 시에, 한쪽에서 냉매가 응축되고, 다른 쪽에서 냉매가 증발된다.

그러나, 이러한 공기 조화기에서는, 실내측 열교환기와 실내측 열교환기의 냉매의 흐름을 제어하는 기구가 복잡해진다.

이러한 제습 기능을 갖는 공기 조화기에는, 냉매 회로의 구성을 간략화한다는 과제가 있다.

제21 그룹의 제1 관점에 따른 공기 조화기는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매와, 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매를 증발역에서 증발시키는 제1 열교환기와, 냉매를 감압하는 감압부와, 냉매를 응축시키는 제2 열교환기를 갖는 냉매 회로를 구비하고, 제1 열교환기의 전체를 증발역으로 하는 제1 열교환기로 열교환된 공기를 실내로 취출하는 제1 운전과, 제1 열교환기의 일부분만을 증발역으로 하는 제1 열교환기로 열교환된 공기를 실내로 취출하는 제2 운전을 전환할 수 있도록 구성되어 있다.

이 공기 조화기는, 냉매를 증발역에서 증발시켜 제습할 수 있고 또한 간략화된 냉매 회로를 갖는다.

제21 그룹의 제2 관점에 따른 공기 조화기는, 제21 그룹의 제1 관점의 공기 조화기로서, 제1 열교환기가, 보조 열교환기이며, 보조 열교환기의 풍하에 주 열교환기를 구비하고, 보조 열교환기의 전체를 증발역으로 하여 보조 열교환기와 주 열교환기로 열교환된 공기를 실내로 취출하는 제1 운전과, 제1 열교환기의 일부분만을 증발역으로 하여 보조 열교환기와 주 열교환기로 열교환된 공기를 실내로 취출하는 제2 운전을 전환할 수 있도록 구성되어 있는 것이다.

이 공기 조화기는, 냉방 운전에 있어서, 제습 운전을 위한 COP의 악화를 억제할 수 있다.

제21 그룹의 제3 관점에 따른 공기 조화기는, 제21 그룹의 제1 관점 또는 제2 관점의 공기 조화기로서, 실내를 제습하기 위한 제습 운전 모드에 있어서, 부하에 따라, 제1 운전으로부터 제2 운전으로 전환되도록 구성되어 있는 것이다.

이 공기 조화기는, 제습 운전 모드를 선택하여 운전이 개시될 때에 부하가 큰 경우, 제1 운전에서도 제1 열교환기의 온도가 낮기 때문에, 충분한 제습이 가능하므로, 제1 운전을 개시함으로써, 효율적으로 제습과 냉방을 동시에 행하는 것이 가능하다. 그리고, 실내의 온도가 저하되어, 부하가 작아지면, 제1 운전에서는, 증발 온도가 높아져 제습할 수 없게 되기 때문에, 그 시점에서 제2 운전으로 전환한다. 이에 의해, 제습 운전을 위한 COP 악화의 영향을 억제할 수 있다.

제21 그룹의 제4 관점에 따른 공기 조화기는, 제21 그룹의 제3 관점의 공기 조화기로서, 부하를, 설정 온도와, 제1 열교환기가 열교환하는 실내의 공기의 온도의 차에 의거하여 검지하는 것이다.

제21 그룹의 제5 관점에 따른 공기 조화기는, 제21 그룹의 제3 관점 또는 제4 관점의 공기 조화기로서, 부하를, 압축기의 주파수에 의거하여 검지하는 것이다.

제21 그룹의 제6 관점에 따른 공기 조화기는, 제21 그룹의 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나의 공기 조화기로서, 실내를 제습하기 위한 제습 운전 모드에 있어서, 제1 열교환기에 있어서의 냉매의 증발 온도가 소정 온도보다 낮은 경우에는, 제1 운전으로부터 제2 운전으로는 전환하지 않고 제1 운전을 행하도록 구성되어 있는 것이다.

이 공기 조화기는, 부하가 소정치 이하까지 작아졌을 때에, 증발 온도가 소정치보다 낮으므로, 제1 운전으로부터 제2 운전으로 전환하지 않아도 제습할 수 있다.

제21 그룹의 제7 관점에 따른 공기 조화기는, 제21 그룹의 제1 관점 내지 제6 관점 중 어느 하나의 공기 조화기로서, 제2 운전에서는, 제1 열교환기의 일부분 이외의 부분이, 냉매가 증발 온도 이상이 되어 있는 과열역인 것이다.

(22) 제22 그룹

지구 온난화 계수가 낮은 냉매를 이용하여 고효율의 운전을 실현하는 냉매 회로의 구성에 대해서는 지금까지 충분히 제안되고 있지 않다.

제22 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 압축기와, 열원측 열교환기와, 팽창 기구와, 이용측 열교환기를 포함하는 냉매 회로를 구비한다. 냉매 회로에는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 냉매가 봉입된다. 적어도 소정의 운전 시에, 열원측 열교환기 및 이용측 열교환기 중 적어도 한쪽에 있어서의, 냉매의 흐름과 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름이 대향류이다.

제22 그룹의 제1 관점의 냉동 사이클 장치에서는, 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 지구 온난화 계수가 낮은 냉매를 이용하여, 열교환기를 유효하게 이용한 고효율의 운전이 실현된다.

제22 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 열원측 열교환기를 증발기로서 이용하는 냉동 사이클 장치의 운전 시에, 열원측 열교환기에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름이 대향류이다.

제22 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점 또는 제2 관점의 냉동 사이클 장치로서, 열원측 열교환기를 응축기로서 이용하는 냉동 사이클 장치의 운전 시에, 열원측 열교환기에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름이 대향류이다.

여기에서는, 온도 글라이드의 영향으로 응축기의 출구측에서 냉매와 열매체의 온도차를 두기 어려운 냉매가 이용되는 경우여도, 응축기의 입구에서 출구까지 온도차가 비교적 확보되기 쉽고, 고효율의 냉동 사이클 장치의 운전을 실현할 수 있다.

제22 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점 내지 제3 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 이용측 열교환기를 증발기로서 이용하는 냉동 사이클 장치의 운전 시에, 이용측 열교환기에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름이 대향류이다.

제22 그룹의 제5 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점 내지 제4 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 이용측 열교환기를 응축기로서 이용하는 냉동 사이클 장치의 운전 시에, 이용측 열교환기에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름이 대향류이다.

제22 그룹의 제6 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 열매체는 공기이다.

제22 그룹의 제7 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 열매체는 액체이다.

(23) 제23 그룹

GWP가 충분히 작은 냉매로서 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클 장치에 있어서, 압력 손실을 억제하기 위해 액측 냉매 연락 배관이나 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경이 커지고, 그것이 비용 증대를 초래할 우려가 있다.

본 개시의 내용은, 상술한 점을 감안한 것이며, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용하는 경우에 있어서, 비용의 증대를 억제한 냉동 사이클 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제23 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 압축기, 열원측 열교환기, 감압부, 액측 냉매 연락 배관, 이용측 열교환기, 가스측 냉매 연락 배관이 접속된 냉매 회로를 갖는 냉동 사이클 장치로서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 사용되고 있고, 액측 냉매 연락 배관 및 가스측 냉매 연락 배관이, 알루미늄 또는 알루미늄 합금제이다.

이 냉동 사이클 장치에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 사용함에 있어, 압력 손실 억제를 위해 액측 냉매 연락 배관 및 가스측 냉매 연락 배관의 직경을 크게 하는 경우에도, 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 관을 사용함으로써, 비용의 증대를 억제할 수 있다.

제23 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제23 그룹의 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 액측 냉매 연락 배관의 두께가, 상기 냉동 사이클 장치와 같은 정격 냉동 능력의 냉동 사이클 장치에 사용되는 구리 또는 구리 합금제의 액측 냉매 연락 배관의 두께 이상이다. 또, 가스측 냉매 연락 배관의 두께는, 상기 냉동 사이클 장치와 같은 정격 냉동 능력의 냉동 사이클 장치에 사용되는 구리 또는 구리 합금제의 가스측 냉매 연락 배관의 두께 이상이다.

제23 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제23 그룹의 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서, 액측 냉매 연락 배관의 외경은, 상기 냉동 사이클 장치와 같은 정격 냉동 능력의 냉동 사이클 장치에 사용되는 구리 또는 구리 합금제의 액측 냉매 연락 배관의 외경 이상이다. 또, 가스측 냉매 연락 배관의 외경은, 상기 냉동 사이클 장치와 같은 정격 냉동 능력의 냉동 사이클 장치에 사용되는 구리 또는 구리 합금제의 가스측 냉매 연락 배관의 외경 이상이다.

제23 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제23 그룹의 제3 관점의 냉동 사이클 장치로서, 액측 냉매 연락 배관의 외경은, 상기 냉동 사이클 장치와 같은 정격 냉동 능력의 냉동 사이클 장치에 사용되는 구리 또는 구리 합금제의 액측 냉매 연락 배관의 외경과 같다.

제23 그룹의 제5 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제23 그룹의 제3 관점의 냉동 사이클 장치로서, 액측 냉매 연락 배관의 외경의 범위가 6.4mm~12.7mm이다. 또, 가스측 냉매 연락 배관의 외경의 범위가 12.7mm~25.4mm이다.

제23 그룹의 제6 관점에 따른 냉동 채굴 장치는, 제23 그룹의 제5 관점에 따른 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 8.5kW 이상 10.0kW 이하이며, 또한, 상기 가스측 냉매 연락 배관의 외경이 19.1mm이다.

제23 그룹의 제7 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제23 그룹의 제5 관점의 냉동 사이클 장치로서, 냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 25.0kW 이상 28kW 이하이며, 또한, 상기 가스측 냉매 연락 배관의 외경이 25.4mm이다.

제23 그룹의 제8 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제23 그룹의 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서,

냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 25.0kW 이상이며, 또한, 상기 가스측 냉매 연락 배관의 외경이 25.4mm, 혹은,

냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 19.0kW 이상 25.0kW 미만이며, 또한, 상기 가스측 냉매 연락 배관의 외경이 22.2mm, 혹은,

냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 8.5kW 이상 19.0kW 이하이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관의 외경이 19.1mm이며, 혹은,

냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 5.0kW 이상 8.5kW 미만이며, 또한, 상기 가스측 냉매 연락 배관의 외경이 15.9mm, 혹은,

냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 5.0kW 미만이며, 또한, 가스측 냉매 연락 배관의 외경이 12.7mm 중 어느 하나이다.

제23 그룹의 제9 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제23 그룹의 제1 관점의 냉동 사이클 장치로서,

냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 19.0kW 이상이며, 또한, 상기 액측 냉매 연락 배관의 외경이 12.7mm, 혹은,

냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 5.0kW 이상 19.0kW 미만이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관의 외경이 9.5mm, 혹은,

냉동 사이클 장치의 정격 냉동 능력이 5.0kW 미만이며, 또한, 액측 냉매 연락 배관의 외경이 6.4mm 중 어느 하나이다.

제23 그룹의 제10 관점에 따른 냉동 사이클 장치는, 제23 그룹의 제1 관점 내지 제9 관점 중 어느 하나의 냉동 사이클 장치로서, 액측 냉매 연락 배관 및 가스측 냉매 연락 배관에 사용되는 재료가, 일본 공업 규격 「JIS H 4080」로 정해지는 A3003TD, A3003TDS-O, A3005TDS-O 및 A6063TDS-T84 중 어느 하나이다.

(24) 제24 그룹

저지구 온난화 계수의 냉매를 이용한 냉동 사이클에 있어서, 전력 부하의 평준화를 어떻게 실현할지에 대해서는 지금까지 충분히 제안되어 있지 않다.

제24 그룹의 제1 관점에 따른 축열 장치는, 축열조와, 축열용 열교환기를 구비한다. 축열조에는, 축열 매체가 저류되어 있다. 축열용 열교환기는, 축열조의 축열 매체에 침지된다. 축열용 열교환기는, 냉매 공급 장치에 접속된다. 축열용 열교환기는, 냉매 공급 장치로부터 공급되는 적어도 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 냉매에 의해 축열 매체를 냉각한다.

제24 그룹의 제1 관점의 축열 장치에서는, 냉매 공급 장치로부터 공급되는 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 저지구 온난화 계수의 냉매를 이용하여 축열 매체를 냉각해서 축열조에 냉열을 저류하고, 그에 의해 전력 부하의 평준화에 기여할 수 있다.

(25) 제25 그룹

종래의 냉동 장치로서, 예를 들면, 고온측(1차측)의 냉동 사이클과 저온측(2차측)의 냉동 사이클을 구비한 장치가 존재한다. 예를 들면, 고온측의 냉동 사이클의 냉매로서 HFC 냉매(R410A, R32 등), HFO 냉매 등을 사용하고, 저온측의 냉동 사이클의 냉매로서 이산화탄소 냉매를 사용하는 이원 냉동 장치가 존재한다.

이원 냉동 장치 등의 2개의 사이클을 조합한 냉동 장치에 있어서, 또 다른 효율이 좋은 운전이 요구되고 있다.

제25 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 장치는, 제1 사이클과, 제2 사이클을 구비한다. 제1 사이클은, 제1 압축기, 제1 방열기, 제1 팽창 기구 및 제1 흡열기가 접속되어 있다. 제1 사이클에서는, 제1 냉매가 순환한다. 제2 사이클은, 제2 방열기 및 제2 흡열기가 접속되어 있다. 제2 사이클에서는, 제2 냉매가 순환한다. 제1 흡열기와 제2 방열기는, 열교환기이다. 이 열교환기는, 제1 흡열기를 흐르는 제1 냉매와, 제2 방열기를 흐르는 제2 냉매 사이에서 열교환을 하게 한다. 제1 냉매 및 제2 냉매 중 적어도 한쪽은, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 혼합 냉매이다.

여기서는, 상기의 혼합 냉매를 채용함으로써, 열교환기에 있어서의 열교환의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

제25 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 장치는, 제1 사이클과, 제2 사이클을 구비한다. 제1 사이클은, 제1 압축기, 제1 방열기, 제1 팽창 기구 및 제1 흡열기가 접속되어 있다. 제1 사이클에서는, 제1 냉매가 순환한다. 제2 사이클은, 제2 방열기 및 제2 흡열기가 접속되어 있다. 제2 사이클에서는, 제2 냉매가 순환한다. 제1 방열기와 제2 흡열기는, 열교환기이다. 이 열교환기는, 제1 방열기를 흐르는 제1 냉매와, 제2 흡열기를 흐르는 제2 냉매 사이에서, 열교환을 하게 한다. 제1 냉매 및 제2 냉매 중 적어도 한쪽은, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 혼합 냉매이다.

여기서는, 상기의 혼합 냉매를 채용함으로써, 열교환기에 있어서의 열교환의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

제25 그룹의 제3 관점에 따른 냉동 장치는, 제25 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 장치로서, 제2 사이클은, 추가로 제2 압축기 및 제2 팽창 기구가 접속된 사이클이다. 제1 사이클의 제1 방열기를 흐르는 제1 냉매는, 외기에 대해 열을 방출한다. 제1 냉매는, 상기 혼합 냉매이다. 제2 냉매는, 이산화탄소이다.

제25 그룹의 제4 관점에 따른 냉동 장치는, 제25 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 장치로서, 제2 사이클은, 추가로 제2 압축기 및 제2 팽창 기구가 접속된 사이클이다. 제1 사이클의 제1 방열기를 흐르는 제1 냉매는, 외기에 대해 열을 방출한다. 제1 냉매는, 상기 혼합 냉매이다. 제2 냉매는, 상기 혼합 냉매이다.

제25 그룹의 제5 관점에 따른 냉동 장치는, 제25 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 장치로서, 제2 사이클은, 추가로 제2 압축기 및 제2 팽창 기구가 접속된 사이클이다. 제1 사이클의 제1 방열기를 흐르는 제1 냉매는, 외기에 대해 열을 방출한다. 제1 냉매는, R32이다. 제2 냉매는, 상기 혼합 냉매이다.

제25 그룹의 제6 관점에 따른 냉동 장치는, 제25 그룹의 제1 관점에 따른 냉동 장치로서, 제1 사이클의 제1 방열기를 흐르는 제1 냉매는, 외기에 대해 열을 방출한다. 제1 냉매는, 상기 혼합 냉매이다. 제2 냉매는, 액 매체이다.

제25 그룹의 제7 관점에 따른 냉동 장치는, 제25 그룹의 제2 관점에 따른 냉동 장치로서, 제2 사이클은, 추가로 제2 압축기 및 제2 팽창 기구가 접속된 사이클이다. 제1 사이클의 제1 흡열기를 흐르는 제1 냉매는, 외기로부터 열을 빼앗는다. 제1 냉매는, 상기 혼합 냉매이다. 제2 냉매는, 혼합 냉매보다 소정 온도에 있어서의 포화 압력이 낮은 냉매이다.

(26) 상기의 각 그룹에 있어서의 냉매의 상세

상기의 제1~제25 그룹 각각에서, 냉매로서, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는, 제1 관점에 따른 냉매를 채용한다.

바람직하게는, 상기의 제1~제25 그룹의 각 관점에 따른 기술 각각에서, 냉매로서, 이하의 냉매 A, B, C, D 중 어느 하나를 채용한다.

(26-1) 냉매 A

제2 관점에 따른 냉매 A는, 트랜스-1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E)), 트리플루오로에틸렌(HFO-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(R1234yf)을 포함한다.

제3 관점에 따른 냉매 A는, 제2 관점에 따른 냉매 A로서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 D (87.6, 0.0, 12.4),

점 G (18.2, 55.1, 26.7),

점 H (56.7, 43.3, 0.0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 OD, DG, GH 및 HO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 OD, DG 및 GH 상에 있고(단, 점 O 및 점 H는 제외한다),

상기 선분 DG는,

좌표 (0.0047y²-1.5177y+87.598, y, -0.0047y²+0.5177y+12.402)

로 나타내어지고,

상기 선분 GH는,

좌표 (-0.0134z²-1.0825z+56.692, 0.0134z²+0.0825z+43.308, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 HO 및 OD가 직선이다.

제4 관점에 따른 냉매 A는, 제2 관점에 따른 냉매 A로서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 L (72.5, 10.2, 17.3),

점 G (18.2, 55.1, 26.7),

점 H (56.7, 43.3, 0.0) 및

점 I (72.5, 27.5, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 LG, GH, HI 및 IL로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 LG, GH 및 IL 상에 있고(단, 점 H 및 점 I는 제외한다),

상기 선분 LG는,

좌표 (0.0047y²-1.5177y+87.598, y, -0.0047y²+0.5177y+12.402)

로 나타내어지고,

상기 선분 GH는,

좌표 (-0.0134z²-1.0825z+56.692, 0.0134z²+0.0825z+43.308, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 HI 및 IL이 직선이다.

제5 관점에 따른 냉매 A는, 제2 관점 내지 제4 관점 중 어느 하나에 따른 냉매 A로서, 추가로, 디플루오로메탄(R32)을 함유한다.

제6 관점에 따른 냉매 A는, 제5 관점에 따른 냉매 A로서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf 그리고 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z 그리고 a로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

0＜a≤10.0일 때,

점 A (0.02a²-2.46a+93.4, 0, -0.02a²+2.46a+6.6),

점 B' (-0.008a²-1.38a+56, 0.018a²-0.53a+26.3, -0.01a²+1.91a+17.7),

점 C (-0.016a²+1.02a+77.6, 0.016a²-1.02a+22.4, 0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있고(단, 점 O 및 점 C는 제외한다),

10.0＜a≤16.5일 때,

점 A (0.0244a²-2.5695a+94.056, 0, -0.0244a²+2.5695a+5.944),

점 B' (0.1161a²-1.9959a+59.749, 0.014a²-0.3399a+24.8, -0.1301a²+2.3358a+15.451),

점 C (-0.0161a²+1.02a+77.6, 0.0161a²-1.02a+22.4, 0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있고(단, 점 O 및 점 C는 제외한다), 또는

16.5＜a≤21.8일 때,

점 A (0.0161a²-2.3535a+92.742, 0, -0.0161a²+2.3535a+7.258),

점 B' (-0.0435a²-0.0435a+50.406, -0.0304a²+1.8991a-0.0661, 0.0739a²-1.8556a+49.6601),

점 C (-0.0161a²+0.9959a+77.851, 0.0161a²-0.9959a+22.149, 0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내, 또는, 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있다(단, 점 O 및 점 C는 제외한다).

(26-2) 냉매 B

제7 관점에 따른 냉매 B는, HFO-1132(E) 및 HFO-1123의 합계를, 제7 관점에 따른 냉매 B의 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하고, 또한, HFO-1132(E)를, 제7 관점에 따른 냉매 B의 전체에 대해 62.5질량%~72.5질량% 포함한다.

(26-3) 냉매 C

제8 관점에 따른 냉매 C는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함한다. 제8 관점에 따른 냉매 C에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 A (71.1, 0.0, 28.9),

점 C (36.5, 18.2, 45.3),

점 F (47.6, 18.3, 34.1) 및

점 D (72.0, 0.0, 28.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 AC, CF, FD, 및 DA로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,

상기 선분 AC는,

좌표 (0.0181y²-2.2288y+71.096, y, -0.0181y²+1.2288y+28.904)

로 나타내어지고,

상기 선분 FD는,

좌표 (0.02y²-1.7y+72, y, -0.02y²+0.7y+28)

로 나타내어지고, 또한,

상기 선분 CF 및 DA가 직선이다.

제9 관점에 따른 냉매 C는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함한다. 제9 관점에 따른 냉매 C에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 A (71.1, 0.0, 28.9),

점 B (42.6, 14.5, 42.9),

점 E (51.4, 14.6, 34.0) 및

점 D (72.0, 0.0, 28.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 AB, BE, ED, 및 DA로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,

상기 선분 AB는,

좌표 (0.0181y²-2.2288y+71.096, y, -0.0181y²+1.2288y+28.904)

로 나타내어지고,

상기 선분 ED는,

좌표 (0.02y²-1.7y+72, y, -0.02y²+0.7y+28)

로 나타내어지고, 또한,

상기 선분 BE 및 DA가 직선이다.

제10 관점에 따른 냉매 C는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함한다. 제10 관점에 따른 냉매 C에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 G (77.5, 6.9, 15.6),

점 I (55.1, 18.3, 26.6) 및

점 J (77.5, 18.4, 4.1)

의 3점을 각각 잇는 선분 GI, IJ 및 JK로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,

상기 선분 GI는,

좌표 (0.02y²-2.4583y+93.396, y, -0.02y²+1.4583y+6.604)

로 나타내어지고, 또한,

상기 선분 IJ 및 JK가 직선이다.

제11 관점에 따른 냉매 C는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함한다. 제11 관점에 따른 냉매 C에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 G (77.5, 6.9, 15.6),

점 H (61.8, 14.6, 23.6) 및

점 K (77.5, 14.6, 7.9)

의 3점을 각각 잇는 선분 GH, HK 및 KG로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,

상기 선분 GH는,

좌표 (0.02y²-2.4583y+93.396, y, -0.02y²+1.4583y+6.604)

로 나타내어지고, 또한,

상기 선분 HK 및 KG가 직선이다.

(26-4) 냉매 D

제12 관점에 따른 냉매 D는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32를 포함한다. 제12 관점에 따른 냉매 D에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C' (56.7, 43.3, 0.0),

점 D' (52.2, 38.3, 9.5),

점 E' (41.8, 39.8, 18.4) 및

점 A' (81.6, 0.0, 18.4)

의 5점을 각각 잇는 선분 OC', C'D', D'E', E'A' 및 A'O로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 C'D', D'E' 및 E'A' 상에 있고(단, 점 C' 및 A'를 제외한다),

상기 선분 C'D'는,

좌표 (-0.0297z²-0.1915z+56.7, 0.0297z²+1.1915z+43.3, z)

로 나타내어지고,

상기 선분 D'E'는,

좌표 (-0.0535z²+0.3229z+53.957, 0.0535z²+0.6771z+46.043, z)

로 나타내어지고, 또한,

상기 선분 OC', E'A' 및 A'O가 직선이다.

제13 관점에 따른 냉매 D는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32를 포함한다. 제13 관점에 따른 냉매 D에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C (77.7, 22.3, 0.0),

점 D (76.3, 14.2, 9.5),

점 E (72.2, 9.4, 18.4) 및

점 A' (81.6, 0.0, 18.4)

의 5점을 각각 잇는 선분 OC, CD, DE, EA' 및 A'O로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 CD, DE 및 EA' 상에 있고(단, 점 C 및 A'를 제외한다),

상기 선분 CDE는,

좌표 (-0.017z²+0.0148z+77.684, 0.017z²+0.9852z+22.316, z)

로 나타내어지고, 또한,

상기 선분 OC, EA' 및 A'O가 직선이다.

제14 관점에 따른 냉매 D는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32를 포함한다. 제14 관점에 따른 냉매 D에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C' (56.7, 43.3, 0.0),

점 D' (52.2, 38.3, 9.5) 및

점 A (90.5, 0.0, 9.5)

의 4점을 각각 잇는 선분 OC', C'D', D'A 및 AO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 C'D' 및 D'A 상에 있고(단, 점 C' 및 A를 제외한다),

상기 선분 C'D'는,

좌표 (-0.0297z²-0.1915z+56.7, 0.0297z²+1.1915z+43.3, z)

로 나타내어지고, 또한,

상기 선분 OC', D'A 및 AO가 직선이다.

제15 관점에 따른 냉매 D는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32를 포함한다. 제15 관점에 따른 냉매 D에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C (77.7, 22.3, 0.0),

점 D (76.3, 14.2, 9.5),

점 A (90.5, 0.0, 9.5)

의 4점을 각각 잇는 선분 OC, CD, DA 및 AO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 CD 및 DA 상에 있고(단, 점 C 및 A를 제외한다),

상기 선분 CD는,

좌표 (-0.017z²+0.0148z+77.684, 0.017z²+0.9852z+22.316, z)

로 나타내어지고, 또한,

상기 선분 OC, DA 및 AO가 직선이다.

(27) 상기의 냉매를 이용하는 각 그룹의 기술의 특징

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제1 그룹의 기술에 의하면, 냉동 사이클 장치 내의 윤활성을 양호하게 하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제2 그룹의 기술에 의하면, 냉동 사이클을 행하는 경우의 윤활성을 양호하게 하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제3 그룹의 기술에 의하면, 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제4 그룹의 기술에 의하면, 냉매 누설 시에 있어서도 전장품 유닛에 도달시키기 어렵게 하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제5 그룹의 기술에 의하면, 냉동 사이클의 운전 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제6 그룹의 기술에 의하면, 연락 배관의 손상을 억제시키는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제7 그룹의 기술에 의하면, 가령 당해 냉매의 누설이 생겼다고 해도 전열 장치에 있어서의 발화를 억제할 수 있다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제8 그룹의 기술에 의하면, 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제9 그룹의 기술에 의하면, 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제10 그룹의 기술에 의하면, 공조 부하에 따라 압축기의 모터 회전수를 변경할 수 있으므로, 압축기의 고효율화가 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제11 그룹의 기술에 의하면, 에너지 효율을 양호하게 하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제12 그룹의 기술에 의하면, 압축기의 모터로서 유도 모터를 채용함으로써, 비교적 저비용으로 고출력화가 가능해진다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제13 그룹의 기술에 의하면, 공조 부하에 따라, 당해 냉매를 압축하는 압축기의 모터 회전수를 변경할 수 있으므로, 높은 연중 에너지 소비 효율[Annual Performance Factor(APF)]을 실현할 수 있다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제14 그룹의 기술에 의하면, 환경 보호를 고려한 공조기를 제공할 수 있다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제15 그룹의 기술에 의하면, 효율적으로 온수를 제조하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제16 그룹의 기술에 의하면, 열교환기의 재료비를 삭감하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제17 그룹의 기술에 의하면, 공기 조화 장치에 충전되는 냉매량을 삭감하는 것이 가능해진다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제18 그룹의 기술에 의하면, 열원측 열교환기의 열교환의 능력을 향상시키는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제19 그룹의 기술에 의하면, 제어 회로를 냉각하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제20 그룹의 기술에 의하면, 재열 제습 운전을 적정하게 행하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제21 그룹의 기술에 의하면, 냉매를 증발역에서 증발시켜 제습하는 것이 가능하며, 또한, 냉매 회로의 구성을 간략화하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제22 그룹의 기술에 의하면, 고효율인 운전을 실현하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제23 그룹의 기술에 의하면, 압력 손실 억제를 위해 액측 냉매 연락 배관 및 가스측 냉매 연락 배관의 직경을 크게 하는 경우에도, 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 관을 사용함으로써, 비용의 증대를 억제할 수 있다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제24 그룹의 기술에 의하면, 축열조에 냉열을 저류하는 것이 가능하다.

GWP가 충분히 작은 상기 중 어느 하나의 냉매를 이용하는 제25 그룹의 기술에 의하면, 열교환의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

도 1은, 냉매의 연소성 시험에 이용한 장치의 모식도이다.
도 2a는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에, 점 A~M 및 O 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
도 2b는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에, 점 A~C, B' 및 O 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
도 2c는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 95질량%(R32 함유 비율이 5질량%)가 되는 3성분 조성도에, 점 A~C, B' 및 O 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
도 2d는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 90질량%(R32 함유 비율이 10질량%)가 되는 3성분 조성도에, 점 A~C, B' 및 O 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
도 2e는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 85.7질량%(R32 함유 비율이 14.3질량%)가 되는 3성분 조성도에, 점 A~C, B' 및 O 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
도 2f는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 83.5질량%(R32 함유 비율이 16.5질량%)가 되는 3성분 조성도에, 점 A~C, B' 및 O 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
도 2g는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 80.8질량%(R32 함유 비율이 19.2질량%)가 되는 3성분 조성도에, 점 A~C, B' 및 O 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
도 2h는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 78.2질량%(R32 함유 비율이 21.8질량%)가 되는 3성분 조성도에, 점 A~C, B' 및 O 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
도 2i는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에, 점 A~K 및 O~R 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
도 2j는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에, 점 A~D, A'~D' 및 O 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
도 3a는, 제3 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3b는, 제3 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3c는, 제3 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3d는, 제3 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3e는, 제3 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3f는, 제3 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3g는, 제3 그룹의 기술의 제4 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3h는, 제3 그룹의 기술의 제4 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3i는, 제3 그룹의 기술의 제5 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3j는, 제3 그룹의 기술의 제5 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3k는, 제3 그룹의 기술의 제6 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3l은, 제3 그룹의 기술의 제6 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3m은, 제3 그룹의 기술의 제7 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3n은, 제3 그룹의 기술의 제7 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3o는, 제3 그룹의 기술의 제8 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3p는, 제3 그룹의 기술의 제8 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3q는, 제3 그룹의 기술의 제9 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3r은, 제3 그룹의 기술의 제9 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3s는, 제3 그룹의 기술의 제10 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3t는, 제3 그룹의 기술의 제10 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3u는, 제3 그룹의 기술의 제11 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3v는, 제3 그룹의 기술의 제11 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 3w는, 제3 그룹의 기술의 제12 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 3x는, 제3 그룹의 기술의 제12 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 4a는, 제4 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 4b는, 제4 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 4c는, 제4 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 실외 유닛의 개략 외관 사시도이다.
도 4d는, 제4 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 실외 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4e는, 제4 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 실내 유닛의 개략 외관 정면도이다.
도 4f는, 제4 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 실내 유닛의 개략 측면도이다.
도 4g는, 제4 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 실내 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 측면에서 봤을 때의 단면도이다.
도 4h는, 제4 그룹의 기술의 제1 실시형태의 변형예 B에 따른 실내 유닛의 개략 외관 정면도이다.
도 4i는, 제4 그룹의 기술의 제1 실시형태의 변형예 B에 따른 실내 유닛의 내부 구조를 나타내는 개략 정면도이다.
도 4j는, 제4 그룹의 기술의 제1 실시형태의 변형예 B에 따른 실내 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 개략 측면도이다.
도 4k는, 제4 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 4l은, 제4 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 4m은, 제4 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 실외 유닛(전면 패널이 빠진 상태)의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4n은, 제4 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 4o는, 제4 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 4p는, 제4 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 실외 유닛의 개략 외관 사시도이다.
도 4q는, 제4 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 실외 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4r은, 제4 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 실외 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 평면도이다.
도 4s는, 제4 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 실외 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 정면도이다.
도 4t는, 제4 그룹의 기술의 제4 실시형태에 따른 냉매 회로와 물 회로의 개략 구성도이다.
도 4u는, 제4 그룹의 기술의 제4 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 4v는, 제4 그룹의 기술의 제4 실시형태의 냉온수 공급 유닛의 개략 구조도이다.
도 4w는, 제4 그룹의 기술의 제4 실시형태의 변형예 A에 따른 냉매 회로와 물 회로의 개략 구성도이다.
도 4x는, 제4 그룹의 기술의 제4 실시형태의 변형예 A에 따른 저탕 장치의 개략 구성도이다.
도 5a는, 제5 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 5b는, 제5 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 5c는, 제5 그룹의 기술의 제1 실시형태의 변형예 B에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 5d는, 제5 그룹의 기술의 제1 실시형태의 변형예 B에 따른 압축기의 개략 구성을 나타내는 측면에서 봤을 때의 단면도이다.
도 5e는, 제5 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 5f는, 제5 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 5g는, 제5 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 압축기의 개략 구성을 나타내는 측면에서 봤을 때의 단면도이다.
도 5h는, 제5 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 압축기의 실린더실 주변을 나타내는 평면에서 봤을 때의 단면도이다.
도 5i는, 제5 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 압축기의 피스톤의 평면에서 봤을 때의 단면도이다.
도 6a는, 제6 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 6b는, 제6 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 6c는, 제6 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 6d는, 제6 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 6e는, 제6 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 6f는, 제6 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 7a는, 제7 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 7b는, 제7 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 7c는, 제7 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 실외 유닛의 개략 외관 사시도이다.
도 7d는, 제7 그룹의 기술의 바닥판 상에 설치된 드레인 팬 히터의 개략 사시도이다.
도 7e는, 제7 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 7f는, 제7 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 7g는, 제7 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 실외 유닛의 개략 외관 사시도(기계실의 전판을 제거한 상태)이다.
도 7h는, 제7 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 7i는, 제7 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 7j는, 제7 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 실외 유닛의 개략 외관 사시도이다.
도 7k는, 제7 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 실외 유닛의 개략 분해 사시도이다.
도 7l은, 제7 그룹의 기술의 IH 히터의 개략 외관 사시도이다.
도 7m은, 제7 그룹의 기술의 IH 히터의 개략 단면도이다.
도 8a는, 제8 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 8b는, 제8 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 8c는, 제8 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 8d는, 제8 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 8e는, 제8 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 8f는, 제8 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 9a는, 제9 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 9b는, 제9 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 9c는, 제9 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치에 있어서 냉매 R410A, R32, 냉매 A를 이용한 경우의 관 외경마다의 액측 냉매 연락 배관의 난방 운전 시의 압력 손실의 그래프를 나타낸다.
도 9d는, 제9 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치에 있어서 냉매 R410A, R32, 냉매 A를 이용한 경우의 관 외경마다의 가스측 냉매 연락 배관의 냉방 운전 시의 압력 손실의 그래프를 나타낸다.
도 9e는, 제9 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 9f는, 제9 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 9g는, 제9 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치에 있어서 냉매 R410A, R32, 냉매 A를 이용한 경우의 관 외경마다의 액측 냉매 연락 배관의 난방 운전 시의 압력 손실의 그래프를 나타낸다.
도 9h는, 제9 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치에 있어서 냉매 R410A, R32, 냉매 A를 이용한 경우의 관 외경마다의 가스측 냉매 연락 배관의 냉방 운전 시의 압력 손실의 그래프를 나타낸다.
도 9i는, 제9 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 9j는, 제9 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 9k는, 제9 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치에 있어서 냉매 R410A, R32, 냉매 A를 이용한 경우의 관 외경마다의 액측 냉매 연락 배관의 난방 운전 시의 압력 손실의 그래프를 나타낸다.
도 9l은, 제9 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치에 있어서 냉매 R410A, R32, 냉매 A를 이용한 경우의 관 외경마다의 가스측 냉매 연락 배관의 냉방 운전 시의 압력 손실의 그래프를 나타낸다.
도 10a는, 제10 그룹의 기술의 일실시형태에 따른 압축기가 이용되는 공조기의 냉매 회로도이다.
도 10b는, 제10 그룹의 기술의 일실시형태에 따른 압축기의 종단면도이다.
도 10c는, 제10 그룹의 기술의 회전축에 수직인 평면으로 절단된 모터의 단면도이다.
도 10d는, 제10 그룹의 기술의 회전축에 수직인 평면으로 절단된 회전자의 단면도이다.
도 10e는, 제10 그룹의 기술의 회전자의 사시도이다.
도 10f는, 제10 그룹의 기술의 회전축에 수직인 평면으로 절단된 다른 회전자의 단면도이다.
도 10g는, 제10 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 압축기의 종단면도이다.
도 11a는, 제11 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 11b는, 제11 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 11c는, 제11 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 실외 유닛의 개략 외관 사시도이다.
도 11d는, 제11 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 실외 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 사시도이다.
도 11e는, 제11 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 실내 유닛의 개략 외관 정면도이다.
도 11f는, 제11 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 실내 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 측면에서 봤을 때의 단면도이다.
도 11g는, 제11 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 11h는, 제11 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 11i는, 제11 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 실외 유닛의 개략 외관 사시도이다.
도 11j는, 제11 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 실외 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 사시도이다.
도 11k는, 제11 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 실내 유닛의 개략 외관 사시도이다.
도 11l은, 제11 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 실내 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 측면에서 봤을 때의 단면도이다.
도 11m은, 제11 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 11n은, 제11 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 11o는, 제11 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 실외 유닛의 개략 외관 사시도이다.
도 11p는, 제11 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 실외 유닛의 내부의 개략 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 12a는, 제12 그룹의 기술의 일실시형태에 따른 압축기가 이용되는 공조기의 냉매 회로도이다.
도 12b는, 제12 그룹의 기술의 일실시형태에 따른 압축기의 종단면도이다.
도 12c는, 제12 그룹의 기술의 회전축에 수직인 평면으로 절단된 모터의 단면도이다.
도 12d는, 제12 그룹의 기술의 회전축에 수직인 평면으로 절단된 회전자의 단면도이다.
도 12e는, 제12 그룹의 기술의 회전자의 사시도이다.
도 12f는, 제12 그룹의 기술의 제2 변형예에 따른 압축기의 유도 모터에 사용되는 회전자(71)의 사시도이다.
도 12g는, 제12 그룹의 기술의 제3 변형예에 따른 압축기가 이용되는 공조기의 냉매 회로도이다.
도 12h는, 제12 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 압축기의 종단면도이다.
도 13a는, 제13 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 공조기의 구성도이다.
도 13b는, 제13 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 공조기에 탑재되는 전력 변환 장치의 회로 블록도이다.
도 13c는, 제13 그룹의 기술의 제1 실시형태의 변형예에 있어서의 전력 변환 장치의 회로 블록도이다.
도 13d는, 제13 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 공조기에 탑재되는 전력 변환 장치의 회로 블록도이다.
도 13e는, 제13 그룹의 기술의 제2 실시형태의 변형예에 있어서의 전력 변환 장치의 회로 블록도이다.
도 13f는, 제13 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 공조기에 탑재되는 전력 변환 장치의 회로 블록도이다.
도 13g는, 제13 그룹의 기술의 쌍방향 스위치를 개념적으로 나타내는 회로도이다.
도 13h는, 제13 그룹의 기술의 매트릭스 컨버터의 전류 방향의 일례를 나타낸 회로도이다.
도 13i는, 제13 그룹의 기술의 매트릭스 컨버터의 다른 전류 방향의 일례를 나타낸 회로도이다.
도 13j는, 제13 그룹의 기술의 제3 실시형태의 변형예에 있어서의 전력 변환 장치의 회로 블록도이다.
도 13k는, 제13 그룹의 기술의 클램프 회로의 회로도이다.
도 14a는, 제14 그룹의 기술의 일실시형태에 따른 공조기의 구성도이다.
도 14b는, 제14 그룹의 기술의 압축기의 모터의 운전 회로도이다.
도 14c는, 제14 그룹의 기술의 변형예애 따른 공조기에 있어서의 압축기의 모터의 운전 회로도이다.
도 15a는, 제15 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 온수 제조 장치로서의 급탕 시스템의 외관도이다.
도 15b는, 제15 그룹의 기술의 제1 실시형태의 급탕 시스템의 물 회로, 냉매 회로도이다.
도 15c는, 제15 그룹의 기술의 제1 실시형태의 급탕 시스템의 제어 블록도이다.
도 15d는, 제15 그룹의 기술의 제1 실시형태의 제1 변형예의 급탕 시스템의 물 회로, 냉매 회로도이다.
도 15e는, 제15 그룹의 기술의 제1 실시형태의 제2 변형예의 급탕 시스템의 물 회로, 냉매 회로도이다.
도 15f는, 제15 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 온수 제조 장치로서의 온수 순환 난방 시스템의 구성의 일부를 나타내는 도면이다.
도 15g는, 제15 그룹의 기술의 제2 실시형태의 온수 순환 난방 시스템의 구성의 일부를 나타내는 도면이다.
도 15h는, 제15 그룹의 기술의 제2 실시형태의 온수 순환 난방 시스템의 구성의 일부를 나타내는 도면이다.
도 15i는, 제15 그룹의 기술의 제2 실시형태의 온수 순환 난방 시스템의 제어 블록도이다.
도 15j는, 제15 그룹의 기술의 제2 실시형태의 제1 변형예의 온수 순환 난방 시스템의 구성의 일부를 나타내는 도면이다.
도 15k는, 제15 그룹의 기술의 제2 실시형태의 제2 변형예의 온수 순환 난방 시스템의 구성의 일부를 나타내는 도면이다.
도 15l은, 제15 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 온수 제조 장치로서의 급탕 시스템의 개략 구성도이다.
도 15m은, 제15 그룹의 기술의 제3 실시형태의 급탕 시스템의 열원 유닛의 개략 구성도이다.
도 15n은, 제15 그룹의 기술의 제3 실시형태의 급탕 시스템의 제어 블록도이다.
도 16a는, 제16 그룹의 기술의 제1 실시형태의 냉동 장치의 개략 구성도이다.
도 16b는, 제16 그룹의 기술의 제1 실시형태의 실외 열교환기 또는 실내 열교환기의 정면도이다.
도 16c는, 제16 그룹의 기술의 제1 실시형태의 열교환기의 편평 튜브의 단면도이다.
도 16d는, 제16 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 실외 열교환기의 개략 사시도이다.
도 16e는, 제16 그룹의 기술의 실외 열교환기의 열교환부를 연직 방향으로 절단했을 때의 부분 확대도이다.
도 16f는, 제16 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 내면홈을 갖는 관의 구성을 나타내는 관축방향의 단면도이다.
도 16g는, 도 16f에 나타난 내면홈을 갖는 관의 I-I선 단면도이다.
도 16h는, 도 16g에 나타난 내면홈을 갖는 관의 일부를 확대하여 나타내는 부분 확대도이다.
도 16i는, 제16 그룹의 기술의 플레이트핀의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 17a는, 제17 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치의 배치를 나타내는 모식도이다.
도 17b는, 제17 그룹의 기술의 공기 조화 장치의 개략 구성도이다.
도 17c는, 제17 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 공조 시스템에 있어서의 컨트롤러 및 서모스탯의 전기적 접속 상태를 나타내는 블록도이다.
도 17d는, 제17 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 공기 조화기의 건물로의 설치 상태를 나타내는 사시도이다.
도 17e는, 제17 그룹의 기술의 공기 조화기의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 17f는, 제17 그룹의 기술의 공기 조화기의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 17g는, 제17 그룹의 기술의 공기 조화기의 내부 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 17h는, 제17 그룹의 기술의 공기 조화기의 내부 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 17i는, 제17 그룹의 기술의 공기 조화기의 내부 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 17j는, 제17 그룹의 기술의 공기 조화기의 덕트를 설명하기 위한 사시도이다.
도 17k는, 제17 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 공기 조화기의 냉매 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 17l은, 제17 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 공기 조화기의 제어 계통을 설명하기 위한 블록도이다.
도 17m은, 제17 그룹의 기술의 이용측 열교환기의 좌측부의 주변을 확대한 부분 확대 사시도이다.
도 17n은, 제17 그룹의 기술의 제1 개구 및 제2 개구와 각 부재의 위치 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 17o는, 제17 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 18a는, 제18 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클을 나타내는 냉매 회로도이다.
도 18b는, 제18 그룹의 기술의 이용 유닛의 종단면도이다.
도 18c는, 제18 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클의 운전 상태를 나타내는 몰리에르 선도이다.
도 18d는, 제18 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클을 나타내는 냉매 회로도이다.
도 19a는, 제19 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 공기 조화기(1)의 냉매 회로(10)의 배관 계통도이다.
도 19b는, 제19 그룹의 기술의 제1 실시형태에 있어서의 파워 소자(33), 냉매 재킷(20), 전열판(50)의 장착 구조를 나타내는 도면이다.
도 19c는, 제19 그룹의 기술의 제1 실시형태에 있어서의 실외기(100)의 횡단면 형상을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 19d는, 제19 그룹의 기술의 제1 실시형태에 있어서의 실외기(100)의 정면도이다.
도 19e는, 제19 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 공기 조화기(1)의 실외기(100)의 주요부 측면 모식도이다.
도 20a는, 제20 그룹의 기술의 실시형태에 따른 공기 조화기의 회로도이다.
도 20b는, 제20 그룹의 기술의 실시형태에 따른 제습용 전자 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 20c는, 제20 그룹의 기술의 실시형태에 따른 제습용 전자 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 20d는, 제20 그룹의 기술의 실시형태에 있어서의 제습용 전자 밸브의 밸브 시트의 테이퍼면의 구성을 나타내는 도면이다.
도 21a는, 제21 그룹의 기술의 실시형태에 따른 공기 조화기의 냉매 회로를 나타내는 회로도이다.
도 21b는, 제21 그룹의 기술의 실시형태에 따른 공기 조화기의 실내기의 개략 단면도이다.
도 21c는, 제21 그룹의 기술의 실시형태에 있어서의 실내 열교환기의 구성을 설명하는 도면이다.
도 21d는, 제21 그룹의 기술의 실시형태에 따른 공기 조화기의 제어부를 설명하는 도면이다.
도 21e는, 제21 그룹의 기술의 실시형태에 있어서의 팽창 밸브에 있어서 개도를 변화했을 때의 유량 변화의 일례를 나타내고 있다.
도 21f는, 제21 그룹의 기술의 실시형태에 따른 공기 조화기의 동작을 설명하는 도면이다.
도 22a는, 제22 그룹의 기술의 실시형태에 따른 대향류형 열교환기의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 22b는, 제22 그룹의 기술의 실시형태에 따른 대향류형 열교환기의 다른 예를 나타내는 개략도이며, (a)는 평면도, (b)는 사시도이다.
도 22c는, 제22 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치에 있어서의 냉매 회로의 구성의 일 양태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 22d는, 도 22c의 냉매 회로의 변형예를 나타내는 개략 구성도이다.
도 22e는, 도 22d의 냉매 회로의 변형예를 나타내는 개략 구성도이다.
도 22f는, 도 22d의 냉매 회로의 변형예를 나타내는 개략 구성도이다.
도 22g는, 제22 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 일례로서의 공기 조화 장치의 냉매 회로의 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
도 22h는, 도 22g의 공기 조화 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 22i는, 제22 그룹의 기술의 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 일례로서의 공기 조화 장치의 냉매 회로의 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
도 22j는, 도 22i의 공기 조화 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 23a는, 제23 그룹의 기술의 일실시형태에 따른 냉매 회로의 개략 구성도이다.
도 23b는, 제23 그룹의 기술의 일실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다.
도 23c는, 제23 그룹의 기술의 일실시형태에 있어서의, 냉매 A가 이용되는 공기 조화 장치의 가스측 냉매 연락 배관 및 액측 냉매 연락 배관에 채용되는 구리관의 관 외경과, 구리관 대신에 알루미늄관을 채용한 경우의 가스측 냉매 연락 배관 및 액측 냉매 연락 배관의 관 외경을 정격 냉동 능력마다 표시한 대비표이다.
도 23d는, 제23 그룹의 기술의 일실시형태에 있어서의, 구리관 및 알루미늄관의 두께를 「관의 호칭」마다 표시한 대비표이다.
도 24a는, 제24 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 축열 장치의 축열 운전 상태를 나타내는 회로도이다.
도 24b는, 제24 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 축열 장치의 축열조의 종단면도이다.
도 24c는, 제24 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 축열 장치의 축열 회수 냉방 운전 상태를 나타내는 도 24a에 상당하는 도면이다.
도 24d는, 제24 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 축열 장치의 냉각관으로의 얼음의 부착 상태를 나타내는 횡단면도이다.
도 24e는, 도 24b에 상당하는, 냉각관의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 24f는, 제24 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 축열 장치의 축열 운전 상태를 나타내는 회로도이다.
도 24g는, 제24 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 축열 장치의 축열 회수 냉방 운전 상태를 나타내는 도 24f에 상당하는 도면이다.
도 24h는, 제24 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 축열 장치의 축열 회수 냉방 운전 시의 축열조의 종단면도이다.
도 24i는, 제24 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 축열 장치의 축열 회수 냉방 운전 시의 축열조의 횡단면도이다.
도 25a는, 제25 그룹의 기술의 제1 실시형태에 따른 냉동 장치인 열부하 처리 시스템의 개략 구성도이다.
도 25b는, 제25 그룹의 기술의 제1 실시형태의 열부하 처리 시스템의 설치 양태를 나타낸 모식도이다.
도 25c는, 제25 그룹의 기술의 제1 실시형태의 열부하 처리 시스템의 제어 블록도이다.
도 25d는, 제25 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 장치인 이원 냉동 장치의 냉매 회로도이다.
도 25e는, 제25 그룹의 기술의 제2 실시형태에 따른 냉동 장치인 공조 급탕 시스템의 회로 구성도이다.

(1)

(1-1) 용어의 정의

본 명세서에 있어서 용어 「냉매」에는, ISO817(국제 표준화 기구)에서 정해진, 냉매의 종류를 나타내는 R로 시작되는 냉매 번호(ASHRAE 번호)가 붙여진 화합물이 적어도 포함되고, 또한 냉매 번호가 아직 붙여지지 않았다고 해도, 그들과 동등한 냉매로서의 특성을 갖는 것이 포함된다. 냉매는, 화합물의 구조의 면에서, 「플루오로카본계 화합물」과 「비(非)플루오로카본계 화합물」로 크게 나뉜다. 「플루오로카본계 화합물」에는, 클로로플루오로카본(CFC), 하이드로클로로플루오로카본(HCFC) 및 하이드로플루오로카본(HFC)이 포함된다. 「비플루오로카본계 화합물」로서는, 프로판(R290), 프로필렌(R1270), 부탄(R600), 이소부탄(R600a), 이산화탄소(R744) 및 암모니아(R717) 등을 들 수 있다.

본 명세서에 있어서, 용어 「냉매를 포함하는 조성물」에는, (1) 냉매 자체(냉매의 혼합물을 포함한다)와, (2) 그 외의 성분을 추가로 포함하며, 적어도 냉동기유와 혼합함으로써 냉동기용 작동 유체를 얻기 위해 이용할 수 있는 조성물과, (3) 냉동기유를 함유하는 냉동기용 작동 유체가 적어도 포함된다. 본 명세서에 있어서는, 이들 세 양태 중, (2)의 조성물을, 냉매 자체(냉매의 혼합물을 포함한다)와 구별하여 「냉매 조성물」로 표기한다. 또, (3)의 냉동기용 작동 유체를 「냉매 조성물」과 구별하여 「냉동기유 함유 작동 유체」로 표기한다.

본 명세서에 있어서, 용어 「대체」는, 제1 냉매를 제2 냉매로 「대체」한다는 문맥으로 이용되는 경우, 제1 유형으로서, 제1 냉매를 사용하여 운전하기 위해 설계된 기기에 있어서, 필요에 따라서 약간의 부품(냉동기유, 개스킷, 패킹, 팽창 밸브, 드라이어 그 외의 부품 중 적어도 1종)의 변경 및 기기 조정만을 거칠 뿐, 제2 냉매를 사용하여, 최적 조건하에서 운전할 수 있는 것을 의미한다. 즉, 이 유형은, 동일한 기기를, 냉매를 「대체」하여 운전하는 것을 가리킨다. 이 유형의 「대체」의 양태로서는, 제2 냉매로의 치환 시에 필요해지는 변경 내지 조정의 정도가 작은 순서대로, 「드롭 인(drop in) 대체」, 「니얼리·드롭 인(nearly drop in) 대체」및 「레트로피트(retrofit)」가 있을 수 있다.

제2 유형으로서, 제2 냉매를 이용하여 운전하기 위해 설계된 기기를, 제1 냉매의 기존 용도와 동일한 용도를 위해, 제2 냉매를 탑재하여 이용하는 것도, 용어 「대체」에 포함된다. 이 유형은, 동일한 용도를, 냉매를 「대체」하여 제공하는 것을 가리킨다.

본 명세서에 있어서 용어 「냉동기(refrigerator)」란, 물건 혹은 공간의 열을 빼앗아 감으로써, 주위의 외기보다 낮은 온도로 하고, 또한 이 저온을 유지하는 장치 전반을 말한다. 바꾸어 말하면, 냉동기는 온도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 열을 이동시키기 위해, 외부로부터 에너지를 얻어 일을 행하여 에너지 변환하는 변환 장치를 말한다.

본 명세서에 있어서 냉매가 「미연성」이란, 미국 ANSI/ASHRAE34-2013 규격에 따라 「2L 클래스」로 판단되는 것을 의미한다.

(1-2) 냉매

상세한 것은 후술하는데, 본 개시의 냉매 A, 냉매 B, 냉매 C 및 냉매 D 중 어느 1개(「본 개시의 냉매」라고 표기하는 경우가 있다)를 냉매로서 이용할 수 있다.

(1-3) 냉매 조성물

본 개시의 냉매 조성물은, 본 개시의 냉매를 적어도 포함하고, 본 개시의 냉매와 같은 용도를 위해 사용할 수 있다. 또, 본 개시의 냉매 조성물은, 추가로 적어도 냉동기유와 혼합함으로써 냉동기용 작동 유체를 얻기 위해 이용할 수 있다.

본 개시의 냉매 조성물은, 본 개시의 냉매에 더하여, 추가로 적어도 1종의 그 외의 성분을 함유한다. 본 개시의 냉매 조성물은, 필요에 따라서, 이하의 그 외의 성분 중 적어도 1종을 함유하고 있어도 된다. 상술한 바와 같이, 본 개시의 냉매 조성물을, 냉동기에 있어서의 작동 유체로서 사용할 때에는, 통상, 적어도 냉동기유와 혼합하여 이용된다. 따라서, 본 개시의 냉매 조성물은, 바람직하게는 냉동기유를 실질적으로 포함하지 않는다. 구체적으로는, 본 개시의 냉매 조성물은, 냉매 조성물 전체에 대한 냉동기유의 함유량이 바람직하게는 0~1질량%이고, 보다 바람직하게는 0~0.1질량%이다.

(1-3-1) 물

본 개시의 냉매 조성물은 미량의 물을 포함해도 된다. 냉매 조성물에 있어서의 함수(含水) 비율은, 냉매 전체에 대해, 0.1질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 냉매 조성물이 미량의 수분을 포함함으로써, 냉매 중에 포함될 수 있는 불포화 플루오로카본계 화합물의 분자 내 이중 결합이 안정화되고, 또, 불포화 플루오로카본계 화합물의 산화도 일어나기 어려워지기 때문에, 냉매 조성물의 안정성이 향상된다.

(1-3-2) 트레이서

트레이서는, 본 개시의 냉매 조성물이 희석, 오염, 그 외 어떠한 변경이 있었을 경우, 그 변경을 추적할 수 있도록 검출 가능한 농도로 본 개시의 냉매 조성물에 첨가된다.

본 개시의 냉매 조성물은, 트레이서로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.

트레이서로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 트레이서 중에서 적절히 선택할 수 있다.

트레이서로서는, 예를 들면, 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 클로로플루오로카본, 하이드로클로로카본, 플루오로카본, 중수소화 탄화수소, 중수소화 하이드로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 플루오로에테르, 브롬화 화합물, 요오드화 화합물, 알코올, 알데히드, 케톤, 아산화질소(N₂O) 등을 들 수 있다. 트레이서로서는, 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 클로로플루오로카본, 하이드로클로로카본, 플루오로카본 및 플루오로에테르가 특히 바람직하다.

트레이서로서는, 이하의 화합물이 바람직하다.

FC-14(테트라플루오로메탄, CF₄)

HCC-40(클로로메탄, CH₃Cl)

HFC-23(트리플루오로메탄, CHF₃)

HFC-41(플루오로메탄, CH₃Cl)

HFC-125(펜타플루오로에탄, CF₃CHF₂)

HFC-134a(1,1,1,2-테트라플루오로에탄, CF₃CH₂F)

HFC-134(1,1,2,2-테트라플루오로에탄, CHF₂CHF₂)

HFC-143a(1,1,1-트리플루오로에탄, CF₃CH₃)

HFC-143(1,1,2-트리플루오로에탄, CHF₂CH₂F)

HFC-152a(1,1-디플루오로에탄, CHF₂CH₃)

HFC-152(1,2-디플루오로에탄, CH₂FCH₂F)

HFC-161(플루오로에탄, CH₃CH₂F)

HFC-245fa(1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, CF₃CH₂CHF₂)

HFC-236fa(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, CF₃CH₂CF₃)

HFC-236ea(1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판, CF₃CHFCHF₂)

HFC-227ea(1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판, CF₃CHFCF₃)

HCFC-22(클로로디플루오로메탄, CHClF₂)

HCFC-31(클로로플루오로메탄, CH₂ClF)

CFC-1113(클로로트리플루오로에틸렌, CF₂=CClF)

HFE-125(트리플루오로메틸-디플루오로메틸에테르, CF₃OCHF₂)

HFE-134a(트리플루오로메틸-플루오로메틸에테르, CF₃OCH₂F)

HFE-143a(트리플루오로메틸-메틸에테르, CF₃OCH₃)

HFE-227ea(트리플루오로메틸-테트라플루오로에틸에테르, CF₃OCHFCF₃)

HFE-236fa(트리플루오로메틸-트리플루오로에틸에테르, CF₃OCH₂CF₃)

본 개시의 냉매 조성물은, 트레이서를 합계로, 냉매 조성물 전체에 대해, 약 10중량백만분율(ppm)~약 1000ppm 포함하고 있어도 된다. 본 개시의 냉매 조성물은, 트레이서를 합계로, 냉매 조성물 전체에 대해, 바람직하게는 약 30ppm~약 500ppm, 보다 바람직하게는 약 50ppm~약 300ppm 포함하고 있어도 된다.

(1-3-3) 자외선 형광 염료

본 개시의 냉매 조성물은, 자외선 형광 염료로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.

자외선 형광 염료로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 자외선 형광 염료 중에서 적절히 선택할 수 있다.

자외선 형광 염료로서는, 예를 들면, 나프탈이미드, 쿠마린, 안트라센, 페난트렌, 크산텐, 티오크산텐, 나프토크산텐 및 플루오레세인, 그리고 이들의 유도체를 들 수 있다. 자외선 형광 염료로서는, 나프탈이미드 및 쿠마린 중 어느 하나 또는 양쪽 모두가 특히 바람직하다.

(1-3-4) 안정제

본 개시의 냉매 조성물은, 안정제로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.

안정제로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 안정제 중에서 적절히 선택할 수 있다.

안정제로서는, 예를 들면, 니트로 화합물, 에테르류 및 아민류 등을 들 수 있다.

니트로 화합물로서는, 예를 들면, 니트로메탄 및 니트로에탄 등의 지방족 니트로 화합물, 그리고 니트로벤젠 및 니트로스티렌 등의 방향족 니트로 화합물 등을 들 수 있다.

에테르류로서는, 예를 들면, 1,4-디옥산 등을 들 수 있다.

아민류로서는, 예를 들면, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필아민, 디페닐아민 등을 들 수 있다.

그 외에도, 부틸하이드록시크실렌, 벤조트리아졸 등을 들 수 있다.

안정제의 함유 비율은, 특별히 한정되지 않고, 냉매 전체에 대해, 통상, 0.01~5질량%로 하는 것이 바람직하고, 0.05~2질량%로 하는 것이 보다 바람직하다.

(1-3-5) 중합 금지제

본 개시의 냉매 조성물은, 중합 금지제로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.

중합 금지제로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 중합 금지제 중에서 적절히 선택할 수 있다.

중합 금지제로서는, 예를 들면, 4-메톡시-1-나프톨, 하이드로퀴논, 하이드로퀴논메틸에테르, 디메틸-t-부틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸, 벤조트리아졸 등을 들 수 있다.

중합 금지제의 함유 비율은, 특별히 한정되지 않고, 냉매 전체에 대해, 통상, 0.01~5질량%로 하는 것이 바람직하고, 0.05~2질량%로 하는 것이 보다 바람직하다.

(1-4) 냉동기유 함유 작동 유체

본 개시의 냉동기유 함유 작동 유체는, 본 개시의 냉매 또는 냉매 조성물과, 냉동기유를 적어도 포함하고, 냉동기에 있어서의 작동 유체로서 이용된다. 구체적으로는, 본 개시의 냉동기유 함유 작동 유체는, 냉동기의 압축기에 있어서 사용되는 냉동기유와, 냉매 또는 냉매 조성물이 서로 혼합됨으로써 얻어진다. 냉동기유 함유 작동 유체에는 냉동기유는 일반적으로 10~50질량% 포함된다.

(1-4-1) 냉동기유

본 개시의 조성물은, 냉동기유로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.

냉동기유로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 냉동기유 중에서 적절히 선택할 수 있다. 그 때에는, 필요에 따라서, 상기 혼합물과의 상용성(miscibility) 및 상기 혼합물의 안정성 등을 향상시키는 작용 등의 점에서 보다 우수한 냉동기유를 적절히 선택할 수 있다.

냉동기유의 기유(基油)로서는, 예를 들면, 폴리알킬렌글리콜(PAG), 폴리올에스테르(POE) 및 폴리비닐에테르(PVE)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.

냉동기유는, 기유에 더하여, 추가로 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제는, 산화 방지제, 극압제, 산 포착제, 산소 포착제, 구리 불활성화제, 방청제, 유성제 및 소포제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다.

냉동기유로서, 40℃에 있어서의 동점도가 5~400cSt인 것이, 윤활의 점에서 바람직하다.

또한, 바람직한 냉동기유에 대해서는, 다음의 「(2) 냉동기유」에 있어서 상세하게 설명한다.

본 개시의 냉동기유 함유 작동 유체는, 필요에 따라서, 추가로 적어도 1종의 첨가제를 포함해도 된다. 첨가제로서는 예를 들면 이하의 상용화제 등을 들 수 있다.

(1-4-2) 상용화제

본 개시의 냉동기유 함유 작동 유체는, 상용화제로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.

상용화제로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 상용화제 중에서 적절히 선택할 수 있다.

상용화제로서는, 예를 들면, 폴리옥시알킬렌글리콜에테르, 아미드, 니트릴, 케톤, 클로로카본, 에스테르, 락톤, 아릴에테르, 플루오로에테르 및 1,1,1-트리플루오로알칸 등을 들 수 있다. 상용화제로서는, 폴리옥시알킬렌글리콜에테르가 특히 바람직하다.

(1-5) 각종 냉매

이하, 본 개시에 있어서 이용되는 냉매인 냉매 A~냉매 D에 대해, 상세하게 설명한다.

또한, 이하의 냉매 A, 냉매 B, 냉매 C 및 냉매 D의 각 기재는, 각각 독립되어 있으며, 점이나 선분을 나타내는 알파벳, 실시예의 번호 및 비교예의 번호는, 모두 냉매 A, 냉매 B, 냉매 C 및 냉매 D 사이에서 각각 독립적인 것으로 한다. 예를 들면, 냉매 A의 실시예 1과 냉매 B의 실시예 1은, 서로 상이한 실시형태에 대한 실시예를 나타내고 있다.

(1-5-1) 냉매 A

본 개시의 냉매 A는, 트랜스-1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E)), 트리플루오로에틸렌(HFO-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(R1234yf)을 포함하는 혼합 냉매이다.

본 개시의 냉매 A는, R410A와 동등한 냉동 능력 및 성적 계수를 갖고, 또한 GWP가 충분히 작다는, R410A 대체 냉매로서 바람직한 제(諸)특성을 갖는다.

본 개시의 냉매 A는, HFO-1132(E) 및 R1234yf, 그리고 필요에 따라서 HFO-1123을 포함하는 조성물이며, 또한 이하의 요건을 만족하는 것이어도 된다. 이 냉매 A도 R410A와 동등한 냉동 능력 및 성적 계수를 갖고, 또한 GWP가 충분히 작다는, R410A 대체 냉매로서 바람직한 제특성을 갖는다.

요건 :

HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 D (87.6, 0.0, 12.4),

점 G (18.2, 55.1, 26.7),

점 H (56.7, 43.3, 0.0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 OD, DG, GH 및 HO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 OD, DG 및 GH 상에 있고(단, 점 O 및 H는 제외한다),

상기 선분 DG는,

좌표 (0.0047y²-1.5177y+87.598, y, -0.0047y²+0.5177y+12.402)

로 나타내어지고,

상기 선분 GH는,

좌표 (-0.0134z²-1.0825z+56.692, 0.0134z²+0.0825z+43.308, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 HO 및 OD가 직선이다. 본 개시의 냉매 A는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 92.5% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 92.5% 이상이 된다.

본 개시의 냉매 A는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 L (72.5, 10.2, 17.3),

점 G (18.2, 55.1, 26.7),

점 H (56.7, 43.3, 0.0) 및

점 I (72.5, 27.5, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 LG, GH, HI 및 IL로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 LG, GH 및 IL 상에 있고(단, 점 H 및 점 I는 제외한다),

상기 선분 LG는,

좌표 (0.0047y²-1.5177y+87.598, y, -0.0047y²+0.5177y+12.402)

로 나타내어지고,

상기 선분 GH는,

좌표 (-0.0134z²-1.0825z+56.692, 0.0134z²+0.0825z+43.308, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 HI 및 IL이 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 A는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 92.5% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 92.5% 이상이 될 뿐만 아니라, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)을 나타낸다.

본 개시의 냉매 A는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 D (87.6, 0.0, 12.4),

점 E (31.1, 42.9, 26.0),

점 F (65.5, 34.5, 0.0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 OD, DE, EF 및 FO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 OD, DE 및 EF 상에 있고(단, 점 O 및 점 F는 제외한다),

상기 선분 DE는,

좌표 (0.0047y²-1.5177y+87.598, y, -0.0047y²+0.5177y+12.402)

로 나타내어지고,

상기 선분 EF는,

좌표 (-0.0064z²-1.1565z+65.501, 0.0064z²+0.1565z+34.499, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 FO 및 OD가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 A는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 93.5% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 93.5% 이상이 된다.

본 개시의 냉매 A는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 L (72.5, 10.2, 17.3),

점 E (31.1, 42.9, 26.0),

점 F (65.5, 34.5, 0.0) 및

점 I (72.5, 27.5, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 LE, EF, FI 및 IL로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 LE, EF 및 IL 상에 있고(단, 점 F 및 점 I는 제외한다),

상기 선분 LE는,

좌표 (0.0047y²-1.5177y+87.598, y, -0.0047y²+0.5177y+12.402)

로 나타내어지고,

상기 선분 EF는,

좌표 (-0.0134z²-1.0825z+56.692, 0.0134z²+0.0825z+43.308, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 FI 및 IL이 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 A는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 93.5% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 93.5% 이상이 될 뿐만 아니라, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)을 나타낸다.

본 개시의 냉매 A는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 A (93.4, 0.0, 6.6),

점 B (55.6, 26.6, 17.8),

점 C (77.6, 22.4, 0.0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 OA, AB, BC 및 CO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 OA, AB 및 BC 상에 있고(단, 점 O 및 점 C는 제외한다),

상기 선분 AB는,

좌표 (0.0052y²-1.5588y+93.385, y, -0.0052y²+0.5588y+6.615)

로 나타내어지고,

상기 선분 BC는,

좌표 (-0.0032z²-1.1791z+77.593, 0.0032z²+0.1791z+22.407, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 CO 및 OA가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 A는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 95% 이상이 된다.

본 개시의 냉매 A는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 K (72.5, 14.1, 13.4),

점 B (55.6, 26.6, 17.8) 및

점 J (72.5, 23.2, 4.3)

의 3점을 각각 잇는 선분 KB, BJ 및 JK로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고, 상기 선분 KB는,

좌표 (0.0052y²-1.5588y+93.385, y, -0.0052y²+0.5588y+6.615)

로 나타내어지고,

상기 선분 BJ는,

좌표 (-0.0032z²-1.1791z+77.593, 0.0032z²+0.1791z+22.407, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 JK가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 A는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 95% 이상이 될 뿐만 아니라, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)을 나타낸다.

본 개시의 냉매 A는, 상기의 특성이나 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf에 더하여, 추가로 디플루오로메탄(R32)을 포함하고 있어도 된다. 본 개시의 냉매 A의 전체에 대한 R32의 함유 비율은 특별히 한정되지 않고, 폭넓게 선택할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 냉매 A의 전체에 대한 R32의 함유 비율이 21.8질량%일 때, 이 혼합 냉매의 GWP가 150이 되기 때문에, R32의 함유 비율을 그 이하로 할 수도 있다. 본 개시의 냉매 A의 전체에 대한 R32의 함유 비율은, 예를 들면 5질량% 이상으로 해도 된다.

본 개시의 냉매 A는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf에 더하여, 추가로 R32를 포함하는 경우, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf 그리고 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z 그리고 a로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도(도 2b~도 2h)에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

0＜a≤10.0일 때,

점 A (0.02a²-2.46a+93.4, 0, -0.02a²+2.46a+6.6),

점 B' (-0.008a²-1.38a+56, 0.018a²-0.53a+26.3, -0.01a²+1.91a+17.7),

점 C (-0.016a²+1.02a+77.6, 0.016a²-1.02a+22.4, 0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있고(단, 점 O 및 점 C는 제외한다),

10.0＜a≤16.5일 때,

점 A (0.0244a²-2.5695a+94.056, 0, -0.0244a²+2.5695a+5.944),

점 B' (0.1161a²-1.9959a+59.749, 0.014a²-0.3399a+24.8, -0.1301a²+2.3358a+15.451),

점 C (-0.0161a²+1.02a+77.6, 0.0161a²-1.02a+22.4, 0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있고(단, 점 O 및 점 C는 제외한다), 또는

16.5＜a≤21.8일 때,

점 A (0.0161a²-2.3535a+92.742, 0, -0.0161a²+2.3535a+7.258),

점 B' (-0.0435a²-0.0435a+50.406, -0.0304a²+1.8991a-0.0661, 0.0739a²-1.8556a+49.6601),

점 C (-0.0161a²+0.9959a+77.851, 0.0161a²-0.9959a+22.149, 0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있는 것으로 할 수 있다(단, 점 O 및 점 C는 제외한다). 또한, 점 B'는, 상기 3성분 조성도에 있어서, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95%가 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 95%가 되는 점을 점 B로 하면, R410A를 기준으로 하는 COP비가 95%가 되는 점을 잇는 근사 직선과, 직선 AB의 교점이다. 본 개시의 냉매 A는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 95% 이상이 된다.

본 개시의 냉매 A는, 상기의 특성이나 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf 그리고 R32에 더하여, 추가로 다른 추가적인 냉매를 함유하고 있어도 된다. 이 점에서, 본 개시의 냉매 A가, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf 그리고 R32의 합계를, 냉매 A 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 99.75질량% 이상 포함하는 것이 보다 바람직하고, 99.9질량% 이상 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

또, 본 개시의 냉매 A는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 합계를, 냉매 A 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하는 것이어도 되고, 99.75질량% 이상 포함하는 것이어도 되고, 또한 99.9질량% 이상 포함하는 것이어도 된다.

또, 본 개시의 냉매 A는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf 그리고 R32의 합계를, 냉매 A 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하는 것이어도 되고, 99.75질량% 이상 포함하는 것이어도 되고, 또한 99.9질량% 이상 포함하는 것이어도 된다.

추가적인 냉매로서는, 특별히 한정되지 않고, 폭넓게 선택할 수 있다. 혼합 냉매는, 추가적인 냉매로서, 1종을 단독으로 포함하고 있어도 되고, 2종 이상을 포함하고 있어도 된다.

본 개시의 냉매 A는, R410A의 대체 냉매로서의 사용에 적합하다.

(냉매 A의 실시예)

이하에, 냉매 A의 실시예를 들면 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 개시의 냉매 A는, 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf를, 이들의 총합을 기준으로 하여, 표 1~표 5에 각각 나타낸 질량%로 혼합한 혼합 냉매를 조제했다.

이들 각 혼합 냉매에 대해, R410을 기준으로 하는 COP비 및 냉동 능력비를 각각 구했다. 계산 조건은 이하와 같이 했다.

증발 온도 : 5℃

응축 온도 : 45℃

과열도 : 1K

과냉각도 : 5K

E_comp(압축 일량) : 0.7kWh

이들 값을, 각 혼합 냉매에 대한 GWP와 함께 표 1~표 5에 나타낸다.

이들 결과로부터, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 D (87.6, 0.0, 12.4),

점 G (18.2, 55.1, 26.7),

점 H (56.7, 43.3, 0.0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 OD, DG, GH 및 HO로 둘러싸이는 도형(도 2a)의 범위 내 또는 상기 선분 OD, DG 및 GH 상에 있는 경우(단, 점 O 및 점 H는 제외한다), R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 92.5% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 92.5% 이상이 되는 것을 알 수 있다.

또, 마찬가지로, 좌표 (x, y, z)가,

점 D (87.6, 0.0, 12.4),

점 E (31.1, 42.9, 26.0),

점 F (65.5, 34.5, 0.0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 OD, DE, EF 및 FO로 둘러싸이는 도형(도 2a)의 범위 내 또는 상기 선분 OD, DE 및 EF 상에 있는 경우(단, 점 O 및 점 F는 제외한다), R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 93.5% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 93.5% 이상이 되는 것을 알 수 있다.

또, 마찬가지로, 좌표 (x, y, z)가,

점 A (93.4, 0.0, 6.6),

점 B (55.6, 26.6, 17.8),

점 C (77.6, 22.4, 0.0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 OA, AB, BC 및 CO로 둘러싸이는 도형(도 2a)의 범위 내 또는 상기 선분 OA, AB 및 BC 상에 있는 경우(단, 점 O 및 점 C는 제외한다), R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 95% 이상이 되는 것을 알 수 있다.

또한, 이들 조성물에 있어서, R1234yf는 연소성의 저하나 중합 등의 변질 억제에 기여하고 있어, 이것을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 이들 각 혼합 냉매에 대해, ANSI/ASHRAE34-2013 규격에 따라 연소 속도를 측정했다. 연소 속도가 10cm/s 이하가 되는 것은 「2L 클래스(미연성)」인 것으로 했다. 이들 결과로부터, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 혼합 냉매에 있어서는, 이들의 총합을 기준으로 하여, HFO-1132(E)를 72.5질량% 이하 포함하는 경우에, 「2L 클래스(미연성)」로 판단할 수 있는 것이 명백해졌다.

또한, 연소 속도 시험은 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 이하와 같이 행했다. 우선, 사용한 혼합 냉매는 99.5% 또는 그 이상의 순도로 하고, 진공 게이지 상에 공기의 흔적이 보이지 않게 될 때까지 동결, 펌핑 및 해동의 사이클을 반복함으로써 탈기했다. 폐쇄법에 의해 연소 속도를 측정했다. 초기 온도는 주위 온도로 했다. 점화는, 시료 셀의 중심에서 전극 간에 전기적 스파크를 발생시킴으로써 행했다. 방전의 지속 시간은 1.0~9.9ms로 하고, 점화 에너지는 전형적으로는 약 0.1~1.0J이었다. 슐리렌 사진을 사용하여 불꽃의 확산을 시각화했다. 광을 통과하는 2개의 아크릴 창을 구비한 원통형 용기(내경 : 155mm, 길이 : 198mm)를 시료 셀로서 이용하고, 광원으로서는 크세논 램프를 이용했다. 불꽃의 슐리렌 화상을 고속 디지털 비디오 카메라로 600fps의 프레이밍 속도로 기록하고, PC에 저장했다.

HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf 그리고 R32를, 이들의 총합을 기준으로 하여, 표 6~표 12에 각각 나타낸 질량%로 혼합한 혼합 냉매를 조제했다.

이들 각 혼합 냉매에 대해, R410A를 기준으로 하는 COP비 및 냉동 능력비를 각각 구했다. 계산 조건은 상술한 것과 같이 했다. 이들 값을, 각 혼합 냉매에 대한 GWP와 함께 표 6~표 12에 나타낸다.

이들 결과로부터, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf 그리고 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z 그리고 a로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도(도 2b~도 2h)에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

0＜a≤10.0일 때,

점 A (0.02a²-2.46a+93.4, 0, -0.02a²+2.46a+6.6),

점 B' (-0.008a²-1.38a+56, 0.018a²-0.53a+26.3, -0.01a²+1.91a+17.7),

점 C (-0.016a²+1.02a+77.6, 0.016a²-1.02a+22.4, 0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있고(단, 점 O 및 점 C는 제외한다),

10.0＜a≤16.5일 때,

점 A (0.0244a²-2.5695a+94.056, 0, -0.0244a²+2.5695a+5.944),

점 B' (0.1161a²-1.9959a+59.749, 0.014a²-0.3399a+24.8, -0.1301a²+2.3358a+15.451),

점 C (-0.0161a²+1.02a+77.6, 0.0161a²-1.02a+22.4, 0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있고(단, 점 O 및 점 C는 제외한다), 또는

16.5＜a≤21.8일 때,

점 A (0.0161a²-2.3535a+92.742, 0, -0.0161a²+2.3535a+7.258),

점 B' (-0.0435a²-0.0435a+50.406, -0.0304a²+1.8991a-0.0661, 0.0739a²-1.8556a+49.6601),

점 C (-0.0161a²+0.9959a+77.851, 0.0161a²-0.9959a+22.149, 0) 및

점 O (100.0, 0.0, 0.0)

의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있다(단, 점 O 및 점 C는 제외한다). 본 개시의 냉매는, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 95% 이상이 되는 것을 알 수 있다.

또한, 도 2b~도 2h는, 각각, 순서대로, R32 함유 비율 a(질량%)가, 0질량%, 5질량%, 10질량%, 14.3질량%, 16.5질량%, 19.2질량% 및 21.8질량%인 경우의 조성을 나타내고 있다.

또한, 점 B'는, 상기 3성분 조성도에 있어서, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95%가 되고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 95%가 되는 점을 점 B로 하면, R410A를 기준으로 하는 COP비가 95%가 되는 점 C를 포함하는 3점을 잇는 근사 직선과, 직선 AB의 교점이다.

점 A, B' 및 C는, 근사 계산에 의해 각각 이하와 같이 하여 구했다.

점 A는, HFO-1123 함유 비율이 0질량%이고, 또한 R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95%가 되는 점이다. 점 A에 대해, 계산에 의해 이하의 3범위마다 3점씩을 구하고, 이들의 근사식을 구했다.

점 C는, R1234yf 함유 비율이 0질량%이고, 또한 R410A를 기준으로 하는 COP비가 95%가 되는 점이다. 점 C에 대해, 계산에 의해 이하의 3범위마다 3점씩을 구하고, 이들의 근사식을 구했다.

점 B'에 대해, 계산에 의해 이하의 3범위마다 3점씩을 구하고, 이들의 근사식을 구했다.

(1-5-2) 냉매 B

본 개시의 냉매 B는,

HFO-1132(E) 및 HFO-1123의 합계를, 냉매 B의 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하고, 또한

HFO-1132(E)를, 냉매 B의 전체에 대해 62.5질량%~72.5질량% 포함하는, 혼합 냉매이다.

본 개시의 냉매 B는, (1) R410A와 동등한 성적 계수를 갖는 것, (2) R410A와 동등한 냉동 능력을 갖는 것, (3) GWP가 충분히 작은 것, 및 (4) ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)인 것이라는, R410A 대체 냉매로서 바람직한 제특성을 갖는다.

본 개시의 냉매 B는, HFO-1132(E)를 72.5질량% 이하 포함하는 혼합 냉매이면 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이 되기 때문에 특히 바람직하다.

본 개시의 냉매 B는, HFO-1132(E)를, 62.5질량% 이상 포함하는 혼합 냉매이면 보다 바람직하다. 이 경우, 본 개시의 냉매 B는, R410A를 기준으로 하는 성적 계수비가 보다 우수한 것이 되고, 또한 HFO-1132(E) 및/또는 HFO-1123의 중합 반응이 보다 억제되어, 안정성이 보다 우수한 것이 된다.

본 개시의 냉매 B는, 상기의 특성이나 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, HFO-1132(E) 및 HFO-1123에 더하여, 추가로 다른 추가적인 냉매를 함유하고 있어도 된다. 이 점에서, 본 개시의 냉매 B가, HFO-1132(E) 및 HFO-1123의 합계를, 냉매 B전체에 대해 99.75질량% 이상 포함하는 것이 보다 바람직하고, 99.9질량% 이상 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

추가적인 냉매로서는, 특별히 한정되지 않고, 폭넓게 선택할 수 있다. 혼합 냉매는, 추가적인 냉매로서, 1종을 단독으로 포함하고 있어도 되고, 2종 이상을 포함하고 있어도 된다.

본 개시의 냉매 B는, R410A, R407C 및 R404A 등의 HFC 냉매, 그리고 R22 등의 HCFC 냉매의 대체 냉매로서의 사용에 적합하다.

(냉매 B의 실시예)

이하에, 냉매 B의 실시예를 들면 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 개시의 냉매 B는, 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

HFO-1132(E) 및 HFO-1123을, 이들의 총합을 기준으로 하여 표 16 및 표 17에 각각 나타낸 질량%(mass%)로 혼합한 혼합 냉매를 조제했다.

R410A(R32=50%/R125=50%)의 혼합물을 함유하는 조성물의 GWP는, IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 제4차 보고서의 값에 의거하여 평가했다. HFO-1132(E)의 GWP는 기재가 없으나, HFO-1132a(GWP=1 이하), HFO-1123(GWP=0.3, 특허문헌 1에 기재)으로부터, 그 GWP를 1로 상정했다. R410A 및 HFO-1132(E)와 HFO-1123의 혼합물을 함유하는 조성물의 냉동 능력은, National Institute of Science and Technology(NIST) Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database(Refprop 9.0)을 사용하여, 하기 조건으로 혼합 냉매의 냉동 사이클 이론 계산을 실시함으로써 구했다.

증발 온도 5℃

응축 온도 45℃

과열 온도 1K

과냉각 온도 5K

압축기 효율 70%

또, 이들 결과를 기초로 산출한 GWP, COP 및 냉동 능력을 표 1, 표 2에 나타낸다. 또한, COP비 및 냉동 능력비에 대해서는, R410A에 대한 비율을 나타낸다.

성적 계수(COP)는, 다음 식에 의해 구했다.

COP=(냉동 능력 또는 난방 능력)/소비 전력량

또, 연소성은 ANSI/ASHRAE34-2013 규격에 따라 연소 속도를 측정했다. 연소 속도가 10cm/s 이하가 되는 것은 「2L 클래스(미연성)」인 것으로 했다.

연소 속도 시험은 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 이하와 같이 행했다. 우선, 사용한 혼합 냉매는 99.5% 또는 그 이상의 순도로 하고, 진공 게이지 상에 공기의 흔적이 보이지 않게 될 때까지 동결, 펌핑 및 해동의 사이클을 반복함으로써 탈기했다. 폐쇄법에 의해 연소 속도를 측정했다. 초기 온도는 주위 온도로 했다. 점화는, 시료 셀의 중심에서 전극 간에 전기적 스파크를 발생시킴으로써 행했다. 방전의 지속 시간은 1.0~9.9ms로 하고, 점화 에너지는 전형적으로는 약 0.1~1.0J이었다. 슐리렌 사진을 사용하여 불꽃의 확산을 시각화했다. 광을 통과하는 2개의 아크릴 창을 구비한 원통형 용기(내경 : 155mm, 길이 : 198mm)를 시료 셀로서 이용하고, 광원으로서는 크세논 램프를 이용했다. 불꽃의 슐리렌 화상을 고속 디지털 비디오 카메라로 600fps의 프레이밍 속도로 기록하고, PC에 저장했다.

조성물이, HFO-1132(E)를, 당해 조성물의 전체에 대해 62.5질량%~72.5질량% 포함하는 경우에, GWP=1이라는 낮은 GWP를 가지면서도 안정적이며, 또한, ASHRAE 연소성 2L를 확보하고, 더욱 놀랍게도 R410A와 동등한 성능을 확보할 수 있다.

(1-5-3) 냉매 C

본 개시의 냉매 C는, HFO-1132(E), R32 및 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(R1234yf)을 포함하는 혼합 냉매이다.

본 개시의 냉매 C는, R410A와 동동한 냉각 능력을 가지며, GWP가 충분히 작고, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이라는, R410A 대체 냉매로서 바람직한 제특성을 갖는다.

본 개시의 냉매 C는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 A (71.1, 0.0, 28.9),

점 C (36.5, 18.2, 45.3),

점 F (47.6, 18.3, 34.1) 및

점 D (72.0, 0.0, 28.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 AC, CF, FD, 및 DA로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,

상기 선분 AC는,

좌표 (0.0181y²-2.2288y+71.096, y, -0.0181y²+1.2288y+28.904)

로 나타내어지고,

상기 선분 FD는,

좌표 (0.02y²-1.7y+72, y, -0.02y²+0.7y+28)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 CF 및 DA가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 C는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 85% 이상이 되고, GWP가 125 이하가 되고, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이 된다.

본 개시의 냉매 C는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 A (71.1, 0.0, 28.9),

점 B (42.6, 14.5, 42.9),

점 E (51.4, 14.6, 34.0) 및

점 D (72.0, 0.0, 28.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 AB, BE, ED, 및 DA로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,

상기 선분 AB는,

좌표 (0.0181y²-2.2288y+71.096, y, -0.0181y²+1.2288y+28.904)

로 나타내어지고,

상기 선분 ED는,

좌표 (0.02y²-1.7y+72, y, -0.02y²+0.7y+28)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 BE 및 DA가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 C는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 85% 이상이 되고, GWP가 100 이하가 되고, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이 된다.

본 개시의 냉매 C는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 G (77.5, 6.9, 15.6),

점 I (55.1, 18.3, 26.6) 및

점 J (77.5, 18.4, 4.1)

의 3점을 각각 잇는 선분 GI, IJ 및 JK로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고, 상기 선분 GI는,

좌표 (0.02y²-2.4583y+93.396, y, -0.02y²+1.4583y+6.604)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 IJ 및 JK가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 C는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, GWP가 100 이하가 되고, 또한 중합이나 분해 등의 변화를 일으키기 어려워, 안정성이 우수하다.

본 개시의 냉매 C는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 G (77.5, 6.9, 15.6),

점 H (61.8, 14.6, 23.6) 및

점 K (77.5, 14.6, 7.9)

의 3점을 각각 잇는 선분 GH, HK 및 KG로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고, 상기 선분 GH는,

좌표 (0.02y²-2.4583y+93.396, y, -0.02y²+1.4583y+6.604)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 HK 및 KG가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 C는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, GWP가 100 이하가 되고, 또한 중합이나 분해 등의 변화를 일으키기 어려워, 안정성이 우수하다.

본 개시의 냉매 C는, 상기의 특성이나 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf에 더하여, 추가로 다른 추가적인 냉매를 함유하고 있어도 된다. 이 점에서, 본 개시의 냉매 C가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 합계를, 냉매 C전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 99.75질량% 이상 포함하는 것이 보다 바람직하고, 99.9질량% 이상 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

추가적인 냉매로서는, 특별히 한정되지 않고, 폭넓게 선택할 수 있다. 혼합 냉매는, 추가적인 냉매로서, 1종을 단독으로 포함하고 있어도 되고, 2종 이상을 포함하고 있어도 된다.

본 개시의 냉매 C는, R410A의 대체 냉매로서의 사용에 적합하다.

(냉매 C의 실시예)

이하에, 냉매 C의 실시예를 들면 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 개시의 냉매 C는, 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 각 혼합 냉매에 대해, ANSI/ASHRAE34-2013 규격에 따라, 연소 속도를 측정했다. R32의 농도를 5질량%씩 변화시키면서, 연소 속도가 10cm/s를 나타내는 조성을 찾아냈다. 찾아내어진 조성을 표 18에 나타낸다.

또한, 연소 속도 시험은 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 이하와 같이 행했다. 우선, 사용한 혼합 냉매는 99.5% 또는 그 이상의 순도로 하고, 진공 게이지 상에 공기의 흔적이 보이지 않게 될 때까지 동결, 펌핑 및 해동의 사이클을 반복함으로써 탈기했다. 폐쇄법에 의해 연소 속도를 측정했다. 초기 온도는 주위 온도로 했다. 점화는, 시료 셀의 중심에서 전극 간에 전기적 스파크를 발생시킴으로써 행했다. 방전의 지속 시간은 1.0~9.9ms로 하고, 점화 에너지는 전형적으로는 약 0.1~1.0J이었다. 슐리렌 사진을 사용하여 불꽃의 확산을 시각화했다. 광을 통과하는 2개의 아크릴 창을 구비한 원통형 용기(내경 : 155mm, 길이 : 198mm)를 시료 셀로서 이용하고, 광원으로서는 크세논 램프를 이용했다. 불꽃의 슐리렌 화상을 고속 디지털 비디오 카메라로 600fps의 프레이밍 속도로 기록하고, PC에 저장했다.

이들 결과로부터, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 도 2i의 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가, 표 18에 나타내는 5점을 각각 잇는 선분 상 또는 당해 선분보다 우측에 있는 경우, ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이 되는 것을 알 수 있다.

R1234yf는, HFO-1132(E) 및 R32의 어느 것보다 연소 속도가 낮은 것을 알 수 있기 때문이다.

HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를, 이들의 총합을 기준으로 하여, 표 19~표 23에 각각 나타낸 질량%로 혼합한 혼합 냉매를 조제했다. 표 19~표 23의 각 혼합 냉매에 대해, R410을 기준으로 하는 성적 계수[Coefficient of Performance(COP)]비 및 냉동 능력비를 각각 구했다. 계산 조건은 이하와 같이 했다.

증발 온도 : 5℃

응축 온도 : 45℃

과열도 : 1K

과냉각도 : 5K

E_comp(압축 일량) : 0.7kWh

이들 값을, 각 혼합 냉매에 대한 GWP와 함께 표 19~표 23에 나타낸다.

이들 결과로부터, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 A (71.1, 0.0, 28.9),

점 C (36.5, 18.2, 45.3),

점 F (47.6, 18.3, 34.1) 및

점 D (72.0, 0.0, 28.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 AC, CF, FD, 및 DA로 둘러싸이는 도형(도 2i)의 범위 내 또는 당해 선분 상에 있는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 85% 이상이 되고, GWP가 125 이하가 되고, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이 되는 것을 알 수 있다.

또, 마찬가지로, 좌표 (x, y, z)가,

점 A (71.1, 0.0, 28.9),

점 B (42.6, 14.5, 42.9),

점 E (51.4, 14.6, 34.0) 및

점 D (72.0, 0.0, 28.0)

의 4점을 각각 잇는 선분 AB, BE, ED, 및 DA로 둘러싸이는 도형(도 2i)의 범위 내 또는 당해 선분 상에 있는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 85% 이상이 되고, GWP가 100 이하가 되고, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이 되는 것을 알 수 있다.

또, 마찬가지로, 좌표 (x, y, z)가,

점 G (77.5, 6.9, 15.6),

점 I (55.1, 18.3, 26.6) 및

점 J (77.5, 18.4, 4.1)

의 3점을 각각 잇는 선분 GI, IJ 및 JK로 둘러싸이는 도형(도 2i)의 범위 내 또는 당해 선분 상에 있는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, GWP가 125 이하가 되고, 또한 중합이나 분해 등의 변화를 일으키기 어려워, 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

또, 마찬가지로, 좌표 (x, y, z)가,

점 G (77.5, 6.9, 15.6),

점 H (61.8, 14.6, 23.6) 및

점 K (77.5, 14.6, 7.9)

의 3점을 각각 잇는 선분 GH, HK 및 KG로 둘러싸이는 도형(도 2i)의 범위 내 또는 당해 선분 상에 있는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, GWP가 100 이하가 되고, 또한 중합이나 분해 등의 변화를 일으키기 어려워, 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

(1-5-4) 냉매 D

본 개시의 냉매 D는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32를 포함하는 혼합 냉매이다.

본 개시의 냉매 D는, R410A와 동등한 성적 계수를 갖고, 또한 GWP가 충분히 작다는, R410A 대체 냉매로서 바람직한 제특성을 갖는다.

본 개시의 냉매 D는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C' (56.7, 43.3, 0.0),

점 D' (52.2, 38.3, 9.5),

점 E' (41.8, 39.8, 18.4) 및

점 A' (81.6, 0.0, 18.4)

의 5점을 각각 잇는 선분 OC', C'D', D'E', E'A' 및 A'O로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 C'D', D'E' 및 E'A' 상에 있고(단, 점 C' 및 A'를 제외한다),

상기 선분 C'D'는,

좌표 (-0.0297z²-0.1915z+56.7, 0.0297z²+1.1915z+43.3, z)

로 나타내어지고,

상기 선분 D'E'는,

좌표 (-0.0535z²+0.3229z+53.957, 0.0535z²+0.6771z+46.043, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 OC', E'A' 및 A'O가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 D는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 COP비가 92.5% 이상이 되고, 또한 GWP가 125 이하가 된다.

본 개시의 냉매 D는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C (77.7, 22.3, 0.0),

점 D (76.3, 14.2, 9.5),

점 E (72.2, 9.4, 18.4) 및

점 A' (81.6, 0.0, 18.4)

의 5점을 각각 잇는 선분 OC, CD, DE, EA' 및 A'O로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 CD, DE 및 EA' 상에 있고(단, 점 C 및 A'를 제외한다),

상기 선분 CDE는,

좌표 (-0.017z²+0.0148z+77.684, 0.017z²+0.9852z+22.316, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 OC, EA' 및 A'O가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 D는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 COP비가 95% 이상이 되고, 또한 GWP가 125 이하가 된다.

본 개시의 냉매 D는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C' (56.7, 43.3, 0.0),

점 D' (52.2, 38.3, 9.5) 및

점 A (90.5, 0.0, 9.5)

의 4점을 각각 잇는 선분 OC', C'D', D'A 및 AO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 C'D' 및 D'A 상에 있고(단, 점 C' 및 A를 제외한다),

상기 선분 C'D'는,

좌표 (-0.0297z²-0.1915z+56.7, 0.0297z²+1.1915z+43.3, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 OC', D'A 및 AO가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 D는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 COP비가 93.5% 이상이 되고, 또한 GWP가 65 이하가 된다.

본 개시의 냉매 D는, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C (77.7, 22.3, 0.0),

점 D (76.3, 14.2, 9.5),

점 A (90.5, 0.0, 9.5)

의 4점을 각각 잇는 선분 OC, CD, DA 및 AO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 CD 및 DA 상에 있고(단, 점 C 및 A를 제외한다),

상기 선분 CD는,

좌표 (-0.017z²+0.0148z+77.684, 0.017z²+0.9852z+22.316, z)

로 나타내어지고, 또한

상기 선분 OC, DA 및 AO가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매 D는, 상기 요건이 만족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 COP비가 95% 이상이 되고, 또한 GWP가 65 이하가 된다.

본 개시의 냉매 D는, 상기의 특성이나 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32에 더하여, 추가로 다른 추가적인 냉매를 함유하고 있어도 된다. 이 점에서, 본 개시의 냉매 D가, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 합계를, 냉매 D전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 99.75질량% 이상 포함하는 것이 보다 바람직하고, 99.9질량% 이상 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

추가적인 냉매로서는, 특별히 한정되지 않고, 폭넓게 선택할 수 있다. 혼합 냉매는, 추가적인 냉매로서, 1종을 단독으로 포함하고 있어도 되고, 2종 이상을 포함하고 있어도 된다.

본 개시의 냉매 D는, R410A의 대체 냉매로서의 사용에 적합하다.

(냉매 D의 실시예)

이하에, 냉매 D의 실시예를 들면 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 개시의 냉매 D는, 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32를, 이들의 총합을 기준으로 하여, 표 24~표 26에 각각 나타낸 질량%로 혼합한 혼합 냉매를 조제했다.

이들 각 혼합 냉매에 대해, R410을 기준으로 하는 COP비 및 냉동 능력[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity 또는 Capacity로 표기되는 경우도 있다)]비를 각각 구했다. 계산 조건은 이하와 같이 했다.

증발 온도 : 5℃

응축 온도 : 45℃

과열도 : 1K

과냉각도 : 5K

E_comp(압축 일량) : 0.7kWh

이들 값을, 각 혼합 냉매에 대한 GWP와 함께 표 24~표 26에 나타낸다.

이들 결과로부터, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C' (56.7, 43.3, 0.0),

점 D' (52.2, 38.3, 9.5),

점 E' (41.8, 39.8, 18.4) 및

점 A' (81.6, 0.0, 18.4)

의 5점을 각각 잇는 선분 OC', C'D', D'E', E'A' 및 A'O로 둘러싸이는 도형(도 2j)의 범위 내 또는 상기 선분 C'D', D'E' 및 E'A' 상에 있는 경우(단, 점 C' 및 A'를 제외한다), R410A를 기준으로 하는 COP비가 92.5% 이상이 되고, 또한 GWP가 125 이하가 되는 것을 알 수 있다.

또, 마찬가지로, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C (77.7, 22.3, 0.0),

점 D (76.3, 14.2, 9.5),

점 E (72.2, 9.4, 18.4) 및

점 A' (81.6, 0.0, 18.4)

의 5점을 각각 잇는 선분 OC, CD, DE, EA' 및 A'O로 둘러싸이는 도형(도 2j)의 범위 내 또는 상기 선분 CD, DE 및 EA' 상에 있는 경우(단, 점 C 및 A'를 제외한다), R410A를 기준으로 하는 COP비가 95% 이상이 되고, 또한 GWP가 125 이하가 되는 것을 알 수 있다.

또, 마찬가지로, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C' (56.7, 43.3, 0.0),

점 D' (52.2, 38.3, 9.5) 및

점 A (90.5, 0.0, 9.5)

의 4점을 각각 잇는 선분 OC', C'D', D'A 및 AO로 둘러싸이는 도형(도 2j)의 범위 내 또는 상기 선분 C'D' 및 D'A 상에 있는 경우(단, 점 C' 및 A를 제외한다), R410A를 기준으로 하는 COP비가 92.5% 이상이 되고, 또한 GWP가 65 이하가 되는 것을 알 수 있다.

또, 마찬가지로, 좌표 (x, y, z)가,

점 O (100.0, 0.0, 0.0),

점 C (77.7, 22.3, 0.0),

점 D (76.3, 14.2, 9.5),

점 A (90.5, 0.0, 9.5)

의 4점을 각각 잇는 선분 OC, CD, DA 및 AO로 둘러싸이는 도형(도 2j)의 범위 내 또는 상기 선분 CD 및 DA 상에 있는 경우(단, 점 C 및 A를 제외한다), R410A를 기준으로 하는 COP비가 95% 이상이 되고, 또한 GWP가 65 이하가 되는 것을 알 수 있다.

한편, 비교예 2, 3 및 4에 나타나는 바와 같이 R32를 포함하지 않는 경우, 이중 결합을 갖는 HFO-1132(E) 및 HFO-1123의 농도가 상대적으로 높아져, 냉매 화합물에 있어서 분해 등의 변질이나 중합을 초래하기 때문에, 바람직하지 않다.

또, 비교예 3, 5 및 7에 나타나는 바와 같이 HFO-1123을 포함하지 않는 경우, 그 연소 억제 효과가 얻어지지 않아, 조성물을 미연성으로 할 수 없기 때문에, 바람직하지 않다.

(2) 냉동기유

제2 그룹의 기술로서의 냉동기유는, 냉매 조성물과 공존시켜 냉동 사이클 등의 냉동 사이클을 행하게 함으로써, 냉동 사이클 장치 내의 윤활성을 높이는 것이 가능하고, 효율적인 사이클 성능을 발휘시키는 것도 가능해진다.

냉동기유로서, 예를 들면, 함산소계 합성유(에스테르계 냉동기유, 에테르계 냉동기유 등), 탄화수소계 냉동기유 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 냉매 또는 냉매 조성물과의 상용성의 관점에서, 에스테르계 냉동기유, 에테르계 냉동기유가 바람직하다. 냉동기유로서는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.

냉동기유는, 윤활성이나 압축기의 밀폐성의 저하를 억제시키는 것, 저온 조건하에서 냉매에 대해 상용성이 충분히 확보되는 것, 압축기의 윤활 불량을 억제시키는 것, 증발기에 있어서의 열교환 효율을 양호하게 하는 것, 중 적어도 어느 한 관점에서, 40℃에 있어서의 동점도가 1mm²/s 이상 750mm²/s 이하인 것이 바람직하고, 1mm²/s 이상 400mm²/s 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 냉동기유의 100℃에 있어서의 동점도로서는, 예를 들면, 1mm²/s 이상 100mm²/s 이하이면 되고, 1mm²/s 이상 50mm²/s 이하인 것이 보다 바람직하다.

냉동기유는, 아닐린점이, -100℃ 이상 0℃ 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 「아닐린점」은, 예를 들면, 탄화수소계 용제 등의 용해성을 나타내는 수치이며, 시료(여기에서는 냉동기유)를 등용적의 아닐린과 혼합하여 차게 했을 때에, 서로 용해할 수 없게 되어 탁해짐이 보이기 시작했을 때의 온도를 나타내는 것이다(JIS K 2256에서 규정). 또한, 이들의 값은, 냉매가 용해되지 않은 상태의 냉동기유 자체의 값이다. 이러한 아닐린점의 냉동기유를 이용함으로써, 예를 들면, 수지제 기능 부품을 구성하는 각 베어링 및 전동기의 절연 재료가 냉동기유와 접하는 위치에서 이용되고 있는 경우에 있어서도, 이들 수지제 기능 부품에 대한 냉동기유의 적합성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 아닐린점이 너무 낮으면, 냉동기유가 베어링이나 절연 재료에 침투하기 쉬워지고, 베어링 등이 팽윤하기 쉬워진다. 한편, 아닐린점이 너무 높으면, 냉동기유가 베어링이나 절연 재료에 침투하기 어려워지고, 베어링 등이 수축하기 쉬워진다. 그래서, 아닐린점이 상기 서술한 소정의 범위(-100℃ 이상 0℃ 이하)인 냉동기유를 이용함으로써, 베어링이나 절연 재료의 팽윤/수축 변형을 방지할 수 있다. 여기서, 각 베어링이 팽윤 변형해 버리면, 슬라이드부에서의 간극(갭)을 원하는 길이로 유지할 수 없다. 그 결과, 슬라이드 저항의 증대를 초래할 우려가 있다. 각 베어링이 수축 변형해 버리면, 베어링의 경도가 높아져 압축기의 진동에 의해서 베어링이 파손될 우려가 있다. 즉, 각 베어링이 수축 변형하면, 슬라이드부의 강성의 저하를 초래할 우려가 있다. 또, 전동기의 절연 재료(절연 피복 재료나 절연 필름 등)가 팽윤 변형해 버리면, 그 절연 재료의 절연성이 저하해 버린다. 절연 재료가 수축 변형해 버리면, 상기 서술한 베어링의 경우와 마찬가지로 절연 재료가 파손될 우려가 있어, 이 경우도 또한 절연성이 저하해 버린다. 이에 비해, 상기와 같이 아닐린점이 소정의 범위 내인 냉동기유를 이용함으로써, 베어링이나 절연 재료의 팽윤/수축 변형을 억제할 수 있기 때문에, 이러한 문제점을 회피할 수 있다.

냉동기유는, 냉매 조성물과 혼합하여 냉동기용 작동 유체로서 사용된다. 냉동기용 작동 유체 전량에 대한 냉동기유의 배합 비율은, 5질량% 이상 60질량% 이하인 것이 바람직하고, 10질량% 이상 50질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

(2-1) 함산소계 합성유

함산소계 합성유인 에스테르계 냉동기유나 에테르계 냉동기유는, 주로, 탄소 원자와 산소 원자를 가지고 구성되어 있다. 에스테르계 냉동기유나 에테르계 냉동기유에 있어서는, 이 탄소 원자와 산소 원자의 비율(탄소/산소 몰비)이 너무 작으면 흡습성이 높아지고, 당해 비율이 너무 크면 냉매와의 상용성이 저하해 버리기 때문에, 당해 비율은 몰비로 2 이상 7.5 이하인 것이 바람직하다.

(2-1-1) 에스테르계 냉동기유

에스테르계 냉동기유로서는, 화학적 안정성의 관점에서, 이염기산과 1가 알코올의 이염기산 에스테르유, 폴리올과 지방산의 폴리올에스테르유, 또는 폴리올과 다가 염기산과 1가 알코올(또는 지방산)의 컴플렉스 에스테르유, 폴리올 탄산 에스테르유 등을 기유(基油) 성분으로서 들 수 있다.

(이염기산 에스테르유)

이염기산 에스테르유로서는, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디핀산, 피멜린산, 수베르산, 아젤라익산, 세바신산, 프탈산, 이소프탈산, 텔레프탈산 등의 이염기산, 특히, 탄소수 5~10의 이염기산(글루타르산, 아디핀산, 피멜린산, 수베르산, 아젤라익산, 세바신산 등)과, 직쇄 또는 분기 알킬기를 갖는 탄소수 1~15의 1가 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 노난올, 데칸올, 운데칸올, 도데칸올, 트리데칸올, 테트라데칸올, 펜타데칸올 등)의 에스테르가 바람직하다. 이 이염기산 에스테르유로서는, 구체적으로는, 글루타르산디트리데실, 아디핀산디(2-에틸헥실), 아디핀산디이소데실, 아디핀산디트리데실, 세바신산디(3-에틸헥실) 등을 들 수 있다.

(폴리올에스테르유)

폴리올에스테르유란, 다가 알코올과 지방산(카복실산)으로 합성되는 에스테르이며, 탄소/산소 몰비가 2 이상 7.5 이하, 바람직하게는 3.2 이상 5.8 이하의 것이다.

폴리올에스테르유를 구성하는 다가 알코올로서는, 디올(에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 2-에틸-2-메틸-1,3-프로판디올, 1,7-헵탄디올, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,11-운데칸디올, 1,12-도데칸디올 등), 수산기를 3~20개 갖는 폴리올(트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄, 디-(트리메틸올프로판), 트리-(트리메틸올프로판), 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨), 트리-(펜타에리트리톨), 글리세린, 폴리글리세린(글리세린의 2~3량체), 1,3,5-펜탄트리올, 소르비톨, 소르비탄, 소르비톨 글리세린 축합물, 아도니톨, 아라비톨, 자일리톨, 만니톨 등의 다가 알코올, 자일로스, 아라비노스, 리보스, 람노스, 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스, 소르보스, 셀로비오스, 말토스, 이소말토스, 트레할로스, 슈크로스, 라피노스, 겐티아노스, 멜레치토스 등의 당류, 그리고 이들의 부분 에테르화물 등)을 들 수 있고, 에스테르를 구성하는 다가 알코올로서는, 상기의 1종이어도 되고, 2종 이상이 포함되어 있어도 된다.

폴리올에스테르를 구성하는 지방산으로서는, 특별히 탄소수는 제한되지 않으나, 통상 탄소수 1~24의 것이 이용된다. 직쇄의 지방산, 분기를 갖는 지방산이 바람직하다. 직쇄의 지방산으로서는, 아세트산, 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 트리데칸산, 테트라데칸산, 펜타데칸산, 헥사데칸산, 헵타데칸산, 옥타데칸산, 노나데칸산, 에이코산산, 올레인산, 리놀산, 리놀렌산 등을 들 수 있고, 카르복실기에 결합하는 탄화수소기는, 모두 포화 탄화수소여도 되고, 불포화 탄화수소를 갖고 있어도 된다. 또한, 분기를 갖는 지방산으로서는, 2-메틸프로판산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 2,2-디메틸프로판산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2,2-디메틸부탄산, 2,3-디메틸부탄산, 3,3-디메틸부탄산, 2-메틸헥산산, 3-메틸헥산산, 4-메틸헥산산, 5-메틸헥산산, 2,2-디메틸펜탄산, 2,3-디메틸펜탄산, 2,4-디메틸펜탄산, 3,3-디메틸펜탄산, 3,4-디메틸펜탄산, 4,4-디메틸펜탄산, 2-에틸펜탄산, 3-에틸펜탄산, 2,2,3-트리메틸부탄산, 2,3,3-트리메틸부탄산, 2-에틸-2-메틸부탄산, 2-에틸-3-메틸부탄산, 2-메틸헵탄산, 3-메틸헵탄산, 4-메틸헵탄산, 5-메틸헵탄산, 6-메틸헵탄산, 2-에틸헥산산, 3-에틸헥산산, 4-에틸헥산산, 2,2-디메틸헥산산, 2,3-디메틸헥산산, 2,4-디메틸헥산산, 2,5-디메틸헥산산, 3,3-디메틸헥산산, 3,4-디메틸헥산산, 3,5-디메틸헥산산, 4,4-디메틸헥산산, 4,5-디메틸헥산산, 5,5-디메틸헥산산, 2-프로필펜탄산, 2-메틸옥탄산, 3-메틸옥탄산, 4-메틸옥탄산, 5-메틸옥탄산, 6-메틸옥탄산, 7-메틸옥탄산, 2,2-디메틸헵탄산, 2,3-디메틸헵탄산, 2,4-디메틸헵탄산, 2,5-디메틸헵탄산, 2,6-디메틸헵탄산, 3,3-디메틸헵탄산, 3,4-디메틸헵탄산, 3,5-디메틸헵탄산, 3,6-디메틸헵탄산, 4,4-디메틸헵탄산, 4,5-디메틸헵탄산, 4,6-디메틸헵탄산, 5,5-디메틸헵탄산, 5,6-디메틸헵탄산, 6,6-디메틸헵탄산, 2-메틸-2-에틸헥산산, 2-메틸-3-에틸헥산산, 2-메틸-4-에틸헥산산, 3-메틸-2-에틸헥산산, 3-메틸-3-에틸헥산산, 3-메틸-4-에틸헥산산, 4-메틸-2-에틸헥산산, 4-메틸-3-에틸헥산산, 4-메틸-4-에틸헥산산, 5-메틸-2-에틸헥산산, 5-메틸-3-에틸헥산산, 5-메틸-4-에틸헥산산, 2-에틸헵탄산, 3-메틸옥탄산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 2-에틸-2,3,3-트리메틸부티르산, 2,2,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,2,3,3-테트라메틸펜탄산, 2,2,3,4-테트라메틸펜탄산, 2,2-디이소프로필프로판산 등을 들 수 있다. 지방산은, 이들 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 지방산과의 에스테르여도 된다.

에스테르를 구성하는 다가 알코올은 1종류여도 되고, 2종 이상의 혼합물여도 된다. 또, 에스테르를 구성하는 지방산은, 단일 성분여도 되고, 2종 이상의 지방산과의 에스테르여도 된다. 지방산은, 각각 1종류여도 되고, 2종류 이상의 혼합물여도 된다. 또, 폴리올에스테르유는, 유리의 수산기를 갖고 있어도 된다.

구체적인 폴리올에스테르유로서는, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄, 디-(트리메틸올프로판), 트리-(트리메틸올프로판), 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨), 트리-(펜타에리트리톨) 등의 힌더드 알코올의 에스테르가 보다 바람직하고, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄 및 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨)의 에스테르가 보다 더욱 바람직하며, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨) 등과 탄소수 2~20의 지방산의 에스테르가 바람직하다.

이러한 다가 알코올 지방산 에스테르를 구성하는 지방산에 있어서, 지방산은 직쇄 알킬기를 갖는 지방산만이어도 되고, 분기 구조를 갖는 지방산으로부터 선택되어도 된다. 또, 직쇄와 분기 지방산의 혼합 에스테르여도 된다. 또한, 에스테르를 구성하는 지방산은, 상기 지방산으로부터 선택되는 2종류 이상이 이용되고 있어도 된다.

구체적인 예로서, 직쇄와 분기 지방산의 혼합 에스테르인 경우에는, 직쇄를 갖는 탄소수 4~6의 지방산과 분기를 갖는 탄소수 7~9의 지방산의 몰비는, 15：85~90：10이며, 바람직하게는 15：85~85：15이고, 보다 바람직하게는 20：80~80：20이며, 더욱 바람직하게는 25：75~75：25이고, 가장 바람직하게는 30：70~70：30이다. 또, 다가 알코올 지방산 에스테르를 구성하는 지방산의 전량에서 차지하는 직쇄를 갖는 탄소수 4~6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7~9의 지방산의 합계의 비율은 20몰% 이상인 것이 바람직하다. 지방산 조성에 관해서는, 냉매와의 충분한 상용성, 및 냉동기유로서 필요한 점도를 양립시키는 것임이 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 지방산의 비율이란, 냉동기유에 포함되는 다가 알코올 지방산 에스테르를 구성하는 지방산 전량을 기준으로 한 값이다.

그 중에서도, 이러한 냉동기유로서는, 지방산에 있어서의 탄소수 4~6의 지방산과 탄소수 7~9의 분기 지방산의 몰비가 15：85~90：10이며, 탄소수 4~6의 지방산은 2-메틸프로판산을 함유하고, 상기 에스테르를 구성하는 지방산의 전량에서 차지하는 탄소수 4~6의 지방산 및 탄소수 7~9의 분기 지방산의 합계의 비율이 20몰% 이상인 에스테르(이하, 「다가 알코올 지방산 에스테르(A)」라고 한다)를 함유한 것이 바람직하다.

다가 알코올 지방산 에스테르(A)에는, 다가 알코올의 모든 수산기가 에스테르화된 완전 에스테르, 다가 알코올의 수산기의 일부가 에스테르화하지 않고 남아 있는 부분 에스테르, 그리고 완전 에스테르와 부분 에스테르의 혼합물이 포함되는데, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)의 수산기값은, 바람직하게는 10mgKOH/g 이하, 게다가 5mgKOH/g 이하, 가장 바람직하게는 3mgKOH/g 이하이다.

다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 구성하는 지방산에 있어서, 탄소수 4~6의 지방산과 분기를 갖는 탄소수 7~9의 지방산의 몰비는, 15：85~90：10이고, 바람직하게는 15：85~85：15이며, 보다 바람직하게는 20：80~80：20이며, 더욱 바람직하게는 25：75~75：25이며, 가장 바람직하게는 30：70~70：30이다. 또, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 구성하는 지방산의 전량에서 차지하는 탄소수 4~6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7~9의 지방산의 합계의 비율은 20몰% 이상이다. 지방산 조성에 관한 상기의 조건을 만족하지 않는 경우에는, 냉매 조성물에 디플루오로메탄이 포함되어 있는 경우에 있어서, 당해 디플루오로 메탄과의 충분한 상용성, 및 냉동기유로서 필요한 점도가 고수준으로 양립되기 어려워진다. 또한, 지방산의 비율이란, 냉동기유에 함유되는 다가 알코올 지방산 에스테르를 구성하는 지방산 전량을 기준으로 한 값이다.

상기 탄소수 4~6의 지방산으로서는, 구체적으로는 예를 들면, 부탄산, 2-메틸프로판산, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 2,2-디메틸프로판산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2,2-디메틸부탄산, 2,3-디메틸부탄산, 3,3-디메틸부탄산, 헥산산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 2-메틸프로판산과 같이, 알킬 골격에 분기를 갖는 것이 바람직하다.

상기 분기를 갖는 탄소수 7~9의 지방산으로서는, 구체적으로는 예를 들면, 2-메틸헥산산, 3-메틸헥산산, 4-메틸헥산산, 5-메틸헥산산, 2,2-디메틸펜탄산, 2,3-디메틸펜탄산, 2,4-디메틸펜탄산, 3,3-디메틸펜탄산, 3,4-디메틸펜탄산, 4,4-디메틸펜탄산, 2-에틸펜탄산, 3-에틸펜탄산, 1,1,2-트리메틸부탄산, 1,2,2-트리메틸부탄산, 1-에틸-1메틸-부탄산, 1-에틸-2-메틸부탄산, 옥탄산, 2-에틸헥산산, 3-에틸헥산산, 3,5-디메틸헥산산, 2,4-디메틸헥산산, 3,4-디메틸헥산산, 4,5-디메틸헥산산, 2,2-디메틸헥산산, 2-메틸헵탄산, 3-메틸헵탄산, 4-메틸헵탄산, 5-메틸헵탄산, 6-메틸헵탄산, 2-프로필펜탄산, 노난산, 2,2-디메틸헵탄산, 2-메틸옥탄산, 2-에틸헵탄산, 3-메틸옥탄산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 2-에틸-2,3,3-트리메틸부티르산, 2,2,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,2,3,3-테트라메틸펜탄산, 2,2,3,4-테트라메틸펜탄산, 2,2-디이소프로필프로판산 등을 들 수 있다.

다가 알코올 지방산 에스테르(A)는, 탄소수 4~6의 지방산과 분기를 갖는 탄소수 7~9의 지방산의 몰비가 15：85~90：10이며, 또한, 탄소수 4~6의 지방산이 2-메틸프로판산을 함유하는 한, 탄소수 4~6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7~9의 지방산 이외의 지방산을 산 구성 성분으로서 함유해도 된다.

상기 탄소수 4~6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7~9의 지방산 이외의 지방산으로서는, 구체적으로는, 아세트산, 프로피온산 등의 탄소수 2~3의 지방산；헵탄산, 옥탄산, 노난산 등의 탄소수 7~9의 직쇄 지방산；데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 트리데칸산, 테트라데칸산, 펜타데칸산, 헥사데칸산, 헵타데칸산, 옥타데칸산, 노나데칸산, 에이코산산, 올레인산 등의 탄소수 10~20의 지방산 등을 들 수 있다.

상기 탄소수 4~6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7~9의 지방산과, 이들 지방산 이외의 지방산을 조합하여 이용하는 경우, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 구성하는 지방산의 전량에서 차지하는 탄소수 4~6의 지방산 및 탄소수 7~9의 분기 지방산의 합계의 비율을 20몰% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 25몰% 이상인 것이 보다 바람직하며, 30몰% 이상인 것이 보다 더욱 바람직하다. 이 비율이 20몰% 이상임으로써, 냉매 조성물에 있어서 디플루오로메탄이 포함되어 있는 경우에 있어서의 당해 디플루오로메탄과의 상용성이 충분해진다.

다가 알코올 지방산 에스테르(A) 중에서도, 산 구성 성분이 2-메틸프로판산과 3,5,5-트리메틸헥산산만으로 이루어지는 것이, 필요 점도의 확보와, 냉매 조성물에 있어서 디플루오로메탄이 포함되어 있는 경우에 있어서의 당해 디플루오로메탄과의 상용성의 양립의 면에서 특히 바람직하다.

상기 다가 알코올 지방산 에스테르는, 분자 구조가 상이한 에스테르의 2종 이상의 혼합물이어도 되고, 이러한 경우에는 개개의 분자가 반드시 상기의 조건을 만족하고 있을 필요는 없으며, 냉동기유 중에 포함되는 펜타에리트리톨 지방산 에스테르를 구성하는 지방산 전체적으로 상기 조건을 만족하고 있으면 된다.

상기한 대로, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)는, 에스테르를 구성하는 산성분으로서 탄소수 4~6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7~9의 지방산을 필수로 하고, 필요에 따라서 그 외의 지방산을 구성 성분으로서 포함하는 것이다. 즉, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)는, 2종만의 지방산을 산 구성 성분으로 하고 있는 것이어도, 3종 이상의 구조가 상이한 지방산을 산 구성 성분으로 하고 있는 것이어도 되나, 당해 다가 알코올 지방산 에스테르는, 산 구성 성분으로서, 카르보닐 탄소와 인접하는 탄소 원자(α위 탄소 원자)가 4급 탄소가 아닌 지방산만을 함유하는 것이 바람직하다. 다가 알코올 지방산 에스테르를 구성하는 지방산 중에, α위 탄소 원자가 4급 탄소인 지방산이 포함되는 경우에는, 냉매 조성물에 디플루오로메탄을 포함하고 있는 경우에 있어서의 당해 디플루오로메탄 존재하에서의 윤활성이 불충분해지는 경향이 있다.

또, 본 실시형태에 따른 폴리올에스테르를 구성하는 다가 알코올로서는, 수산기를 2~6개 갖는 다가 알코올이 바람직하게 이용된다.

2가 알코올(디올)로서는, 구체적으로는 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 2-에틸-2-메틸-1,3-프로판디올, 1,7-헵탄디올, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,11-운데칸디올, 1,12-도데칸디올 등을 들 수 있다. 또, 3가 이상의 알코올로서는, 구체적으로는 예를 들면, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄, 디-(트리메틸올프로판), 트리-(트리메틸올프로판), 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨), 트리-(펜타에리트리톨), 글리세린, 폴리글리세린(글리세린의 2~3량체), 1,3,5-펜탄트리올, 소르비톨, 소르비탄, 소르비톨 글리세린 축합물, 아도니톨, 아라비톨, 자일리톨, 만니톨 등의 다가 알코올, 자일로스, 아라비노스, 리보스, 람노스, 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스, 소르보스, 셀로비오스 등의 당류, 그리고 이들의 부분 에테르화물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 보다 가수분해 안정성이 우수하기 때문에, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄, 디-(트리메틸올프로판), 트리-(트리메틸올프로판), 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨), 트리-(펜타에리트리톨) 등의 힌더드 알코올의 에스테르가 보다 바람직하고, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄 및 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨)의 에스테르가 보다 더욱 바람직하며, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨)이 더욱 바람직하고, 냉매와의 상용성 및 가수분해 안정성이 특히 우수하기 때문에, 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨) 또는 펜타에리트리톨과 디-(펜타에리트리톨)의 혼합 에스테르가 가장 바람직하다.

상기 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 구성하는 산 구성 성분의 바람직한 예로서는, 이하의 것을 들 수 있다.

(i) 부탄산, 2-메틸프로판산, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 2,2-디메틸프로판산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2,2-디메틸부탄산, 2,3-디메틸부탄산, 3,3-디메틸부탄산 및 헥산산으로부터 선택되는 1~13종과, 2-메틸헥산산, 3-메틸헥산산, 4-메틸헥산산, 5-메틸헥산산, 2,2-디메틸펜탄산, 2,3-디메틸펜탄산, 2,4-디메틸펜탄산, 3,3-디메틸펜탄산, 3,4-디메틸펜탄산, 4,4-디메틸펜탄산, 2-에틸펜탄산, 3-에틸펜탄산 및 2-에틸-3-메틸부탄산으로부터 선택되는 1~13종의 조합；

(ii) 부탄산, 2-메틸프로판산, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 2,2-디메틸프로판산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2,2-디메틸부탄산, 2,3-디메틸부탄산, 3,3-디메틸부탄산 및 헥산산으로부터 선택되는 1~13종과, 2-메틸헵탄산, 3-메틸헵탄산, 4-메틸헵탄산, 5-메틸헵탄산, 6-메틸헵탄산, 2,2-디메틸헥산산, 3,3-디메틸헥산산, 4,4-디메틸헥산산, 5,5-디메틸헥산산, 2,3-디메틸헥산산, 2,4-디메틸헥산산, 2,5-디메틸헥산산, 3,4-디메틸헥산산, 3,5-디메틸헥산산, 4,5-디메틸헥산산, 2,2,3-트리메틸펜탄산, 2,3,3-트리메틸펜탄산, 2,4,4-트리메틸펜탄산, 3,4,4-트리메틸펜탄산, 2-에틸헥산산, 3-에틸헥산산, 2-프로필펜탄산, 2-메틸-2-에틸펜탄산, 2-메틸-3-에틸펜탄산 및 3-메틸-3-에틸펜탄산으로부터 선택되는 1~25종의 조합；

(iii) 부탄산, 2-메틸프로판산, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 2,2-디메틸프로판산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2,2-디메틸부탄산, 2,3-디메틸부탄산, 3,3-디메틸부탄산 및 헥산산으로부터 선택되는 1~13종과, 2-메틸옥탄산, 3-메틸옥탄산, 4-메틸옥탄산, 5-메틸옥탄산, 6-메틸옥탄산, 7-메틸옥탄산, 8-메틸옥탄산, 2,2-디메틸헵탄산, 3,3-디메틸헵탄산, 4,4-디메틸헵탄산, 5,5-디메틸헵탄산, 6,6-디메틸헵탄산, 2,3-디메틸헵탄산, 2,4-디메틸헵탄산, 2,5-디메틸헵탄산, 2,6-디메틸헵탄산, 3,4-디메틸헵탄산, 3,5-디메틸헵탄산, 3,6-디메틸헵탄산, 4,5-디메틸헵탄산, 4,6-디메틸헵탄산, 2-에틸헵탄산, 3-에틸헵탄산, 4-에틸헵탄산, 5-에틸헵탄산, 2-프로필헥산산, 3-프로필헥산산, 2-부틸펜탄산, 2,2,3-트리메틸헥산산, 2,2,3-트리메틸헥산산, 2,2,4-트리메틸헥산산, 2,2,5-트리메틸헥산산, 2,3,4-트리메틸헥산산, 2,3,5-트리메틸헥산산, 3,3,4-트리메틸헥산산, 3,3,5-트리메틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 4,4,5-트리메틸헥산산, 4,5,5-트리메틸헥산산, 2,2,3,3-테트라메틸펜탄산, 2,2,3,4-테트라메틸펜탄산, 2,2,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,3,4,4-테트라메틸펜탄산, 3,3,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,2-디에틸펜탄산, 2,3-디에틸펜탄산, 3,3-디에틸펜탄산, 2-에틸-2,3,3-트리메틸부티르산, 3-에틸-2,2,3-트리메틸부티르산 및 2,2-디이소프로필프로피온산으로부터 선택되는 1~50종의 조합.

상기 다가 알코올 지방산 에스테르를 구성하는 산 구성 성분의 더욱 바람직한 예로서는, 이하의 것을 들 수 있다.

(i) 2-메틸프로판산과, 2-메틸헥산산, 3-메틸헥산산, 4-메틸헥산산, 5-메틸헥산산, 2,2-디메틸펜탄산, 2,3-디메틸펜탄산, 2,4-디메틸펜탄산, 3,3-디메틸펜탄산, 3,4-디메틸펜탄산, 4,4-디메틸펜탄산, 2-에틸펜탄산, 3-에틸펜탄산 및 2-에틸-3-메틸부탄산으로부터 선택되는 1~13종의 조합；

(ii) 2-메틸프로판산과, 2-메틸헵탄산, 3-메틸헵탄산, 4-메틸헵탄산, 5-메틸헵탄산, 6-메틸헵탄산, 2,2-디메틸헥산산, 3,3-디메틸헥산산, 4,4-디메틸헥산산, 5,5-디메틸헥산산, 2,3-디메틸헥산산, 2,4-디메틸헥산산, 2,5-디메틸헥산산, 3,4-디메틸헥산산, 3,5-디메틸헥산산, 4,5-디메틸헥산산, 2,2,3-트리메틸펜탄산, 2,3,3-트리메틸펜탄산, 2,4,4-트리메틸펜탄산, 3,4,4-트리메틸펜탄산, 2-에틸헥산산, 3-에틸헥산산, 2-프로필펜탄산, 2-메틸-2-에틸펜탄산, 2-메틸-3-에틸펜탄산 및 3-메틸-3-에틸펜탄산으로부터 선택되는 1~25종의 조합；

(iii) 2-메틸프로판산과, 2-메틸옥탄산, 3-메틸옥탄산, 4-메틸옥탄산, 5-메틸옥탄산, 6-메틸옥탄산, 7-메틸옥탄산, 8-메틸옥탄산, 2,2-디메틸헵탄산, 3,3-디메틸헵탄산, 4,4-디메틸헵탄산, 5,5-디메틸헵탄산, 6,6-디메틸헵탄산, 2,3-디메틸헵탄산, 2,4-디메틸헵탄산, 2,5-디메틸헵탄산, 2,6-디메틸헵탄산, 3,4-디메틸헵탄산, 3,5-디메틸헵탄산, 3,6-디메틸헵탄산, 4,5-디메틸헵탄산, 4,6-디메틸헵탄산, 2-에틸헵탄산, 3-에틸헵탄산, 4-에틸헵탄산, 5-에틸헵탄산, 2-프로필헥산산, 3-프로필헥산산, 2-부틸펜탄산, 2,2,3-트리메틸헥산산, 2,2,3-트리메틸헥산산, 2,2,4-트리메틸헥산산, 2,2,5-트리메틸헥산산, 2,3,4-트리메틸헥산산, 2,3,5-트리메틸헥산산, 3,3,4-트리메틸헥산산, 3,3,5-트리메틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 4,4,5-트리메틸헥산산, 4,5,5-트리메틸헥산산, 2,2,3,3-테트라메틸펜탄산, 2,2,3,4-테트라메틸펜탄산, 2,2,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,3,4,4-테트라메틸펜탄산, 3,3,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,2-디에틸펜탄산, 2,3-디에틸펜탄산, 3,3-디에틸펜탄산, 2-에틸-2,3,3-트리메틸부티르산, 3-에틸-2,2,3-트리메틸부티르산 및 2,2-디이소프로필프로피온산으로부터 선택되는 1~50종의 조합.

상기 다가 알코올 지방산 에스테르(A)의 함유량은, 냉동기유 전량 기준으로 50질량% 이상이며, 바람직하게는 60질량% 이상, 보다 바람직하게는 70질량% 이상, 더욱 바람직하게는 75질량% 이상이다. 본 실시형태에 따른 냉동기유는, 후술하는 바와 같이 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 윤활유 기유나 첨가제를 함유해도 되나, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)가 50질량% 미만이면, 필요 점도와 상용성을 고수준으로 양립할 수 없게 된다.

본 실시형태에 따른 냉동기유에 있어서, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)는 주로 기유로서 이용된다. 본 실시형태에 따른 냉동기유의 기유로서는, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)만을 단독으로(즉 다가 알코올 지방산 에스테르(A)의 함유량이 100질량%) 이용해도 되나, 이것에 더해, 그 우수한 성능을 해치지 않을 정도로, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 기유를 추가로 함유해도 된다. 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 기유로서는, 광유, 올레핀 중합체, 알킬디페닐알칸, 알킬나프탈렌, 알킬벤젠 등의 탄화수소계유；다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르, 컴플렉스 에스테르, 지환식 디카복실산에스테르 등의 에스테르, 폴리글리콜, 폴리비닐에테르, 케톤, 폴리페닐에테르, 실리콘, 폴리실록산, 퍼플루오로에테르 등의 산소를 함유하는 합성유(이하, 경우에 따라 「다른 함산소 합성유」라고 한다) 등을 들 수 있다.

산소를 함유하는 합성유로서는, 상기 중에서도, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 에스테르, 폴리글리콜, 폴리비닐에테르가 바람직하고, 특히 바람직한 것은, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르이다. 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르로서는, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 등의 다가 알코올과 지방산의 에스테르를 들 수 있으며, 특히 바람직한 것은, 네오펜틸글리콜과 지방산의 에스테르, 펜타에리트리톨과 지방산의 에스테르 및 디펜타에리트리톨과 지방산의 에스테르이다.

네오펜틸글리콜 에스테르로서는, 네오펜틸글리콜과 탄소수 5~9의 지방산의 에스테르인 것이 바람직하다. 이러한 네오펜틸글리콜 에스테르로서는, 구체적으로는 예를 들면, 네오펜틸글리콜디3,5,5-트리메틸헥사노에이트, 네오펜틸글리콜디2-에틸헥사노에이트, 네오펜틸글리콜디2-메틸헥사노에이트, 네오펜틸글리콜디2-에틸펜타노에이트, 네오펜틸글리콜과 2-메틸헥산산·2-에틸펜탄산의 에스테르, 네오펜틸글리콜과 3-메틸헥산산·5-메틸헥산산의 에스테르, 네오펜틸글리콜과 2-메틸헥산산·2-에틸헥산산의 에스테르, 네오펜틸글리콜과 3,5-디메틸헥산산·4,5-디메틸헥산산·3,4-디메틸헥산산의 에스테르, 네오펜틸글리콜디펜타노에이트, 네오펜틸글리콜디2-에틸부타노에이트, 네오펜틸글리콜디2-메틸펜타노에이트, 네오펜틸글리콜디2-메틸부타노에이트, 네오펜틸글리콜디3-메틸부타노에이트 등을 들 수 있다.

펜타에리트리톨에스테르로서는, 펜타에리트리톨과 탄소수 5~9의 지방산의 에스테르가 바람직하다. 이러한 펜타에리트리톨에스테르로서는, 구체적으로는, 펜타에리트리톨과, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 헥산산, 2-메틸펜탄산, 2-에틸부탄산, 2-에틸펜탄산, 2-메틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산 및 2-에틸헥산산으로부터 선택되는 1종 이상의 지방산의 에스테르를 들 수 있다.

디펜타에리트리톨에스테르로서는, 디펜타에리트리톨과 탄소수 5~9의 지방산의 에스테르가 바람직하다. 이러한 디펜타에리트리톨에스테르로서는, 구체적으로는, 디펜타에리트리톨과, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 헥산산, 2-메틸펜탄산, 2-에틸부탄산, 2-에틸펜탄산, 2-메틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산 및 2-에틸헥산산으로부터 선택되는 1종 이상의 지방산의 에스테르를 들 수 있다.

본 실시형태에 따른 냉동기유가 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 함산소 합성유를 함유하는 경우, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 함산소 합성유의 함유량은, 본 실시형태에 따른 냉동기유의 우수한 윤활성과 상용성을 해치지 않는 한 특별히 제한은 없으나, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르를 배합하는 경우, 냉동기유 전량 기준으로, 50질량% 미만인 것이 바람직하고, 45질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 40질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 35질량% 이하인 것이 보다 더욱 바람직하며, 30질량% 이하인 것이 한층 바람직하고, 25질량% 이하인 것이 가장 바람직하며；폴리올에스테르 이외의 함산소 합성유를 배합하는 경우, 냉동기유 전량 기준으로 50질량% 미만인 것이 바람직하고, 40질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 30질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 펜타에리트리톨 지방산 에스테르 이외의 폴리올에스테르나 다른 함산소 합성유의 배합량이 너무 많으면, 상기 효과가 충분히 얻어지지 않는다.

또한, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르는, 다가 알코올의 수산기의 일부가 에스테르화 되지 않고 수산기인 채 남아 있는 부분 에스테르여도 되고, 모든 수산기가 에스테르화 된 완전 에스테르여도 되며, 또 부분 에스테르와 완전 에스테르의 혼합물이어도 되나, 수산기값이, 10mgKOH/g 이하인 것이 바람직하고, 5mgKOH/g 이하인 것이 보다 바람직하며, 3mgKOH/g 이하인 것이 가장 바람직하다.

본 실시형태에 따른 냉동기 및 냉동기용 작동 유체가 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르를 함유하는 경우, 당해 폴리올에스테르로서, 단일 구조의 폴리올에스테르의 1종으로 이루어지는 것을 함유해도 되고, 또, 구조가 상이한 2종 이상의 폴리올에스테르의 혼합물을 함유해도 된다.

또, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르는, 1종의 지방산과 1종의 다가 알코올의 에스테르, 2종 이상의 지방산과 1종의 다가 알코올의 에스테르, 1종의 지방산과 2종 이상의 다가 알코올의 에스테르, 2종 이상의 지방산과 2종 이상의 다가 알코올의 에스테르 중 어느 하나여도 된다.

본 실시형태에 따른 냉동기유는, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)만으로 이루어지는 것이어도 되고, 또, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)와 그 외의 기유로 이루어지는 것이어도 되나, 후술하는 각종 첨가제를 추가로 함유해도 된다. 또, 본 실시형태에 따른 냉동기용 작동 유체에 있어서도, 각종 첨가제를 추가로 함유해도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 첨가제의 함유량에 대하여는, 냉동기유 전량을 기준으로 하여 나타내는데, 냉동기용 작동 유체에 있어서의 이들 성분의 함유량은, 냉동기유 전량을 기준으로 한 경우에 후술하는 바람직한 범위 내가 되도록 선정하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 따른 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체의 내마모성, 내하중성을 더욱 개량하기 위해서, 인산 에스테르, 산성 인산 에스테르, 티오인산 에스테르, 산성 인산 에스테르의 아민염, 염소화 인산 에스테르 및 아인산 에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 인 화합물을 배합할 수 있다. 이들의 인 화합물은, 인산 또는 아인산과 알칸올, 폴리에테르형 알코올과의 에스테르 혹은 그 유도체이다.

구체적으로는 예를 들면, 인산 에스테르로서는, 트리부틸포스페이트, 트리펜틸포스페이트, 트리헥실포스페이트, 트리헵틸포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리노닐포스페이트, 트리데실포스페이트, 트리운데실포스페이트, 트리도데실포스페이트, 트리트리데실포스페이트, 트리테트라데실포스페이트, 트리펜타데실포스페이트, 트리헥사데실포스페이트, 트리헵타데실포스페이트, 트리옥타데실포스페이트, 트리올레일포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리크실레닐포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 크실레닐디페닐포스페이트 등을 들 수 있다.

산성 인산 에스테르로서는, 모노부틸애시드포스페이트, 모노펜틸애시드포스페이트, 모노헥실애시드포스페이트, 모노헵틸애시드포스페이트, 모노옥틸애시드포스페이트, 모노노닐애시드포스페이트, 모노데실애시드포스페이트, 모노운데실애시드포스페이트, 모노도데실애시드포스페이트, 모노트리데실애시드포스페이트, 모노테트라데실애시드포스페이트, 모노펜타데실애시드포스페이트, 모노헥사데실애시드포스페이트, 모노헵타데실애시드포스페이트, 모노옥타데실애시드포스페이트, 모노올레일애시드포스페이트, 디부틸애시드포스페이트, 디펜틸애시드포스페이트, 디헥실애시드포스페이트, 디헵틸애시드포스페이트, 디옥틸애시드포스페이트, 디노닐애시드포스페이트, 디데실애시드포스페이트, 디운데실애시드포스페이트, 디도데실애시드포스페이트, 디트리데실애시드포스페이트, 디테트라데실애시드포스페이트, 디펜타데실애시드포스페이트, 디헥사데실애시드포스페이트, 디헵타데실애시드포스페이트, 디옥타데실애시드포스페이트, 디올레일애시드포스페이트 등을 들 수 있다.

티오인산 에스테르로서는, 트리부틸포스포로티오네이트, 트리펜틸포스포로티오네이트, 트리헥실포스포로티오네이트, 트리헵틸포스포로티오네이트, 트리옥틸포스포로티오네이트, 트리노닐포스포로티오네이트, 트리데실포스포로티오네이트, 트리운데실포스포로티오네이트, 트리도데실포스포로티오네이트, 트리트리데실포스포로티오네이트, 트리테트라데실포스포로티오네이트, 트리펜타데실포스포로티오네이트, 트리헥사데실포스포로티오네이트, 트리헵타데실포스포로티오네이트, 트리옥타데실포스포로티오네이트, 트리올레일포스포로티오네이트, 트리페닐포스포로티오네이트, 트리크레실포스포로티오네이트, 트리크실레닐포스포로티오네이트, 크레실디페닐포스포로티오네이트, 크실레닐디페닐포스포로티오네이트 등을 들 수 있다.

산성 인산 에스테르의 아민염으로서는, 산성 인산 에스테르와, 탄소수 1~24, 바람직하게는 5~18의 1~3급의 직쇄 또는 분기 알킬기의 아민의 아민염을 들 수 있다.

산성 인산 에스테르의 아민염을 구성하는 아민으로서는, 직쇄 또는 분기의 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 펜틸아민, 헥실아민, 헵틸아민, 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 운데실아민, 도데실아민, 트리데실아민, 테트라데실아민, 펜타데실아민, 헥사데실아민, 헵타데실아민, 옥타데실아민, 올레일아민, 테트라코실아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 디펜틸아민, 디헥실아민, 디헵틸아민, 디옥틸아민, 디노닐아민, 디데실아민, 디운데실아민, 디도데실아민, 디트리데실아민, 디테트라데실아민, 디펜타데실아민, 디헥사데실아민, 디헵타데실아민, 디옥타데실아민, 디올레일아민, 디테트라코실아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 트리헥실아민, 트리헵틸아민, 트리옥틸아민, 트리노닐아민, 트리데실아민, 트리운데실아민, 트리도데실아민, 트리트리데실아민, 트리테트라데실아민, 트리펜타데실아민, 트리헥사데실아민, 트리헵타데실아민, 트리옥타데실아민, 트리올레일아민, 트리테트라코실아민 등의 아민과의 염을 들 수 있다. 아민은 단독의 화합물이어도, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 된다.

염소화 인산 에스테르로서는, 트리스·디클로로프로필포스페이트, 트리스·클로로에틸포스페이트, 트리스·클로로페닐포스페이트, 폴리옥시알킬렌·비스[디(클로로알킬)]포스페이트 등을 들 수 있다. 아인산 에스테르로서는, 디부틸포스파이트, 디펜틸포스파이트, 디헥실포스파이트, 디헵틸포스파이트, 디옥틸포스파이트, 디노닐포스파이트, 디데실포스파이트, 디운데실포스파이트, 디도데실포스파이트, 디올레일포스파이트, 디페닐포스파이트, 디크레실포스파이트, 트리부틸포스파이트, 트리펜틸포스파이트, 트리헥실포스파이트, 트리헵틸포스파이트, 트리옥틸포스파이트, 트리노닐포스파이트, 트리데실포스파이트, 트리운데실포스파이트, 트리도데실포스파이트, 트리올레일포스파이트, 트리페닐포스파이트, 트리크레실포스파이트 등을 들 수 있다. 또, 이들의 혼합물도 사용할 수 있다.

본 실시형태에 따른 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체가 상기 인 화합물을 함유하는 경우, 인 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않으나, 냉동기유 전량 기준(기유와 전체 배합 첨가제의 합계량 기준)으로, 0.01~5.0질량%인 것이 바람직하고, 0.02~3.0질량%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 인 화합물은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

또, 본 실시형태에 따른 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체는, 그 열·화학적 안정성을 추가로 개량하기 위해서, 테르펜 화합물을 첨가할 수 있다. 본 발명에서 말하는 「테르펜 화합물」이란, 이소프렌을 중합한 화합물 및 이들의 유도체를 의미하고, 이소프렌의 2~8량체가 바람직하게 이용된다. 테르펜 화합물로서는, 구체적으로는, 게라니올, 네롤, 리나놀, 시트랄(게라니알을 포함한다), 시트로넬롤, 멘톨, 리모넨, 테르피네롤, 카르본, 요논, 투존, 장뇌(캠퍼), 보르네올 등의 모노테르펜, 파르네센, 파르네솔, 네롤리돌, 유약 호르몬, 후물렌, 캐리오필렌, 엘레멘, 카디놀, 카디넨, 투틴 등의 세스퀴테르펜, 게라닐게라니올, 피톨, 아비에트산, 피마라디엔, 다프네톡신, 타키솔, 피마르산 등의 디테르펜, 게라닐파르네센 등의 세스타테르펜, 스쿠알렌, 리모닌, 카멜리아게닌, 호팬, 라노스테롤 등의 트리테르펜, 카로티노이드 등의 테트라테르펜 등을 들 수 있다.

이들 테르펜 화합물 중에서도, 모노테르펜, 세스퀴테르펜, 디테르펜이 바람직하고, 세스퀴테르펜이 보다 바람직하며, α파르네센(3,7,11-트리메틸도데카-1,3, 6,10-테트라엔) 및/또는 β파르네센(7,11-디메틸-3-메틸리덴도데카-1,6,10-트리엔)이 특히 바람직하다. 본 발명에 있어서, 테르펜 화합물은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.

본 실시형태에 따른 냉동기유에 있어서의 테르펜 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않으나, 냉동기유 전량 기준으로, 바람직하게는 0.001~10질량%, 보다 바람직하게는 0.01~5질량%, 더욱 바람직하게는 0.05~3질량%이다. 테르펜 화합물의 함유량이 0.001질량% 미만이면 열·화학적 안정성의 향상 효과가 불충분해지는 경향이 있고, 또, 10질량%를 초과하면 윤활성이 불충분해지는 경향이 있다. 또, 본 실시형태에 따른 냉동기용 작동 유체에 있어서의 테르펜 화합물의 함유량에 대하여는, 냉동기유 전량을 기준으로 한 경우에 상기의 바람직한 범위 내가 되도록 선정하는 것이 바람직하다.

또, 본 실시형태에 따른 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체는, 그 열·화학적 안정성을 추가로 개량하기 위해서, 페닐글리시딜에테르형 에폭시 화합물, 알킬글리시딜에테르형 에폭시 화합물, 글리시딜에스테르형 에폭시 화합물, 알릴옥시란 화합물, 알킬옥시란 화합물, 지환식 에폭시 화합물, 에폭시화 지방산 모노에스테르 및 에폭시화 식물유로부터 선택되는 적어도 1종의 에폭시 화합물을 함유할 수 있다.

페닐글리시딜에테르형 에폭시 화합물로서는, 구체적으로는, 페닐글리시딜에테르 또는 알킬페닐글리시딜에테르를 예시할 수 있다. 여기서 말하는 알킬페닐글리시딜에테르란, 탄소수 1~13의 알킬기를 1~3개 갖는 것을 들 수 있고, 그 중에서도 탄소수 4~10의 알킬기를 1개 갖는 것, 예를 들면 n-부틸페닐글리시딜에테르, i-부틸페닐글리시딜에테르, sec-부틸페닐글리시딜에테르, tert-부틸페닐글리시딜에테르, 펜틸페닐글리시딜에테르, 헥실페닐글리시딜에테르, 헵틸페닐글리시딜에테르, 옥틸페닐글리시딜에테르, 노닐페닐글리시딜에테르, 데실페닐글리시딜에테르 등이 바람직한 것으로서 예시할 수 있다.

알킬글리시딜에테르형 에폭시 화합물로서는, 구체적으로는, 데실글리시딜에테르, 운데실글리시딜에테르, 도데실글리시딜에테르, 트리데실글리시딜에테르, 테트라데실글리시딜에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨테트라글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 소르비톨폴리글리시딜에테르, 폴리알킬렌글리콜모노글리시딜에테르, 폴리알킬렌글리콜디글리시딜에테르 등을 예시할 수 있다.

글리시딜에스테르형 에폭시 화합물로서는, 구체적으로는, 페닐글리시딜에스테르, 알킬글리시딜에스테르, 알케닐글리시딜에스테르 등을 들 수 있고, 바람직한 것으로서는, 글리시딜-2,2-디메틸옥타노에이트, 글리시딜벤조에이트, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등을 예시할 수 있다.

알릴옥시란 화합물로서는, 구체적으로는, 1,2-에폭시스티렌, 알킬-1,2-에폭시스티렌 등을 예시할 수 있다.

알킬옥시란 화합물로서는, 구체적으로는, 1,2-에폭시부탄, 1,2-에폭시펜탄, 1,2-에폭시헥산, 1,2-에폭시헵탄, 1,2-에폭시옥탄, 1,2-에폭시노난, 1,2-에폭시데칸, 1,2-에폭시운데칸, 1,2-에폭시도데칸, 1,2-에폭시트리데칸, 1,2-에폭시테트라데칸, 1,2-에폭시펜타데칸, 1,2-에폭시헥사데칸, 1,2-에폭시헵타데칸, 1,1,2-에폭시옥타데칸, 2-에폭시노나데칸, 1,2-에폭시에이코산산 등을 예시할 수 있다.

지환식 에폭시 화합물로서는, 구체적으로는, 1,2-에폭시시클로헥산, 1,2-에폭시시클로펜탄, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카복시레이트, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 엑소-2,3-에폭시노르보르난, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트, 2-(7-옥사비시클로[4.1.0]헵토-3-일)-스피로(1,3-디옥산-5,3＇-[7]옥사비시클로[4.1.0]헵탄, 4-(1＇-메틸에폭시에틸)-1,2-에폭시-2-메틸시클로헥산, 4-에폭시에틸-1,2-에폭시시클로헥산 등을 예시할 수 있다.

에폭시화 지방산 모노에스테르로서는, 구체적으로는, 에폭시화된 탄소수 12~20의 지방산과 탄소수 1~8의 알코올 또는 페놀, 알킬페놀의 에스테르 등을 예시할 수 있다. 특히 에폭시 스테아린산의 부틸, 헥실, 벤질, 시클로헥실, 메톡시에틸, 옥틸, 페닐 및 부틸페닐에스테르가 바람직하게 이용된다.

에폭시화 식물유로서는, 구체적으로는, 대두유, 아마씨유, 면실유 등의 식물유의 에폭시 화합물 등을 예시할 수 있다.

이들의 에폭시 화합물 중에서도 바람직한 것은, 페닐글리시딜에테르형 에폭시 화합물, 알킬글리시딜에테르형 에폭시 화합물, 글리시딜에스테르형 에폭시 화합물, 및 지환식 에폭시 화합물이다.

본 실시형태에 따른 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체가 상기 에폭시 화합물을 함유하는 경우, 에폭시 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않으나, 냉동기유 전량 기준으로, 0.01~5.0질량%인 것이 바람직하고, 0.1~3.0질량%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 에폭시 화합물은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

또한, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 포함하는 냉동기유의 40℃에 있어서의 동점도는, 바람직하게는 20~80mm²/s, 보다 바람직하게는 25~75mm²/s, 가장 바람직하게는 30~70mm²/s로 할 수 있다. 또, 100℃에 있어서의 동점도는 바람직하게는 2~20mm²/s, 보다 바람직하게는 3~10mm²/s로 할 수 있다. 동점도가 상기 하한값 이상인 경우에는 냉동기유로서 필요한 점도를 확보하기 쉽고, 한편, 상기 상한값 이하인 경우에는 냉매 조성물로서 디플루오로메탄이 포함되어 있는 경우의 당해 디플루오로메탄과의 상용성을 충분하게 할 수 있다.

또, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 포함하는 냉동기유의 체적 저항률은 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 1.0×10¹²Ω·cm 이상, 보다 바람직하게는 1.0×10¹³Ω·cm 이상, 가장 바람직하게는 1.0×10¹⁴Ω·cm 이상으로 할 수 있다. 특히, 밀폐형의 냉동기용으로 이용하는 경우에는 높은 전기 절연성이 필요하게 되는 경향이 있다. 또한, 체적 저항률이란, JIS C 2101 「전기 절연유 시험 방법」에 준거하여 측정한 25℃에서의 값을 의미한다.

또, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 포함하는 냉동기유의 수분 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 냉동기유 전량 기준으로 바람직하게는 200ppm 이하, 보다 바람직하게는 100ppm 이하, 가장 바람직하게는 50ppm 이하로 할 수 있다. 특히 밀폐형의 냉동기용으로 이용하는 경우에는, 냉동기유의 열·화학적 안정성이나 전기 절연성으로의 영향의 관점에서, 수분 함유량이 적은 것이 요구된다.

또, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 포함하는 냉동기유의 산가는 특별히 한정되지 않으나, 냉동기 또는 배관에 이용되고 있는 금속으로의 부식을 방지하기 위해, 바람직하게는 0.1mgKOH/g 이하, 보다 바람직하게는 0.05mgKOH/g 이하로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 산가란, JIS K 2501 「석유 제품 및 윤활유 1중화값 시험 방법」에 준거하여 측정한 산가를 의미한다.

또, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 포함하는 냉동기유의 회분은 특별히 한정되지 않으나, 냉동기유의 열·화학적 안정성을 높이고 슬러지 등의 발생을 억제하기 때문에, 바람직하게는 100ppm 이하, 보다 바람직하게는 50ppm 이하로 할 수 있다. 또한, 회분이란, JIS K 2272 「원유 및 석유 제품의 회분 그리고 황산 회분 시험 방법」에 준거하여 측정한 회분의 값을 의미한다.

(컴플렉스 에스테르유)

컴플렉스 에스테르유란, 지방산 및 이염기산과, 1가 알코올 및 폴리올의 에스테르이다. 지방산, 이염기산, 1가 알코올, 폴리올로서는, 상기 서술과 같은 것을 이용할 수 있다.

지방산으로서는, 상기 폴리올에스테르의 지방산으로 나타낸 것을 들 수 있다.

이염기산으로서는, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디핀산, 피멜린산, 수베르산, 아젤라익산, 세바신산, 프탈산, 이소프탈산, 텔레프탈산 등을 들 수 있다.

폴리올로서는, 상기 폴리올에스테르의 다가 알코올로서 나타낸 것을 들 수 있다. 컴플렉스 에스테르는, 이들의 지방산, 이염기산, 폴리올의 에스테르이며, 각각 단일 성분이어도 되고, 복수 성분으로 이루어지는 에스테르여도 된다.

(폴리올 탄산 에스테르유)

폴리올 탄산 에스테르유란, 탄산과 폴리올의 에스테르이다.

폴리올로서는, 상기 서술과 같은 디올이나 폴리올을 들 수 있다.

또, 폴리올 탄산 에스테르유로서는, 환상 알킬렌 카보네이트의 개환 중합체여도 된다.

(2-1-2) 에테르계 냉동기유

에테르계 냉동기유로서는, 폴리비닐에테르유, 폴리옥시알킬렌유 등을 들 수 있다.

(폴리비닐에테르유)

폴리비닐에테르유로서는, 비닐에테르 모노머의 중합체, 비닐에테르 모노머와 올레핀성 이중 결합을 갖는 탄화수소 모노머의 공중합체, 올레핀성 이중 결합과 폴리옥시알킬렌쇄를 갖는 모노머와 비닐에테르 모노머의 공중합체 등을 들 수 있다.

폴리비닐에테르유의 탄소/산소 몰비는, 2 이상 7.5 이하인 것이 바람직하고, 2.5 이상 5.8 이하인 것이 보다 바람직하다. 탄소/산소 몰비가 당해 범위보다 낮으면 흡습성이 높아지고, 당해 범위보다 높으면 상용성이 저하한다. 또, 폴리비닐에테르의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 200 이상 3000 이하, 보다 바람직하게는 500 이상 1500 이하이다.

폴리비닐에테르유는, 유동점이 -30℃ 이하인 것이 바람직하다. 폴리비닐에테르유는, 20℃에 있어서의 표면장력이 0.02N/m 이상 0.04N/m 이하인 것이 바람직하다. 폴리비닐에테르유는, 15℃에 있어서의 밀도가 0.8g/cm³ 이상 1.8g/cm³ 이하인 것이 바람직하다. 폴리비닐에테르유는, 온도 30℃, 상대습도 90%에 있어서의 포화 수분량이 2000ppm 이상인 것이 바람직하다.

냉동기유에 있어서는, 폴리비닐에테르가 주성분으로서 포함되어 있어도 된다. 냉매에 HFO-1234yf가 포함되어 있는 경우에는, 냉동기유의 주성분인 폴리비닐에테르가, 당해 HFO-1234yf에 대해 상용성을 갖고 있고, 냉동기유의 40℃에 있어서의 동점도가 400mm²/s 이하이면, HFO-1234yf가, 냉동기유에 어느 정도 용해된다. 또, 냉동기유의 유동점이 -30℃ 이하인 경우에는, 냉매 회로에 있어서 냉매 조성물이나 냉동기유가 저온이 되는 부위에 있어서도 냉동기유의 유동성을 확보하기 쉽다. 또, 냉동기유의 20℃에 있어서의 표면장력이 0.04N/m 이하인 경우에는, 압축기로부터 토출된 냉동기유가 냉매 조성물에 의해서 흘러나오기 어려워지는 큰 기름 방울이 되기 어렵다. 이로 인해, 압축기로부터 토출된 냉동기유는, HFO-1234yf에 용해되어 HFO-1234yf와 함께 압축기에 되돌리기 쉽다.

또, 냉동기유의 40℃에 있어서의 동점도가 30mm²/s 이상인 경우에는, 동점도가 너무 낮아서 유막 강도가 불충분해지는 것이 억제되고, 윤활 성능을 확보하기 쉽다. 또, 냉동기유의 20℃에 있어서의 표면장력이 0.02N/m 이상인 경우에는, 압축기 내의 가스 냉매 중에서 작은 기름 방울이 되기 어렵고, 압축기로부터 다량으로 냉동기유가 토출되는 것을 억제할 수 있다. 이로 인해, 압축기에 있어서의 냉동기유의 저류량을 충분히 확보하기 쉽다.

또, 냉동기유의 포화 수분량이, 온도 30℃／상대 습도 90%에 있어서 2000ppm 이상인 경우에는, 냉동기유의 흡습성을 비교적 높은 것으로 할 수 있다. 이로써, 냉매에 HFO-1234yf가 포함되어 있는 경우에는, HFO-1234yf 중의 수분을 냉동기유에 의해서 어느 정도 포착하는 것이 가능해진다. HFO-1234yf는, 함유되는 수분의 영향에 의해, 변질/열화하기 쉬운 분자 구조를 갖는다. 따라서, 냉동기유에 의한 흡습 효과에 의해, 이러한 열화를 억제할 수 있다.

또한, 냉매 회로를 흐르는 냉매와 접촉 가능해지는 실링부나 슬라이드부에 소정의 수지제 기능 부품이 배치되어 있는 경우로서, 당해 수지제 기능 부품이, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 페놀 수지, 폴리아미드 수지, 클로로프렌 고무, 실리콘 고무, 수소화 니트릴 고무, 불소 고무, 히드린 고무 중 어느 하나로 구성되어 있는 경우에는, 냉동기유의 아닐린점은, 당해 수지제 기능 부품과의 적합성을 고려하여, 그 수치 범위를 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 아닐린점을 설정함으로써, 예를 들면 수지제 기능 부품을 구성하는 베어링과 냉동기유의 적합성이 향상한다. 구체적으로, 아닐린점이 너무 작으면, 냉동기유가 베어링 등에 침투하기 쉬워지고, 베어링 등이 팽윤하기 쉬워진다. 한편, 아닐린점이 너무 크면, 냉동기유가 베어링 등에 침투하기 어려워지고, 베어링 등이 수축하기 쉬워진다. 그래서, 냉동기유의 아닐린점을 소정의 수치 범위로 함으로써, 베어링 등의 팽윤/수축 변형을 방지할 수 있다. 여기서, 예를 들면 각 베어링 등이 팽윤/축소 변형해 버리면, 슬라이드부에서의 간극(갭)을 원하는 길이로 유지할 수 없다. 그 결과, 슬라이드 저항의 증대나 슬라이드부의 강성의 저하를 초래할 우려가 있다. 그러나, 상기와 같이 냉동기유의 아닐린점을 소정의 수치 범위로 함으로써, 베어링 등의 팽윤/축소 변형이 억제되므로, 이러한 문제점을 회피할 수 있다.

비닐에테르 모노머는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 올레핀성 이중 결합을 갖는 탄화수소 모노머로서는, 에틸렌, 프로필렌, 각종 부텐, 각종 펜텐, 각종 헥센, 각종 헵텐, 각종 옥텐, 디이소부틸렌, 트리이소부틸렌, 스티렌, α-메틸스티렌, 각종 알킬 치환 스티렌 등을 들 수 있다. 올레핀성 이중 결합을 갖는 탄화수소 모노머는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.

폴리비닐에테르 공중합체는, 블록 또는 랜덤 공중합체 중 어느 하나여도 된다. 폴리비닐에테르유는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.

바람직하게 이용되는 폴리비닐에테르유는, 하기 일반식 (1)로 표시되는 구조 단위를 갖는다.

(식 중, R¹, R² 및 R³은 동일해도 되고 상이해도 되며, 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~8의 탄화수소기를 나타내고, R⁴는 탄소수 1~10의 2가의 탄화수소기 또는 탄소수 2~20의 2가의 에테르 결합 산소 함유 탄화수소기를 나타내며, R⁵는 탄소수 1~20의 탄화수소기를 나타내고, m은 상기 폴리비닐에테르에 대한 m의 평균값이 0~10이 되는 수를 나타내며, R¹~R⁵는 구조 단위마다 동일해도 되고 상이해도 되며, 1개의 구조 단위에 있어서 m이 2 이상인 경우에는, 복수의 R⁴O는 동일해도 되고 상이해도 된다.)

상기 일반식 (1)에 있어서의 R¹, R² 및 R³은, 적어도 1개가 수소 원자, 특히 전체가 수소 원자인 것이 바람직하다. 일반식 (1)에 있어서의 m은 0 이상 10 이하, 특히 0 이상 5 이하가, 게다가 0인 것이 바람직하다. 일반식 (1)에 있어서의 R⁵는 탄소수 1~20의 탄화수소기를 나타내는데, 이 탄화수소기로서는, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 각종 메틸시클로헥실기, 각종 에틸시클로헥실기, 각종 디메틸시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 페닐기, 각종 메틸페닐기, 각종 에틸페닐기, 각종 디메틸페닐기의 아릴기, 벤질기, 각종 페닐에틸기, 각종 메틸벤질기의 아릴알킬기를 나타낸다. 또한, 알킬기, 시클로알킬기, 페닐기, 아릴기, 아릴알킬기 중에서도, 알킬기, 특히 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기가 바람직하다. 또한, 상기 폴리비닐에테르유로서는, R⁵의 탄소수가 1 또는 2의 알킬기인 폴리비닐에테르유：R⁵의 탄소수가 3 또는 4의 알킬기인 폴리비닐에테르유의 비율이, 40%:60%~100%:0%로 포함되어 있는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 있어서의 폴리비닐에테르유는, 일반식 (1)로 표시되는 구조 단위가 동일한 단독 중합체여도, 2종 이상의 구조 단위로 구성되는 공중합체여도 된다. 공중합체는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체 중 어느 하나여도 된다.

본 실시형태에 따른 폴리비닐에테르유는, 상기 일반식 (1)로 표시되는 구조 단위만으로 구성되는 것이어도 되나, 하기 일반식 (2)로 표시되는 구조 단위를 추가로 포함하는 공중합체여도 된다. 이 경우, 공중합체는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체 중 어느 하나여도 된다.

(식 중, R⁶~R⁹는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 탄화수소기를 나타낸다.)

비닐에테르계 모노머로서는, 하기 일반식 (3)의 화합물을 들 수 있다.

(식 중, R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 m은, 각각 일반식 (1) 중의 R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 m과 동일한 정의 내용을 나타낸다.)

상기 폴리비닐에테르계 화합물에 대응하는 각종의 것이 있는데, 예를 들어, 비닐메틸에테르; 비닐에틸에테르; 비닐-n-프로필에테르; 비닐-이소프로필에테르; 비닐-n-부틸에테르; 비닐-이소부틸에테르; 비닐-sec-부틸에테르; 비닐-tert-부틸에테르; 비닐-n-펜틸에테르; 비닐-n-헥실에테르; 비닐-2-메톡시에틸에테르; 비닐-2-에톡시에틸에테르; 비닐-2-메톡시-1-메틸에틸에테르; 비닐-2-메톡시-프로필에테르; 비닐-3,6-디옥사헵틸에테르; 비닐-3,6,9-트리옥사데실에테르; 비닐-1,4-디메틸-3,6-디옥사헵틸에테르; 비닐-1,4,7-트리메틸-3,6,9-트리옥사데실에테르; 비닐-2,6-디옥사-4-헵틸에테르; 비닐-2,6,9-트리옥사-4-데실에테르; 1-메톡시프로펜; 1-에톡시프로펜; 1-n-프로폭시프로펜; 1-이소프로폭시프로펜; 1-n-부톡시프로펜; 1-이소부톡시프로펜; 1-sec-부톡시프로펜; 1-tert-부톡시프로펜; 2-메톡시프로펜; 2-에톡시프로펜; 2-n-프로폭시프로펜; 2-이소프로폭시프로펜; 2-n-부톡시프로펜; 2-이소부톡시프로펜; 2-sec-부톡시프로펜; 2-tert-부톡시프로펜; 1-메톡시-1-부텐; 1-에톡시-1-부텐; 1-n-프로폭시-1-부텐；1-이소프로폭시-1-부텐; 1-n-부톡시-1-부텐; 1-이소부톡시-1-부텐; 1-sec-부톡시-1-부텐; 1-tert-부톡시-1-부텐; 2-메톡시-1-부텐; 2-에톡시-1-부텐; 2-n-프로폭시-1-부텐; 2-이소프로폭시-1-부텐; 2-n-부톡시-1-부텐; 2-이소부톡시-1-부텐; 2-sec-부톡시-1-부텐; 2-tert-부톡시-1-부텐; 2-메톡시-2-부텐; 2-에톡시-2-부텐; 2-n-프로폭시-2-부텐; 2-이소프로폭시-2-부텐; 2-n-부톡시-2-부텐; 2-이소부톡시-2-부텐; 2-sec-부톡시-2-부텐; 2-tert-부톡시-2-부텐 등을 들 수 있다.　 이들의 비닐에테르계 모노머는 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다.

상기 일반식 (1)로 표시되는 구성 단위를 갖는 폴리비닐에테르계 화합물은, 그 말단을 본 개시예에 개시하는 방법 및 공지의 방법에 의해, 원하는 구조로 변환할 수 있다. 변환하는 기로서는, 포화의 탄화수소, 에테르, 알코올, 케톤, 아미드, 니트릴 등을 들 수 있다.

폴리비닐에테르계 화합물로서는, 다음의 말단 구조를 갖는 것이 바람직하다.

(식 중, R¹¹, R²¹ 및 R³¹은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~8의 탄화수소기를 나타내고, R⁴¹은 탄소수 1~10의 2가의 탄화수소기 또는 탄소수 2~20의 2가의 에테르 결합 산소 함유 탄화수소기를 나타내며, R⁵¹은 탄소수 1~20의 탄화수소기를 나타내고, m은 폴리비닐에테르에 대한 m의 평균값이 0~10이 되는 수를 나타내며, m이 2 이상인 경우에는, 복수의 R⁴¹O는 동일해도 되고 상이해도 된다.)

(식 중, R⁶¹, R⁷¹, R⁸¹ 및 R⁹¹은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 탄화수소기를 나타낸다.)

(식 중, R¹², R²² 및 R³²는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~8의 탄화수소기를 나타내고, R⁴²는 탄소수 1~10의 2가의 탄화수소기 또는 탄소수 2~20의 2가의 에테르 결합 산소 함유 탄화수소기를 나타내며, R⁵²는 탄소수 1~20의 탄화수소기를 나타내고, m은 폴리비닐에테르에 대한 m의 평균값이 0~10이 되는 수를 나타내며, m이 2 이상인 경우에는, 복수의 R⁴²O는 동일해도 되고 상이해도 된다.)

(식 중, R⁶², R⁷², R⁸² 및 R⁹²는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 탄화수소기를 나타낸다.)

(식 중, R¹³, R²³ 및 R³³은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~8의 탄화수소기를 나타낸다.)

본 실시형태에 있어서의 폴리비닐에테르유는, 상기한 모노머를 래디칼 중합, 카티온 중합, 방사선 중합 등에 의해서 제조할 수 있다. 중합 반응 종료 후, 필요에 따라서 통상의 분리·정제 방법을 실시함으로써, 목적으로 하는 일반식 (1)로 표시되는 구조 단위를 갖는 폴리비닐에테르계 화합물이 얻어진다.

(폴리옥시알킬렌유)

폴리옥시알킬렌유로서는, 탄소수 2~4의 알킬렌옥시드(에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드 등)를, 물이나 수산기 함유 화합물을 개시제로서 중합시키는 방법 등에 의해 얻어진 폴리옥시알킬렌 화합물을 들 수 있다. 또, 폴리옥시알킬렌 화합물의 수산기를 에테르화 또는 에스테르화한 것이어도 된다. 폴리옥시알킬렌유 중의 옥시알킬렌 단위는, 1분자 중에 있어서 동일해도 되고, 2종 이상의 옥시알킬렌 단위가 포함되어 있어도 된다. 1분자 중에 적어도 옥시프로필렌 단위가 포함되는 것이 바람직하다.

구체적인 폴리옥시알킬렌유로서는, 예를 들면 다음의 일반식 (9)

R¹⁰¹-[(OR¹⁰²)_k-OR¹⁰³]_l …(9)

(식 중, R¹⁰¹은 수소 원자, 탄소수 1~10의 알킬기, 탄소수 2~10의 아실기 또는 결합부 2~6개를 갖는 탄소수 1~10의 지방족 탄화수소기, R¹⁰²는 탄소수 2~4의 알킬렌기, R¹⁰³은 수소 원자, 탄소수 1~10의 알킬기 또는 탄소수 2~10의 아실기, l은 1~6의 정수, k는 k×l의 평균값이 6~80이 되는 수를 나타낸다.)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.

상기 일반식 (9)에 있어서, R¹⁰¹, R¹⁰³에 있어서의 알킬기는 직쇄상, 분기 쇄상, 환상 중 어느 하나여도 된다. 당해 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 각종 부틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기, 각종 노닐기, 각종 데실기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다. 이 알킬기의 탄소수가 10을 초과하면 냉매와의 상용성이 저하하여, 상 분리가 발생하는 경우가 있다. 바람직한 알킬기의 탄소수는 1~6이다.

또, R¹⁰¹, R¹⁰³에 있어서의 당해 아실기의 알킬기 부분은 직쇄상, 분기 쇄상, 환상 중 어느 하나여도 된다. 당해 아실기의 알킬기 부분의 구체예로서는, 상기 알킬기의 구체예로서 든 탄소수 1~9의 다양한 기를 마찬가지로 들 수 있다. 당해 아실기의 탄소수가 10을 초과하면 냉매와의 상용성이 저하하여, 상 분리가 발생하는 경우가 있다. 바람직한 아실기의 탄소수는 2~6이다.

R¹⁰¹ 및 R¹⁰³이, 모두 알킬기 또는 아실기인 경우에는, R¹⁰¹와 R¹⁰³은 동일해도 되고, 서로 상이해도 된다.

또한 l이 2 이상인 경우에는, 1분자 중의 복수의 R¹⁰³은 동일해도 되고, 상이해도 된다.

R¹⁰¹이 결합 부위 2~6개를 갖는 탄소수 1~10의 지방족 탄화수소기인 경우, 이 지방족 탄화수소기는 쇄상의 것이어도 되고, 환상의 것이어도 된다. 결합 부위 2개를 갖는 지방족 탄화수소기로서는, 예를 들면, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기, 노닐렌기, 데실렌기, 시클로펜틸렌기, 시클로헥실렌기 등을 들 수 있다. 또, 결합 부위 3~6개를 갖는 지방족 탄화수소기로서는, 예를 들면, 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨, 소르비톨；1,2,3-트리히드록시시클로헥산；1,3,5-트리히드록시시클로헥산 등의 다가 알코올로부터 수산기를 제외한 잔기를 들 수 있다.

이 지방족 탄화수소기의 탄소수가 10을 초과하면 냉매와의 상용성이 저하하여, 상 분리가 발생하는 경우가 있다. 바람직한 탄소수는 2~6이다.

상기 일반식 (9) 중의 R¹⁰²는 탄소수 2~4의 알킬렌기이며, 반복 단위의 옥시알킬렌기로서는, 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기, 옥시부틸렌기를 들 수 있다. 1분자 중의 옥시알킬렌기는 동일해도 되고, 2종 이상의 옥시알킬렌기가 포함되어 있어도 되나, 1분자 중에 적어도 옥시프로필렌 단위를 포함하는 것이 바람직하고, 특히 옥시알킬렌 단위 중에 50몰% 이상의 옥시프로필렌 단위를 포함하는 것이 적절하다.

상기 일반식 (9) 중의 l은 1~6의 정수이고, R¹⁰¹의 결합 부위의 수에 따라 정할 수 있다. 예를 들면 R¹⁰¹이 알킬기나 아실기인 경우, l은 1이며, R¹⁰¹이 결합 부위 2, 3, 4, 5 및 6개를 갖는 지방족 탄화수소기인 경우, l은 각각 2, 3, 4, 5 및 6이 된다. l은 1 또는 2인 것이 바람직하다. 또, k는 k×l의 평균값이 6~80이 되는 수인 것이 바람직하다.

폴리옥시알킬렌유의 구조는, 하기 일반식 (10)으로 표시되는 폴리옥시프로필렌디올디메틸에테르, 및 하기 일반식 (11)로 표시되는 폴리(옥시에틸렌/옥시프로필렌)디올디메틸에테르가 경제성 및 전술의 효과의 점에서 적절하며, 또, 하기 일반식 (12)로 표시되는 폴리옥시프로필렌디올모노부틸에테르, 게다가 하기 일반식 (13)으로 표시되는 폴리옥시프로필렌디올모노메틸에테르, 하기 일반식 (14)로 표시되는 폴리(옥시에틸렌/옥시프로필렌)디올모노메틸에테르, 하기 일반식 (15)로 표시되는 폴리(옥시에틸렌/옥시프로필렌)디올모노부틸에테르, 하기 일반식 (16)으로 표시되는 폴리옥시프로필렌디올디아세테이트가, 경제성 등의 점에서 적절하다.

CH₃O-(C₃H₆O)_h-CH₃ …(10)

(식 중, h는 6~80의 수를 나타낸다.)

CH₃O-(C₂H₄O)_i-(C₃H₆O)_j-CH₃ …(11)

(식 중, i 및 j는 각각 1 이상이고 또한 i와 j의 합계가 6~80이 되는 수를 나타낸다.)

C₄H₉O-(C₃H₆O)_h-H …(12)

(식 중, h는 6~80의 수를 나타낸다.)

CH₃O-(C₃H₆O)_h-H …(13)

(식 중, h는 6~80의 수를 나타낸다.)

CH₃O-(C₂H₄O)_i-(C₃H₆O)_j-H …(14)

(식 중, i 및 j는 각각 1 이상이며 또한 i와 j의 합계가 6~80이 되는 수를 나타낸다.)

C₄H₉O-(C₂H₄O)_i-(C₃H₆O)_j-H …(15)

(식 중, i 및 j는 각각 1 이상이며 또한 i와 j의 합계가 6~80이 되는 수를 나타낸다.)

CH₃COO-(C₃H₆O)_h-COCH₃ …(16)

(식 중, h는 6~80의 수를 나타낸다.)

이 폴리옥시알킬렌유는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.

(2-2) 탄화수소계 냉동기유

탄화수소계 냉동기유로서는, 예를 들면, 알킬벤젠을 이용할 수 있다.

알킬벤젠으로서는, 불화수소 등의 촉매를 이용하여 프로필렌의 중합물과 벤젠을 원료로 하여 합성되는 분기 알킬벤젠, 또 동촉매를 이용하여 노멀 파라핀과 벤젠을 원료로 하여 합성되는 직쇄 알킬벤젠을 사용할 수 있다. 알킬기의 탄소수는, 윤활유기유로서 적절한 점도로 하는 관점에서, 바람직하게는 1~30, 보다 바람직하게는 4~20이다. 또, 알킬벤젠 1분자가 갖는 알킬기의 수는, 알킬기의 탄소수에 의하지만 점도를 설정 범위 내로 하기 위해서, 바람직하게는 1~4, 보다 바람직하게는 1~3이다.

또한, 탄화수소계 냉동기유는, 냉동 사이클계 내를, 냉매와 함께 순환하는 것이 바람직하다. 냉동기유는 냉매와 용해하는 것이 가장 바람직한 형태이나, 냉동 사이클계 내를 냉매와 함께 순환할 수 있는 냉동기유이면, 예를 들면, 용해성이 낮은 냉동기유(예를 들면, 일본국 특허 제2803451호 공보에 기재되어 있는 냉동기유)여도 이용할 수 있다. 냉동기유가 냉동 사이클계 내를 순환하기 위해서는, 냉동기유의 동점도가 작은 것이 요구된다. 탄화수소계 냉동기유의 동점도로서는, 40℃에 있어서 1mm²/s 이상 50mm²/s 이하인 것이 바람직하고, 1mm²/s 이상 25mm²/s 이하인 것이 보다 바람직하다.

이들의 냉동기유는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.

냉동기용 작동 유체에 있어서의, 탄화수소계 냉동기유의 함유량은, 예를 들면, 냉매 조성물 100질량부에 대해, 10질량부 이상 100질량부 이하이면 되고, 20질량부 이상 50질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

(2-3) 첨가제

냉동기유에는, 1종 또는 2종 이상의 첨가제가 포함되어 있어도 된다.

첨가제로서는, 산 포착제, 극압제, 산화 방지제, 소포제, 유성제, 구리 불활성화제 등의 금속 비활성화제, 마모 방지제, 및 상용화제 등을 들 수 있다.

산 포착제로는, 페닐글리시딜에테르, 알킬글리시딜에테르, 알킬렌글리콜글리시딜에테르, 시클로헥센옥시드, α-올레핀옥시드, 에폭시화대두유 등의 에폭시 화합물, 카르보디이미드 등을 이용할 수 있다. 또한, 이들 중, 상용성의 관점에서, 페닐글리시딜에테르, 알킬글리시딜에테르, 알킬렌글리콜글리시딜에테르, 시클로헥센옥시드, α-올레핀옥시드가 바람직하다. 알킬글리시딜에테르의 알킬기, 및 알킬렌글리콜글리시딜에테르의 알킬렌기는, 분기를 갖고 있어도 된다. 이들의 탄소수는, 3 이상 30 이하이면 되고, 4 이상 24 이하이면 보다 바람직하며, 6 이상 16 이하이면 더욱 바람직하다. 또,α-올레핀옥시드는, 전체 탄소수가 4 이상 50 이하이면 되고, 4 이상 24 이하이면 보다 바람직하며, 6이상 16 이하이면 더욱 바람직하다. 산 포착제는, 1종만을 이용해도 되고, 복수 종류를 병용하는 것도 가능하다.

극압제로는, 예를 들면, 인산 에스테르류를 포함하는 것을 이용할 수 있다.

인산 에스테르류로서는, 인산 에스테르, 아인산 에스테르, 산성 인산 에스테르, 및 산성 아인산 에스테르 등을 이용할 수 있고, 인산 에스테르, 아인산 에스테르, 산성 인산 에스테르, 및 산성 아인산 에스테르의 아민염을 포함하는 것을 이용할 수도 있다.

인산 에스테르에는, 트리아릴포스페이트, 트리알킬포스페이트, 트리알킬아릴포스페이트, 트리아릴알킬포스페이트, 트리알케닐포스페이트 등이 있다. 또한, 인산 에스테르를 구체적으로 열거하면, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 벤질디페닐포스페이트, 에틸디페닐포스페이트, 트리부틸포스페이트, 에틸디부틸포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 디크레실페닐포스페이트, 에틸페닐디페닐포스페이트, 디에틸페닐페닐포스페이트, 프로필페닐디페닐포스페이트, 디프로필페닐페닐포스페이트, 트리에틸페닐포스페이트, 트리프로필페닐포스페이트, 부틸페닐디페닐포스페이트, 디부틸페닐페닐포스페이트, 트리부틸페닐포스페이트, 트리헥실포스페이트, 트리(2-에틸헥실)포스페이트, 트리데실포스페이트, 트리라우릴포스페이트, 트리미리스틸포스페이트, 트리팔미토일포스페이트, 트리스테아릴포스페이트, 트리올레일포스페이트 등이 있다.

또, 아인산 에스테르의 구체예로서는, 트리에틸포스파이트, 트리부틸포스파이트, 트리페닐포스파이트, 트리크레실포스파이트, 트리(노닐페닐)포스파이트, 트리(2-에틸헥실)포스파이트, 트리데실포스파이트, 트리라우릴포스파이트, 트리이소옥틸포스파이트, 디페닐이소데실포스파이트, 트리스테아릴포스파이트, 트리올레일포스파이트 등이 있다.

또, 산성 인산 에스테르의 구체예로서는, 2-에틸헥실애시드포스페이트, 에틸애시드포스페이트, 부틸애시드포스페이트, 올레일애시드포스페이트, 테트라코실애시드포스페이트, 이소데실애시드포스페이트, 라우릴애시드포스페이트, 트리데실애시드포스페이트, 스테아릴애시드포스페이트, 이소스테아릴애시드포스페이트 등이 있다.

또, 산성 아인산 에스테르의 구체예로서는, 디부틸하이드로겐포스파이트, 디라우릴하이드로겐포스파이트, 디올레일하이드겐포스파이트, 디스테아릴하이드로겐포스파이트, 디페닐하이드로겐포스파이트 등이 있다. 이상의 인산 에스테르류 중에서, 올레일애시드포스페이트, 스테아릴애시드포스페이트가 적절하다.

또, 인산 에스테르, 아인산 에스테르, 산성 인산 에스테르 또는 산성 아인산 에스테르의 아민염에 이용되는 아민 중 모노 치환 아민의 구체예로서는, 부틸아민, 펜틸아민, 헥실아민, 시클로헥실아민, 옥틸아민, 라우릴아민, 스테아릴아민, 올레일아민, 벤질아민 등이 있다. 또, 디치환 아민의 구체예로서는, 디부틸아민, 디펜틸아민, 디헥실아민, 디시클로헥실아민, 디옥틸아민, 디라우릴아민, 디스테아릴아민, 디올레일아민, 디벤질아민, 스테아릴·모노에탄올아민, 데실·모노에탄올아민, 헥실·모노프로판올아민, 벤질·모노에탄올아민, 페닐·모노에탄올아민, 톨릴·모노프로판올 등이 있다. 또, 트리 치환 아민의 구체예로서는, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 트리헥실아민, 트리시클로헥실아민, 트리옥틸아민, 트리라우릴아민, 트리스테아릴아민, 트리올레일아민, 트리벤질아민, 디올레일·모노에탄올아민, 디라우릴·모노프로판올아민, 디옥틸·모노에탄올아민, 디헥실·모노프로판올아민, 디부틸·모노프로판올아민, 올레일·디에탄올아민, 스테아릴·디프로판올아민, 라우릴·디에탄올아민, 옥틸·디프로판올아민, 부틸·디에탄올아민, 벤질·디에탄올아민, 페닐·디에탄올아민, 톨릴·디프로판올아민, 크실릴·디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리프로판올아민 등이 있다.

또, 상기 이외의 극압제로서는, 예를 들면, 모노술피드류, 폴리술피드류, 술폭시드류, 술폰류, 티오술피네이트류, 황화 유지, 티오카보네이트류, 티오펜류, 티아졸류, 메탄술폰산 에스테르류 등의 유기 유황 화합물계의 극압제, 티오인산트리에스테르류 등의 티오인산 에스테르계의 극압제, 고급 지방산, 히드록시아릴 지방산류, 다가 알코올 에스테르류, 아크릴산 에스테르류 등의 에스테르계의 극압제, 염소화 파라핀 등의 염소화 탄화수소류, 염소화 카복실산 유도체 등의 유기 염소계의 극압제, 불소화 지방족 카복실산류, 불소화 에틸렌 수지, 불소화 알킬폴리실록산류, 불소화 흑연 등의 유기 불소화계의 극압제, 고급 알코올 등의 알코올계의 극압제, 나프텐산 염류(나프텐산연 등), 지방산 염류(지방산연 등), 티오인산염류(디알킬디티오인산 아연 등), 티오카르바민산염류, 유기 몰리브덴 화합물, 유기 주석 화합물, 유기 게르마늄 화합물, 붕산 에스테르 등의 금속 화합물계의 극압제를 들 수 있다.

산화 방지제에는, 예를 들면, 페놀계의 산화 방지제나 아민계의 산화 방지제를 이용할 수 있다. 페놀계의 산화 방지제에는, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀(DBPC), 2,6-디-tert-부틸-4-에틸페놀, 2,2＇-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,4-디메틸-6-tert-부틸페놀, 2,6-디-tert-부틸페놀, 디-tert-부틸-p-크레졸, 비스페놀A 등이 있다. 또, 아민계의 산화 방지제에는, N,N＇-디이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N＇-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, 페닐-α-나프틸아민, N,N＇-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N-디(2-나프틸)-p-페닐렌디아민 등이 있다. 또한, 산화 방지제에는, 산소를 포착하는 산소 포착제도 이용할 수 있다.

소포제로서는, 예를 들면, 규소 화합물을 이용할 수 있다.

유성제로서는, 예를 들면, 고급 알코올류, 지방산 등을 이용할 수 있다.

구리 불활성화제 등의 금속 비활성화제로서는, 벤조트리아졸이나 그 유도체 등을 이용할 수 있다.

마모 방지제로서는, 디티오인산 아연 등을 이용할 수 있다.

상용화제로서는, 특별히 한정되지 않으며, 일반적으로 이용되는 상용화제 중에서 적절히 선택할 수 있고, 일종을 단독으로 이용해도 되며, 2종 이상을 이용해도 된다. 상용화제로서는, 예를 들면, 폴리옥시알킬렌글리콜에테르, 아미드, 니트릴, 케톤, 클로로카본, 에스테르, 락톤, 아릴에테르, 플루오로에테르 및 1,1,1-트리플루오로알칸 등을 들 수 있다. 상용화제로서는, 폴리옥시알킬렌글리콜에테르가 특히 바람직하다.

또한, 냉동기유에는, 필요에 따라서, 내하중 첨가제, 염소 포착제, 청정 분산제, 점도 지수 향상제, 내열성 향상제, 안정제, 부식 방지제, 내열성 향상제, 유동점 강하제, 및, 방청제 등을 첨가하는 것도 가능하다.

상기 각 첨가제의 배합량은, 냉동기유에 포함되는 비율이 0.01질량% 이상 5질량% 이하이면 되고, 0.05질량% 이상 3질량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 냉매 조성물과 냉동기유를 합친 냉동기용 작동 유체 중의 첨가제의 배합 비율이, 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 3질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 냉동기유는, 염소 농도가 50ppm 이하로 되어 있는 것이 바람직하고, 유황 농도가 50ppm 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.

(3) 제3 그룹의 기술의 실시형태

제1 그룹의 기술 및 제3 그룹의 기술로서의 냉동 사이클 장치는, 공기 조화 장치이다.

(3-1) 제1 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3a, 개략 제어 블록 구성도인 도 3b를 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1)에 대해 설명한다.

공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행함으로써, 대상 공간의 공기를 조화시키는 장치이다.

공기 조화 장치(1)는, 주로, 실외 유닛(20)과, 실내 유닛(30)과, 실외 유닛(20)과 실내 유닛(30)을 접속하는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)과, 입력 장치 및 출력 장치로서의 도시하지 않는 리모컨과, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)를 갖고 있다.

공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 회로(10) 내에 봉입된 냉매가, 압축되어, 냉각 또는 응축되고, 감압되어, 가열 또는 증발된 후에, 다시 압축된다는 냉동 사이클이 행해진다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 혼합 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(3-1-1) 실외 유닛(20)

실외 유닛(20)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 통해 실내 유닛(30)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 실외 유닛(20)은, 주로, 압축기(21)와, 사로(四路) 전환 밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 실외 팽창 밸브(24)와, 실외 팬(25)과, 액측 폐쇄 밸브(29)와, 가스측 폐쇄 밸브(28)를 갖고 있다.

압축기(21)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 여기에서는, 압축기(21)로서, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식의 압축 요소(도시 생략)가 압축기 모터에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조의 압축기가 사용되고 있다. 압축기 모터는, 용량을 변화시키기 위한 것이며, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 또, 압축기(21)에는, 흡입측에 있어서, 도시하지 않는 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있다(또한, 당해 부속 어큐뮬레이터의 내용적은, 후술하는 저압 리시버, 중간압 리시버, 고압 리시버의 각각보다 작고, 바람직하게는 절반 이하이다).

사로 전환 밸브(22)는, 접속 상태를 전환함으로써, 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태와, 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태를 전환할 수 있다.

실외 열교환기(23)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다.

실외 팬(25)은, 실외 유닛(20) 내에 실외의 공기를 흡입하여, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부에 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실외 팬(25)은, 실외 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 단부와 액측 폐쇄 밸브(29)의 사이에 설치되어 있다. 실외 팽창 밸브(24)는, 모세관 또는 감온통(感溫筒)과 함께 이용되는 기계식 팽창 밸브이어도 되는데, 제어에 의해 밸브 개도(開度)를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다.

액측 폐쇄 밸브(29)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

가스측 폐쇄 밸브(28)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 가스측 냉매 연락 배관(5)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

실외 유닛(20)은, 실외 유닛(20)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실외 유닛 제어부(27)를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, 각 실내 유닛(30)의 실내 유닛 제어부(34)와 통신선을 통해 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

실외 유닛(20)에는, 토출 압력 센서(61), 토출 온도 센서(62), 흡입 압력 센서(63), 흡입 온도 센서(64), 실외 열교환 온도 센서(65), 외기 온도 센서(66) 등이 설치되어 있다. 이러한 각 센서는, 실외 유닛 제어부(27)와 전기적으로 접속되어 있으며, 실외 유닛 제어부(27)에 대해 검출 신호를 송신한다. 토출 압력 센서(61)는, 압축기(21)의 토출측과 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트의 하나를 접속하는 토출 배관을 흐르는 냉매의 압력을 검출한다. 토출 온도 센서(62)는, 토출 배관을 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 흡입 압력 센서(63)는, 압축기(21)의 흡입측과 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트의 하나를 접속하는 흡입 배관을 흐르는 냉매의 압력을 검출한다. 흡입 온도 센서(64)는, 흡입 배관을 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 실외 열교환 온도 센서(65)는, 실외 열교환기(23) 중 사로 전환 밸브(22)가 접속되어 있는 측과는 반대측인 액측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 외기 온도 센서(66)는, 실외 열교환기(23)를 통과하기 전의 옥외의 공기 온도를 검출한다.

(3-1-2) 실내 유닛(30)

실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 벽면이나 천정 등에 설치되어 있다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 통해 실외 유닛(20)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32)을 갖고 있다.

실내 열교환기(31)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 접속되고, 가스측단이, 가스측 냉매 연락 배관(5)과 접속되어 있다. 실내 열교환기(31)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다.

실내 팬(32)은, 실내 유닛(30) 내에 실내의 공기를 흡입하여, 실내 열교환기(31)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부에 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실내 팬(32)은, 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

또, 실내 유닛(30)은, 실내 유닛(30)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실내 유닛 제어부(34)를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, 실외 유닛 제어부(27)와 통신선을 통해 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

실내 유닛(30)에는, 실내 액측 열교환 온도 센서(71), 실내 공기 온도 센서(72) 등이 설치되어 있다. 이러한 각 센서는, 실내 유닛 제어부(34)와 전기적으로 접속되어 있으며, 실내 유닛 제어부(34)에 대해 검출 신호를 송신한다. 실내 액측 열교환 온도 센서(71)는, 실내 열교환기(31) 중 사로 전환 밸브(22)가 접속되어 있는 측과는 반대측인 액측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 실내 공기 온도 센서(72)는, 실내 열교환기(31)를 통과하기 전의 실내의 공기 온도를 검출한다.

(3-1-3) 컨트롤러(7)의 상세

공기 조화 장치(1)에서는, 실외 유닛 제어부(27)와 실내 유닛 제어부(34)가 통신선을 통해 접속됨으로써, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)가 구성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 주로, CPU(중앙 연산 처리 장치)와, ROM이나 RAM 등의 메모리를 갖고 있다. 또, 컨트롤러(7)에 의한 각종 처리나 제어는, 실외 유닛 제어부(27) 및/또는 실내 유닛 제어부(34)에 포함되는 각 부가 일체적으로 기능함으로써 실현되고 있다.

(3-1-4) 운전 모드

이하, 운전 모드에 대해 설명한다.

운전 모드로서는, 냉방 운전 모드와 난방 운전 모드가 설치되어 있다.

컨트롤러(7)는, 리모컨 등으로부터 받아들인 지시에 의거하여, 냉방 운전 모드인지 난방 운전 모드인지를 판단하여, 실행한다.

(3-1-4-1) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 실외 팽창 밸브(24), 실내 열교환기(31)의 순으로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 냉방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되어 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 냉각 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 당해 용량 제어는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 공기 조화 장치(1)가 실내의 공기 온도가 설정 온도를 만족하도록 제어되는 경우에는, 토출 온도(토출 온도 센서(62)의 검출 온도)가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따른 값이 되도록, 압축기(21)의 운전 주파수를 제어한다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된 가스 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외측 공기와 열교환을 행하여 응축하고, 액냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)를 통과할 때에 감압된다. 또, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 압축기(21)에 흡입되는 냉매의 과열도가 소정의 과열도 목표치가 되도록 제어된다. 여기서, 압축기(21)의 흡입 냉매의 과열도는, 예를 들면, 흡입 압력(흡입 압력 센서(63)의 검출 압력)에 상당하는 포화 온도를, 흡입 온도(흡입 온도 센서(62)의 검출 온도)로부터 뺌으로써 구할 수 있다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행하여 증발하고, 가스 냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된 가스 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다.

가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-1-4-2) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 난방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실내 열교환기(31), 실외 팽창 밸브(24), 실외 열교환기(23)의 순으로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 난방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되어 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 난방 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 당해 용량 제어는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 공기 조화 장치(1)가 실내의 공기 온도가 설정 온도를 만족하도록 제어되는 경우에는, 토출 온도(토출 온도 센서(62)의 검출 온도)가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따른 값이 되도록, 압축기(21)의 운전 주파수를 제어한다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행하여 응축하고, 기액 2상 상태의 냉매 또는 액냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)으로 흘러 간다.

액측 냉매 연락 배관(6)을 흐른 냉매는, 실외 유닛(20)에 유입되어, 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과하여, 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다. 또, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 압축기(21)에 흡입되는 냉매의 과열도가 소정의 과열도 목표치가 되도록 제어된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)의 액측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유입된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외 공기와 열교환을 행하여 증발하고, 가스 냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-1-5) 제1 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

(3-2) 제2 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3c, 개략 제어 블록 구성도인 도 3d를 참조하면서, 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1a)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-2-1) 공기 조화 장치(1a)의 개략 구성

공기 조화 장치(1a)는, 상기 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와는, 실외 유닛(20)이 저압 리시버(41)를 구비하고 있는 점에서 다르다.

저압 리시버(41)는, 압축기(21)의 흡입측과 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트의 하나의 사이에 설치되어 있으며, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매를 액냉매로서 저류하는 것이 가능한 냉매 용기이다. 또, 본 실시형태에서는, 흡입 압력 센서(63) 및 흡입 온도 센서(64)는, 저압 리시버(41)와 압축기(21)의 흡입측의 사이를 흐르는 냉매를 대상으로 하여 검출하도록 설치되어 있다. 또, 압축기(21)에는, 도시하지 않는 부속의 어큐뮬레이터가 설치되어 있으며, 저압 리시버(41)는, 당해 부속의 어큐뮬레이터의 하류측에 접속되어 있다.

(3-2-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1a)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 또한, 증발 온도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 흡입 압력 센서(63)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도로서 파악해도 된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 실외 열교환기(23), 실외 팽창 밸브(24)의 순으로 흐른다.

여기서, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 실외 열교환 온도 센서(65)의 검출 온도로부터, 냉매 회로(10)의 고압(토출 압력 센서(61)의 검출 압력)에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구할 수 있다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해 실내 유닛(30)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서 증발하여, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다. 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22), 저압 리시버(41)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다. 또, 저압 리시버(41)에서는, 실내 열교환기(31)에 있어서 전부 증발되지 않은 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다.

(3-2-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1a)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 또한, 응축 온도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 토출 압력 센서(61)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도로서 파악해도 된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)의 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서 응축한다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실외 유닛(20)에 유입되어, 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과하여, 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다. 또, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 실내 액측 열교환 온도 센서(71)의 검출 온도로부터, 냉매 회로(10)의 고압(토출 압력 센서(61)의 검출 압력)에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구할 수 있다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22), 저압 리시버(41)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다. 또, 저압 리시버(41)에서는, 실외 열교환기(23)에 있어서 전부 증발되지 않은 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다.

(3-2-4) 제2 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1a)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1a)에서는, 저압 리시버(41)를 설치함으로써, 압축기(21)에 흡입되는 냉매의 과열도가 소정치 이상이 되는 것이 확보되는 제어(실외 팽창 밸브(24)의 제어)를 행하지 않아도, 액압축이 발생하는 것을 억제시키는 것이 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 실외 팽창 밸브(24)의 제어로서는, 응축기로서 기능시키는 경우의 실외 열교환기(23)(응축기로서 기능시키는 경우의 실내 열교환기(31)도 동일)에 대해, 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도를 충분히 확보하도록 제어시키는 것이 가능하게 되어 있다.

(3-3) 제3 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3e, 개략 제어 블록 구성도인 도 3f를 참조하면서, 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1b)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-3-1) 공기 조화 장치(1b)의 개략 구성

공기 조화 장치(1b)는, 상기 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)와는, 복수의 실내 유닛이 병렬로 설치되어 있는 점, 및, 각 실내 유닛에 있어서 실내 열교환기의 액냉매측에 실내 팽창 밸브가 설치되어 있는 점에서 다르다.

공기 조화 장치(1b)는, 서로 병렬로 접속된 제1 실내 유닛(30)과 제2 실내 유닛(35)을 갖고 있다. 제1 실내 유닛(30)은, 상기 실시형태와 동일하게, 제1 실내 열교환기(31), 제1 실내 팬(32)을 갖고 있으며, 제1 실내 열교환기(31)의 액냉매측에 있어서 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제1 실내 유닛(30)에는, 상기 실시형태와 동일하게, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)에 대해 전기적으로 접속된 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71), 제1 실내 공기 온도 센서(72)가 설치되어 있으며, 또한, 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73) 등이 설치되어 있다. 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액냉매측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73)는, 제1 실내 열교환기(31)의 가스 냉매측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 동일하게, 제2 실내 열교환기(36), 제2 실내 팬(37)을 갖고 있으며, 제2 실내 열교환기(36)의 액냉매측에 있어서 제2 실내 팽창 밸브(38)가 설치되어 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제2 실내 유닛(35)에는, 제1 실내 유닛(30)과 동일하게, 제2 실내 유닛 제어부(39)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)에 대해 전기적으로 접속된 제2 실내 액측 열교환 온도 센서(75), 제2 실내 공기 온도 센서(76), 및, 제2 실내 가스측 열교환 온도 센서(77)가 설치되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1b)는, 상기 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)와는, 실외 유닛에 있어서, 실외 팽창 밸브(24)가 설치되지 않은 점, 및, 바이패스 팽창 밸브(49)를 갖는 바이패스 배관(40)이 설치되어 있는 점에서 다르다.

바이패스 배관(40)은, 실외 열교환기(23)의 액냉매측의 출구로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지 연장되는 냉매 배관과, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트의 하나로부터 저압 리시버(41)까지 연장되는 냉매 배관을 접속하는 냉매 배관이다. 바이패스 팽창 밸브(49)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 또한, 바이패스 배관(40)에는, 개도 조절 가능한 전동 팽창 밸브가 설치된 것에 한정되지 않고, 예를 들면, 모세관과 개폐 가능한 전자 밸브를 가진 것이어도 된다.

(3-3-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1b)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 증발 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다. 또한, 증발 온도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 흡입 압력 센서(63)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도로서 파악할 수 있다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 통해, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한다. 실외 열교환기(23)를 흐른 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해, 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)으로 보내진다.

여기서, 제1 실내 유닛(30)에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 예를 들면, 제1 실내 열교환기(31)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제1 실내 열교환기(31)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73)의 검출 온도로부터, 냉매 회로(10)의 저압(흡입 압력 센서(63)의 검출 압력)에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구할 수 있다. 또한, 제2 실내 유닛(35)의 제2 실내 팽창 밸브(38)도, 제1 실내 팽창 밸브(33)와 동일하게, 예를 들면, 제2 실내 열교환기(36)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실내 열교환기(36)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도에 대해서도, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 제2 실내 가스측 열교환 온도 센서(77)의 검출 온도로부터, 냉매 회로(10)의 저압(흡입 압력 센서(63)의 검출 압력)에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구할 수 있다. 또, 제1 실내 팽창 밸브(33)와 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 모두, 흡입 온도 센서(64)의 검출 온도로부터 흡입 압력 센서(63)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 얻어지는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어되어도 된다. 또한, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)에서 감압된 냉매는 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 증발하고, 제2 실내 팽창 밸브(38)에서 감압된 냉매는 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 증발하여, 합류한 후, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다. 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22), 저압 리시버(41)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다. 또, 저압 리시버(41)에서는, 제1 실내 열교환기(31) 및 제2 실내 열교환기에 있어서 전부 증발되지 않은 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다. 또, 바이패스 배관(40)의 바이패스 팽창 밸브(49)는, 응축기로서 기능하는 실외 열교환기(23)의 내부의 냉매량이 과잉인 것에 관한 소정 조건을 만족했을 경우에 열려지는 또는 밸브 개도가 올려지는 제어가 행해진다. 바이패스 팽창 밸브(49)의 개도 제어로서는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 응축 압력(예를 들면, 토출 압력 센서(61)의 검출 압력)이 소정치 이상인 경우에, 열리는 또는 개도가 올려지는 제어이어도 되고, 통과 유량을 증대시키도록 소정의 시간 간격으로 열린 상태와 닫힌 상태를 전환하는 제어이어도 된다.

(3-3-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1b)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 응축 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다. 또한, 응축 온도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 토출 압력 센서(61)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도로서 파악해도 된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 일부의 냉매가, 제1 실내 유닛(30)의 제1 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되어, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 응축하고, 다른 일부의 냉매가, 제2 실내 유닛(35)의 제2 실내 열교환기(36)의 가스측단에 유입되어, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 응축한다.

또, 제1 실내 유닛(30)의 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측을 흐르는 냉매의 과냉각도가 소정의 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 제2 실내 유닛(35)의 제2 실내 팽창 밸브(38)에 대해서도 동일하게, 제2 실내 열교환기(36)의 액측을 흐르는 냉매의 과냉각도가 소정의 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또, 제1 실내 열교환기(31)의 액측을 흐르는 냉매의 과냉각도는, 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71)의 검출 온도로부터, 냉매 회로(10)에 있어서의 고압(토출 압력 센서(61)의 검출 압력)에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구할 수 있다. 또, 제2 실내 열교환기(36)의 액측을 흐르는 냉매의 과냉각도에 대해서도 동일하게, 제2 실내 액측 열교환 온도 센서(75)의 검출 온도로부터, 냉매 회로(10)에 있어서의 고압(토출 압력 센서(61)의 검출 압력)에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구할 수 있다.

제1 실내 팽창 밸브(33)에서 감압된 냉매 및 제2 실내 팽창 밸브(38)에서 감압된 냉매는, 합류하여, 액측 냉매 연락 배관(6), 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과한 후, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22), 저압 리시버(41)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다. 또, 저압 리시버(41)에서는, 실외 열교환기(23)에 있어서 전부 증발되지 않은 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다. 또한, 난방 운전 시에는, 특별히 한정되지 않는데, 바이패스 배관(40)의 바이패스 팽창 밸브(49)는, 예를 들면, 전폐(全閉) 상태로 유지되어 있어도 된다.

(3-3-4) 제3 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1b)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1b)에서는, 저압 리시버(41)를 설치함으로써, 압축기(21)에 있어서의 액압축이 억제될 수 있다. 또, 냉방 운전 시에는, 제1 실내 팽창 밸브(33), 제2 실내 팽창 밸브(38)를 과열도 제어함으로써, 난방 운전 시에는, 제1 실내 팽창 밸브(33), 제2 실내 팽창 밸브(38)를 과냉각도 제어함으로써, 제1 실내 열교환기(31), 제2 실내 열교환기(36)에 있어서의 능력을 충분히 발휘시키기 쉽다.

(3-4) 제4 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3g, 개략 제어 블록 구성도인 도 3h를 참조하면서, 제4 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1c)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-4-1) 공기 조화 장치(1c)의 개략 구성

공기 조화 장치(1c)는, 상기 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)와는, 실외 유닛(20)이 저압 리시버(41)를 구비하지 않은 점, 고압 리시버(42)를 구비하고 있는 점, 실외 브릿지 회로(26)를 구비하고 있는 점에서 다르다.

또, 실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)의 액측을 흐르는 냉매 온도를 검출하는 실내 액측 열교환 온도 센서(71)와, 실내의 공기 온도를 검출하는 실내 공기 온도 센서(72)와, 실내 열교환기(31)의 가스측을 흐르는 냉매 온도를 검출하는 실내 가스측 열교환 온도 센서(73)를 갖고 있다.

실외 브릿지 회로(26)는, 실외 열교환기(23)의 액측과 액측 폐쇄 밸브(29)의 사이에 설치되어 있으며, 4개의 접속 개소 및 각 접속 개소의 사이에 설치된 역지 밸브를 갖고 있다. 실외 브릿지 회로(26)가 갖는 4개의 접속 개소 중, 실외 열교환기(23)의 액측에 접속되는 개소와 액측 폐쇄 밸브(29)에 접속되는 개소 이외의 2개소로부터는, 각각 고압 리시버(42)까지 연장된 냉매 배관이 접속되어 있다. 또한, 이러한 냉매 배관 중, 고압 리시버(42)의 내부 공간 중 가스 영역으로부터 연장되어 있는 냉매 배관에는, 도중에 실외 팽창 밸브(24)가 설치되어 있다.

(3-4-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1c)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 또한, 증발 온도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 실내 액측 열교환 온도 센서(71)의 검출 온도로서 파악해도 되고, 흡입 압력 센서(63)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도로서 파악해도 된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 통해, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한다. 실외 열교환기(23)를 흐른 냉매는, 실외 브릿지 회로(26)의 일부를 통해, 고압 리시버(42)에 유입된다. 또, 고압 리시버(42)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 고압 리시버(42)의 가스 영역으로부터 유출된 가스 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 감압된다.

여기서, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 실내 열교환기(31)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 실내 가스측 열교환 온도 센서(73)의 검출 온도로부터, 냉매 회로(10)의 저압(흡입 압력 센서(63)의 검출 압력)에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구해도 된다. 또, 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매의 과열도는, 흡입 온도 센서(64)의 검출 온도로부터, 흡입 압력 센서(63)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구해도 된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 브릿지 회로(26)의 다른 일부를 흘러, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해 실내 유닛(30)에 유입되어, 실내 열교환기(31)에 있어서 증발한다. 실내 열교환기(31)를 흐른 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5), 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-4-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1c)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 또한, 응축 온도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 토출 압력 센서(61)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도로서 파악해도 된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)의 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서 응축한다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실외 유닛(20)에 유입되어, 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과하여, 실외 브릿지 회로(26)의 일부를 흘러, 고압 리시버(42)에 유입된다. 또, 고압 리시버(42)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 고압 리시버(42)의 가스 영역으로부터 유출된 가스 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다.

또, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매의 과열도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 흡입 온도 센서(64)의 검출 온도로부터, 흡입 압력 센서(63)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도를 빼서 구할 수 있다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 브릿지 회로(26)의 다른 일부를 흘러, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-4-4) 제4 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1c)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1c)에서는, 고압 리시버(42)를 설치함으로써, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매를 저류하는 것이 가능하게 된다.

(3-5) 제5 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3i, 개략 제어 블록 구성도인 도 3j를 참조하면서, 제5 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1d)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제4 실시형태의 공기 조화 장치(1c)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-5-1) 공기 조화 장치(1d)의 개략 구성

공기 조화 장치(1d)는, 상기 제4 실시형태의 공기 조화 장치(1c)와는, 복수의 실내 유닛이 병렬로 설치되어 있는 점, 및, 각 실내 유닛에 있어서 실내 열교환기의 액냉매측에 실내 팽창 밸브가 설치되어 있는 점에서 다르다.

공기 조화 장치(1d)는, 서로 병렬로 접속된 제1 실내 유닛(30)과 제2 실내 유닛(35)을 갖고 있다. 제1 실내 유닛(30)은, 상기 실시형태와 동일하게, 제1 실내 열교환기(31), 제1 실내 팬(32)을 갖고 있으며, 제1 실내 열교환기(31)의 액냉매측에 있어서 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제1 실내 유닛(30)에는, 상기 실시형태와 동일하게, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)에 대해 전기적으로 접속된 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71), 제1 실내 공기 온도 센서(72), 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73) 등이 설치되어 있다. 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액냉매측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73)는, 제1 실내 열교환기(31)의 가스 냉매측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 동일하게, 제2 실내 열교환기(36), 제2 실내 팬(37)을 갖고 있으며, 제2 실내 열교환기(36)의 액냉매측에 있어서 제2 실내 팽창 밸브(38)가 설치되어 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제2 실내 유닛(35)에는, 제1 실내 유닛(30)과 동일하게, 제2 실내 유닛 제어부(39)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)에 대해 전기적으로 접속된 제2 실내 액측 열교환 온도 센서(75), 제2 실내 공기 온도 센서(76), 제2 실내 가스측 열교환 온도 센서(77)가 설치되어 있다.

(3-5-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1c)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 증발 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 통해, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한다. 실외 열교환기(23)를 흐른 냉매는, 실외 브릿지 회로(26)의 일부를 통해, 고압 리시버(42)에 유입된다. 또, 고압 리시버(42)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 고압 리시버(42)의 가스 영역으로부터 유출된 가스 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 감압된다. 여기서, 냉방 운전 시에는, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 밸브 개도가 전개(全開) 상태가 되도록 제어된다.

실외 팽창 밸브(24)를 통과한 냉매는, 실외 브릿지 회로(26)의 다른 일부를 흘러, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)에 유입된다.

제1 실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서 감압된다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제1 실내 열교환기(31)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73)의 검출 온도로부터, 냉매 회로(10)의 저압(흡입 압력 센서(63)의 검출 압력)에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구해도 된다. 마찬가지로, 제2 실내 유닛(35)에 유입된 냉매는, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서 감압된다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 제2 실내 열교환기(36)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실내 열교환기(36)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 제2 실내 가스측 열교환 온도 센서(77)의 검출 온도로부터, 냉매 회로(10)의 저압(흡입 압력 센서(63)의 검출 압력)에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구해도 된다. 또, 제1 실내 팽창 밸브(33)와 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 모두, 흡입 온도 센서(64)의 검출 온도로부터 흡입 압력 센서(63)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 얻어지는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어되어도 된다. 또한, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제1 실내 열교환기(31)에 있어서 증발한 냉매와, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 증발한 냉매는, 합류한 후, 가스측 냉매 연락 배관(5), 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-5-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1c)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 응축 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다. 또한, 응축 온도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 토출 압력 센서(61)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도로서 파악해도 된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)에 각각 유입된다.

제1 실내 유닛(30)의 제1 실내 열교환기(31)에 유입된 가스 냉매는, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 응축한다. 제1 실내 열교환기(31)를 흐른 냉매는, 제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서 감압된다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도는, 예를 들면, 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71)의 검출 온도로부터, 토출 압력 센서(61)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구할 수 있다.

제2 실내 유닛(35)의 제2 실내 열교환기(36)에 유입된 가스 냉매는, 동일하게, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 응축한다. 제2 실내 열교환기(36)를 흐른 냉매는, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서 감압된다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도는, 예를 들면, 제2 실내 액측 열교환 온도 센서(75)의 검출 온도로부터, 토출 압력 센서(61)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 구할 수 있다.

제1 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매 및 제2 실내 열교환기(36)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 합류한 후, 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실외 유닛(20)에 유입된다.

실외 유닛(20)에 유입된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과하여, 실외 브릿지 회로(26)의 일부를 흘러, 고압 리시버(42)에 유입된다. 또, 고압 리시버(42)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 고압 리시버(42)의 가스 영역으로부터 유출된 가스 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다. 즉, 난방 운전 시에는, 고압 리시버(42)는, 의사(擬似)적인 중간압 냉매가 저류되게 된다.

또, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 흡입 온도 센서(64)의 검출 온도로부터, 흡입 압력 센서(63)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도를 빼서 구할 수 있다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 브릿지 회로(26)의 다른 일부를 흘러, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-5-4) 제5 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1d)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1d)에서는, 고압 리시버(42)를 설치함으로써, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매를 저류하는 것이 가능하게 된다.

또, 난방 운전 시에 있어서, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도가 과열도 제어됨으로써 압축기(21)의 신뢰성이 확보되기 때문에, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)에 대해서는, 제1 실내 열교환기(31) 및 제2 실내 열교환기(36)에 있어서의 능력을 충분히 발휘시키도록, 과냉각도 제어를 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

(3-6) 제6 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3k, 개략 제어 블록 구성도인 도 3l을 참조하면서, 제6 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1e)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-6-1) 공기 조화 장치(1e)의 개략 구성

공기 조화 장치(1e)는, 상기 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)와는, 실외 유닛(20)이 저압 리시버(41)를 갖지 않은 점, 중간압 리시버(43)를 갖고 있는 점, 실외 팽창 밸브(24)를 갖지 않은 점, 제1 실외 팽창 밸브(44) 및 제2 실외 팽창 밸브(45)를 갖고 있는 점에서 다르다.

중간압 리시버(43)는, 냉매 회로(10)에 있어서의 실외 열교환기(23)의 액측으로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이에 설치되어 있으며, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매를 액냉매로서 저류하는 것이 가능한 냉매 용기이다.

제1 실외 팽창 밸브(44)는, 실외 열교환기(23)의 액측으로부터 중간압 리시버(43)까지 연장되는 냉매 배관의 도중에 설치되어 있다. 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 중간압 리시버(43)로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지 연장되는 냉매 배관의 도중에 설치되어 있다. 제1 실외 팽창 밸브(44) 및 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 모두, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다.

(3-6-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1e)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 통과한 후, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한다. 실외 열교환기(23)를 흐른 냉매는, 제1 실외 팽창 밸브(44)에 있어서, 냉동 사이클에 있어서의 중간 압력까지 감압된다.

여기서, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제1 실외 팽창 밸브(44)에 있어서 감압된 냉매는, 중간압 리시버(43)에 유입된다. 중간압 리시버(43)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 중간압 리시버(43)를 통과한 냉매는, 제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실외 팽창 밸브(45)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서 냉동 사이클의 저압까지 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해 실내 유닛(30)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서 증발한다. 실내 열교환기(31)를 흐른 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-6-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1e)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)의 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서 응축한다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실외 유닛(20)에 유입되고, 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과하여, 제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 중간압이 될 때까지 감압된다.

여기서, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서 감압된 냉매는, 중간압 리시버(43)에 유입된다. 중간압 리시버(43)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 중간압 리시버(43)를 통과한 냉매는, 제1 실외 팽창 밸브(44)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제1 실외 팽창 밸브(44)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제1 실외 팽창 밸브(44)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-6-4) 제6 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1e)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1e)에서는, 중간압 리시버(43)를 설치함으로써, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매를 저류시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 냉방 운전 시에 있어서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)를 과냉각도 제어시킴으로써, 실외 열교환기(23)의 능력을 충분히 발휘시키기 쉽고, 난방 운전 시에 있어서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)를 과냉각도 제어시킴으로써, 실내 열교환기(31)의 능력을 충분히 발휘시키기 쉽게 하는 것이 가능하게 되어 있다.

(3-7) 제7 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3m, 개략 제어 블록 구성도인 도 3n을 참조하면서, 제7 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1f)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제6 실시형태의 공기 조화 장치(1e)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-7-1) 공기 조화 장치(1f)의 개략 구성

공기 조화 장치(1f)는, 상기 제6 실시형태의 공기 조화 장치(1e)와는, 실외 유닛(20)이 서로 병렬로 배치된 제1 실외 열교환기(23a) 및 제2 실외 열교환기(23b)를 갖고 있는 점, 제1 실외 열교환기(23a)의 액냉매측에 제1 분기 실외 팽창 밸브(24a)를 갖고, 제2 실외 열교환기(23b)의 액냉매측에 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)를 갖고 있는 점에서 다르다. 또, 제1 분기 실외 팽창 밸브(24a) 및 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다.

또, 공기 조화 장치(1f)는, 상기 제6 실시형태의 공기 조화 장치(1e)와는, 복수의 실내 유닛이 병렬로 설치되어 있는 점, 및, 각 실내 유닛에 있어서 실내 열교환기의 액냉매측에 실내 팽창 밸브가 설치되어 있는 점에서 다르다.

공기 조화 장치(1f)는, 서로 병렬로 접속된 제1 실내 유닛(30)과 제2 실내 유닛(35)을 갖고 있다. 제1 실내 유닛(30)은, 상기 실시형태와 동일하게, 제1 실내 열교환기(31), 제1 실내 팬(32)을 갖고 있으며, 제1 실내 열교환기(31)의 액냉매측에 있어서 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제1 실내 유닛(30)에는, 상기 실시형태와 동일하게, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)에 대해 전기적으로 접속된 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71), 제1 실내 공기 온도 센서(72), 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73) 등이 설치되어 있다. 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액냉매측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73)는, 제1 실내 열교환기(31)의 가스 냉매측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 동일하게, 제2 실내 열교환기(36), 제2 실내 팬(37)을 갖고 있으며, 제2 실내 열교환기(36)의 액냉매측에 있어서 제2 실내 팽창 밸브(38)가 설치되어 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제2 실내 유닛(35)에는, 제1 실내 유닛(30)과 동일하게, 제2 실내 유닛 제어부(39)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)에 대해 전기적으로 접속된 제2 실내 액측 열교환 온도 센서(75), 제2 실내 공기 온도 센서(76), 제2 실내 가스측 열교환 온도 센서(77)가 설치되어 있다.

(3-7-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1f)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 증발 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 통과한 후, 제1 실외 열교환기(23a)와 제2 실외 열교환기(23b)로 분기되어 흐르고, 제1 실외 열교환기(23a)와 제2 실외 열교환기(23b)의 각각에 있어서 응축한다. 제1 실외 열교환기(23a)를 흐른 냉매는, 제1 분기 실외 팽창 밸브(24a)에 있어서, 냉동 사이클에 있어서의 중간 압력까지 감압된다. 또, 제2 실외 열교환기(23b)를 흐른 냉매는, 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)에 있어서, 냉동 사이클에 있어서의 중간 압력까지 감압된다.

여기서, 제1 분기 실외 팽창 밸브(24a) 및 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)는, 예를 들면, 모두 전개 상태가 되도록 제어해도 된다.

또, 제1 실외 열교환기(23a)와 제2 실외 열교환기(23b)에 있어서, 구조상 또는 냉매 배관의 접속상, 냉매의 흐르기 쉬움에 있어서 차이가 발생하고 있는 경우에는, 제1 실외 열교환기(23a)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 공통 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록 제1 분기 실외 팽창 밸브(24a)의 밸브 개도를 제어하고, 제2 실외 열교환기(23b)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 같은 공통 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)의 밸브 개도를 제어해도 된다. 이 제어에 의해, 제1 실외 열교환기(23a)와 제2 실외 열교환기(23b)의 사이의 냉매의 편류를 작게 억제하는 것이 가능하게 된다.

제1 분기 실외 팽창 밸브(24a)를 통과한 냉매 및 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)를 통과한 냉매는, 합류한 후에, 중간압 리시버(43)에 유입된다. 중간압 리시버(43)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 중간압 리시버(43)를 통과한 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 흘러, 제1 실내 유닛(31) 및 제2 실내 유닛(35)에 각각 유입된다.

제1 실내 유닛(31)에 유입된 냉매는, 제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다. 또, 제2 실내 유닛(35)에 유입된 냉매는, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 예를 들면, 제1 실내 열교환기(31)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실내 팽창 밸브(38)도, 동일하게, 예를 들면, 제2 실내 열교환기(36)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서 감압된 냉매는, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 증발하고, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서 감압된 냉매는, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 증발하여, 합류한 후, 가스측 냉매 연락 배관(5), 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-7-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1f)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 응축 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 제1 실내 유닛(30)과 제2 실내 유닛(35)에 각각 유입된다.

제1 실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 응축하고, 제2 실내 유닛(35)에 유입된 냉매는, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 응축한다.

제1 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서, 냉동 사이클의 중간압이 될 때까지 감압된다. 제2 실내 열교환기(36)의 액측단으로부터 유출된 냉매도, 동일하게, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서, 냉동 사이클의 중간압이 될 때까지 감압된다.

여기서, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 예를 들면, 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 대해서도 동일하게, 예를 들면, 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)를 통과한 냉매와 제2 실내 팽창 밸브(38)를 통과한 냉매는, 합류한 후, 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실외 유닛(20)에 유입된다.

실외 유닛(20)에 유입된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과하여, 중간압 리시버(43)에 보내진다. 중간압 리시버(43)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 중간압 리시버(43)를 통과한 냉매는, 제1 분기 실외 팽창 밸브(24a)와 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)로 분리되어 흐른다.

제1 분기 실외 팽창 밸브(24a)는, 통과하는 냉매를, 냉동 사이클의 저압이 될 때까지 감압한다. 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)도 동일하게, 통과하는 냉매를, 냉동 사이클의 저압이 될 때까지 감압한다.

여기서, 제1 분기 실외 팽창 밸브(24a) 및 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제1 분기 실외 팽창 밸브(24a) 및 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제1 분기 실외 팽창 밸브(24a)에서 감압된 냉매는, 제1 실외 열교환기(23a)에 있어서 증발하고, 제2 분기 실외 팽창 밸브(24b)에서 감압된 냉매는, 제2 실외 열교환기(23b)에 있어서 증발하여, 합류한 후, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-7-4) 제7 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1f)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1f)에서는, 중간압 리시버(43)를 설치함으로써, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매를 저류시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 난방 운전 시에 있어서는, 제1 실내 팽창 밸브(33)와 제2 실내 팽창 밸브(38)를 과냉각도 제어시킴으로써, 실내 열교환기(31)의 능력을 충분히 발휘시키기 쉽게 하는 것이 가능하게 되어 있다.

(3-8) 제8 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3o, 개략 제어 블록 구성도인 도 3p를 참조하면서, 제8 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1g)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-8-1) 공기 조화 장치(1g)의 개략 구성

공기 조화 장치(1g)는, 상기 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)와는, 바이패스 팽창 밸브(49)를 갖는 바이패스 배관(40)이 설치되지 않은 점, 과냉각 열교환기(47)가 설치되어 있는 점, 과냉각 배관(46)이 설치되어 있는 점, 제1 실외 팽창 밸브(44) 및 제2 실외 팽창 밸브(45)가 설치되어 있는 점, 과냉각 온도 센서(67)가 설치되어 있는 점에 있어서 다르다.

제1 실외 팽창 밸브(44)는, 냉매 회로(10)에 있어서의 실외 열교환기(23)의 액측 출구로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이에 설치되어 있다. 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 냉매 회로(10)에 있어서의 제1 실외 팽창 밸브(44)로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이에 설치되어 있다. 제1 실외 팽창 밸브(44)와 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 모두, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다.

과냉각 배관(46)은, 냉매 회로(10)에 있어서, 제1 실외 팽창 밸브(44)로부터 제2 실외 팽창 밸브(45)까지의 사이의 분기 부분으로부터 분기되어 있으며, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트의 하나로부터 저압 리시버(41)에 이르기까지의 사이의 합류 개소에 합류하도록 설치되어 있다. 과냉각 배관(46)에는, 과냉각 팽창 밸브(48)가 설치되어 있다. 과냉각 팽창 밸브(48)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다.

과냉각 열교환기(47)는, 냉매 회로(10)에 있어서 제1 실외 팽창 밸브(44)로부터 제2 실외 팽창 밸브(45)까지의 사이의 부분을 흐르는 냉매와, 과냉각 배관(46)에 있어서 과냉각 팽창 밸브(48)의 합류 개소측을 흐르는 냉매의 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기이다. 본 실시형태에서는, 과냉각 열교환기(47)는, 제1 실외 팽창 밸브(44)로부터 제2 실외 팽창 밸브(45)까지의 사이의 부분이며, 과냉각 배관(46)의 분기 부분보다 제2 실외 팽창 밸브(45)측에 설치되어 있다.

과냉각 온도 센서(67)는, 냉매 회로(10)에 있어서 제1 실외 팽창 밸브(44)로부터 제2 실외 팽창 밸브(45)까지의 사이의 부분 중, 과냉각 열교환기(47)보다 제2 실외 팽창 밸브(45)측을 흐르는 냉매의 온도를 검출하는 온도 센서이다.

(3-8-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1g)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 증발 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 통해, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한다. 실외 열교환기(23)를 흐른 냉매는, 제1 실외 팽창 밸브(44)를 통과한다. 또한, 이 경우에는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 전개 상태가 되도록 제어되고 있다.

제1 실외 팽창 밸브(44)를 통과한 냉매는, 일부가 제2 실외 팽창 밸브(45)측을 향하여 흐르고, 다른 일부가, 과냉각 배관(46)에 분기되어 흐른다. 과냉각 배관(46)에 분기되어 흐른 냉매는, 과냉각 팽창 밸브(48)에 있어서 감압된다. 과냉각 열교환기(47)에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)로부터 제2 실외 팽창 밸브(45)측을 향하여 흐르는 냉매와, 과냉각 팽창 밸브(48)에 있어서 감압된 과냉각 배관(46)을 흐르는 냉매가 열교환된다. 과냉각 배관(46)을 흐르는 냉매는, 과냉각 열교환기(47)에서의 열교환을 끝낸 후, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트의 하나로부터 저압 리시버(41)에 이르기까지의 사이의 합류 개소에 합류하도록 흐른다. 제1 실외 팽창 밸브(44)로부터 제2 실외 팽창 밸브(45)측을 향하여 흐르는 냉매는, 과냉각 열교환기(47)에서의 열교환을 끝낸 후, 제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서 감압된다.

이상에 있어서, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록 제어된다.

또, 과냉각 팽창 밸브(48)의 밸브 개도는, 냉매 회로(10) 중, 제2 실외 팽창 밸브(45)로부터 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)에 이르기까지의 부분의 전부가 액상태의 냉매로 채워지지 않도록, 적어도 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)에 도달하는 냉매가 기액 2상 상태가 되도록 제어된다. 예를 들면, 과냉각 팽창 밸브(48)의 밸브 개도는, 제1 실외 팽창 밸브(44)로부터 제2 실외 팽창 밸브(45)측을 향하여 흐르는 냉매이며 과냉각 열교환기(47)를 통과한 냉매의 비엔탈피가, 몰리에 선도에 있어서 냉동 사이클의 저압과 포화액 선이 교차하는 개소의 비엔탈피보다 커지도록 제어되는 것이 바람직하다. 여기서, 컨트롤러(7)는, 냉매에 대응하는 몰리에 선도의 데이터를 미리 유지해 두고, 상기 과냉각 열교환기(47)를 통과한 냉매의 비엔탈피를, 토출 압력 센서(61)의 검출 압력, 과냉각 온도 센서(67)의 검출 온도와, 당해 냉매에 대응하는 몰리에 선도의 데이터를 이용하여 과냉각 팽창 밸브(48)의 밸브 개도를 제어해도 된다. 또, 과냉각 팽창 밸브(48)의 밸브 개도는, 제1 실외 팽창 밸브(44)로부터 제2 실외 팽창 밸브(45)측을 향하여 흐르는 냉매이며 과냉각 열교환기(47)를 통과한 냉매의 온도(과냉각 온도 센서(67)의 검출 온도)가, 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록 제어되는 것이 보다 바람직하다.

제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해, 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)에 보내진다.

여기서, 제1 실내 유닛(30)에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 예를 들면, 제1 실내 열교환기(31)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실내 유닛(35)의 제2 실내 팽창 밸브(38)도, 제1 실내 팽창 밸브(33)와 동일하게, 예를 들면, 제2 실내 열교환기(36)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또, 제1 실내 팽창 밸브(33)와 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 모두, 흡입 온도 센서(64)의 검출 온도로부터 흡입 압력 센서(63)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도를 뺌으로써 얻어지는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어되어도 된다. 또한, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)에서 감압된 냉매는 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 증발하고, 제2 실내 팽창 밸브(38)에서 감압된 냉매는 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 증발하여, 합류한 후, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다. 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 과냉각 배관(46)을 흐른 냉매와 합류한다. 합류한 냉매는, 저압 리시버(41)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다. 또, 저압 리시버(41)에서는, 제1 실내 열교환기(31), 제2 실내 열교환기, 과냉각 열교환기(47)에 있어서 전부 증발되지 않은 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다.

(3-8-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1g)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 응축 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 일부의 냉매가, 제1 실내 유닛(30)의 제1 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되어, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 응축하고, 다른 일부의 냉매가, 제2 실내 유닛(35)의 제2 실내 열교환기(36)의 가스측단에 유입되어, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 응축한다.

또, 제1 실내 유닛(30)의 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측을 흐르는 냉매의 과냉각도가 소정의 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 제2 실내 유닛(35)의 제2 실내 팽창 밸브(38)에 대해서도 동일하게, 제2 실내 열교환기(36)의 액측을 흐르는 냉매의 과냉각도가 소정의 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)에서 감압된 냉매 및 제2 실내 팽창 밸브(38)에서 감압된 냉매는, 합류하여, 액측 냉매 연락 배관(6)을 흘러, 실외 유닛(20)에 유입된다.

실외 유닛(20)의 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과한 냉매는, 전개 상태로 제어된 제2 실외 팽창 밸브(45)를 통과하여, 과냉각 열교환기(47)에 있어서, 과냉각 배관(46)을 흐르는 냉매와 열교환한다. 제2 실외 팽창 밸브(45)를 통과하여 과냉각 열교환기(47)를 통과한 냉매는, 일부가 과냉각 배관(46)에 분기되고, 다른 일부가 제1 실외 팽창 밸브(44)에 보내진다. 과냉각 배관(46)에 분기되어 흐른 냉매는, 과냉각 팽창 밸브(48)에 있어서 감압된 후, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트의 하나와 저압 리시버(41)의 사이의 합류 개소에 있어서, 각 실내 유닛(30, 35)으로부터 흘러 온 냉매와 합류한다. 또, 과냉각 열교환기(47)로부터 제1 실외 팽창 밸브(44)를 향하여 흘러 온 냉매는, 제1 실외 팽창 밸브(44)에 있어서 감압되고, 실외 열교환기(23)에 유입된다.

여기서, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제1 실외 팽창 밸브(44)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

또, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 과냉각 팽창 밸브(48)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다. 또, 난방 운전 시에 있어서는, 과냉각 배관(46)에 냉매가 흐르지 않도록, 과냉각 팽창 밸브(48)를 전폐 상태로 제어해도 된다.

제1 실외 팽창 밸브(44)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 과냉각 배관(46)을 흐른 냉매와 합류한다. 합류한 냉매는, 저압 리시버(41)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다. 또, 저압 리시버(41)에서는, 실외 열교환기(23), 과냉각 열교환기(47)에 있어서 전부 증발되지 않은 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다.

(3-8-4) 제8 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1g)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1g)에서는, 저압 리시버(41)를 설치함으로써, 압축기(21)에 있어서의 액압축이 억제될 수 있다. 또, 냉방 운전 시에는, 제1 실내 팽창 밸브(33), 제2 실내 팽창 밸브(38)를 과열도 제어함으로써, 난방 운전 시에는, 제1 실내 팽창 밸브(33), 제2 실내 팽창 밸브(38)를 과냉각도 제어함으로써, 제1 실내 열교환기(31), 제2 실내 열교환기(36)에 있어서의 능력을 충분히 발휘시키기 쉽다.

또, 공기 조화 장치(1g)에서는, 냉방 운전 시에 있어서, 제2 실외 팽창 밸브(45)를 통과하여, 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 제1 실내 팽창 밸브(33), 제2 실내 팽창 밸브(38)에 이르기까지의 배관 내부의 공간을, 액상태로 채우는 것이 아닌, 적어도 일부에 있어서 기액 2상 상태의 냉매가 존재하도록 제어되고 있다. 이 때문에, 제2 실외 팽창 밸브(45)로부터 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)에 이르기까지의 배관 내부의 공간이 전부 액냉매로 채워져 있는 경우와 비교하여, 당해 개소의 냉매 밀도를 저하시킬 수 있다. 이 때문에, 냉매 회로(10)에 봉입되어 있는 냉매의 양을 적게 억제하여, 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다. 따라서, 가령, 냉매 회로(10)로부터 냉매가 누설되는 경우가 있었다 하더라도, 누설 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

(3-9) 제9 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3q, 개략 제어 블록 구성도인 도 3r을 참조하면서, 제9 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1h)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제6 실시형태의 공기 조화 장치(1e)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-9-1) 공기 조화 장치(1h)의 개략 구성

공기 조화 장치(1h)는, 상기 제6 실시형태의 공기 조화 장치(1e)와는, 흡입 냉매 가열부(50)를 갖고 있는 점에서 다르다.

흡입 냉매 가열부(50)는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트의 하나로부터 압축기(21)의 흡입측을 향하여 연장되는 냉매 배관의 일부가 중간압 리시버(43) 내에 위치하는 부분에 의해 구성되어 있다. 이 흡입 냉매 가열부(50)에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트의 하나로부터 압축기(21)의 흡입측을 향하여 연장되는 냉매 배관을 흐르는 냉매와, 중간압 리시버(43) 내에 존재하고 있는 냉매는, 냉매끼리 서로 섞이지 않고, 서로 열교환을 행한다.

(3-9-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1h)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 통과한 후, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한다. 실외 열교환기(23)를 흐른 냉매는, 제1 실외 팽창 밸브(44)에 있어서, 냉동 사이클에 있어서의 중간 압력까지 감압된다.

여기서, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제1 실외 팽창 밸브(44)에 있어서 감압된 냉매는, 중간압 리시버(43)에 유입된다. 중간압 리시버(43)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 여기서, 중간압 리시버(43)에 유입된 냉매는, 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서의 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매와의 열교환에 의해, 냉각된다. 중간압 리시버(43) 내의 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서 냉각된 냉매는, 제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실외 팽창 밸브(45)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서 냉동 사이클의 저압까지 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해 실내 유닛(30)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서 증발한다. 실내 열교환기(31)를 흐른 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 중간압 리시버(43)의 내부를 통과하는 냉매 배관 내를 흐른다. 중간압 리시버(43)의 내부를 통과하는 냉매 배관 내를 흐르는 냉매는, 중간압 리시버(43) 내의 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서 중간압 리시버(43)에 저류되어 있는 냉매와 열교환을 행함으로써 가열되고, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-9-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1h)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)의 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서 응축한다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실외 유닛(20)에 유입되고, 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과하여, 제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 중간압이 될 때까지 감압된다.

여기서, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서 감압된 냉매는, 중간압 리시버(43)에 유입된다. 중간압 리시버(43)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 여기서, 중간압 리시버(43)에 유입된 냉매는, 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서의 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매와의 열교환에 의해, 냉각된다. 중간압 리시버(43) 내의 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서 냉각된 냉매는, 제1 실외 팽창 밸브(44)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제1 실외 팽창 밸브(44)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제1 실외 팽창 밸브(44)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 중간압 리시버(43)의 내부를 통과하는 냉매 배관 내를 흐른다. 중간압 리시버(43)의 내부를 통과하는 냉매 배관 내를 흐르는 냉매는, 중간압 리시버(43) 내의 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서 중간압 리시버(43)에 저류되어 있는 냉매와 열교환을 행함으로써 가열되고, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-9-4) 제9 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1h)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1h)에서는, 중간압 리시버(43)를 설치함으로써, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매를 저류시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 냉방 운전 시에 있어서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)를 과냉각도 제어시킴으로써, 실외 열교환기(23)의 능력을 충분히 발휘시키기 쉽고, 난방 운전 시에 있어서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)를 과냉각도 제어시킴으로써, 실내 열교환기(31)의 능력을 충분히 발휘시키기 쉽게 하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 흡입 냉매 가열부(50)가 설치되어 있음으로써, 압축기(21)에 흡입되는 냉매가 가열되고, 압축기(21)에 있어서의 액압축이 억제되기 때문에, 냉방 운전에 있어서 냉매의 증발기로서 기능하는 실내 열교환기(31)의 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 작은 값이 되도록 제어시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 난방 운전에 있어서도 동일하게, 냉매의 증발기로서 기능하는 실외 열교환기(23)의 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 작은 값이 되도록 제어시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 냉방 운전과 난방 운전 중 어느 하나에 있어서도, 냉매로서 비공비(非共沸) 혼합 냉매가 이용됨으로써 증발기 내에 있어서 온도 글라이드가 발생하는 경우이어도, 증발기로서 기능시키는 열교환기에 있어서 충분히 능력을 발휘시킬 수 있다.

(3-10) 제10 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3s, 개략 제어 블록 구성도인 도 3t를 참조하면서, 제10 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1i)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제9 실시형태의 공기 조화 장치(1h)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-10-1) 공기 조화 장치(1i)의 개략 구성

공기 조화 장치(1i)는, 상기 제9 실시형태의 공기 조화 장치(1h)와는, 제1 실외 팽창 밸브(44)와 제2 실외 팽창 밸브(45)가 설치되어 있지 않으며, 실외 팽창 밸브(24)가 설치되어 있는 점, 복수의 실내 유닛(제1 실내 유닛(30)과 제2 실내 유닛(35))이 병렬로 설치되어 있는 점, 및, 각 실내 유닛에 있어서 실내 열교환기의 액냉매측에 실내 팽창 밸브가 설치되어 있는 점에서 다르다.

실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측의 출구로부터 중간압 리시버(43)에 이르기까지 연장되어 있는 냉매 배관의 도중에 설치되어 있다. 실외 팽창 밸브(24)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다.

제1 실내 유닛(30)은, 상기 실시형태와 동일하게, 제1 실내 열교환기(31), 제1 실내 팬(32)을 갖고 있으며, 제1 실내 열교환기(31)의 액냉매측에 있어서 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제1 실내 유닛(30)에는, 상기 실시형태와 동일하게, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)에 대해 전기적으로 접속된 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71), 제1 실내 공기 온도 센서(72), 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73) 등이 설치되어 있다. 제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 동일하게, 제2 실내 열교환기(36), 제2 실내 팬(37)을 갖고 있으며, 제2 실내 열교환기(36)의 액냉매측에 있어서 제2 실내 팽창 밸브(38)가 설치되어 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제2 실내 유닛(35)에는, 제1 실내 유닛(30)과 동일하게, 제2 실내 유닛 제어부(39)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)에 대해 전기적으로 접속된 제2 실내 액측 열교환 온도 센서(75), 제2 실내 공기 온도 센서(76), 제2 실내 가스측 열교환 온도 센서(77)가 설치되어 있다.

(3-10-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1i)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 증발 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 통과한 후, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한다. 실외 열교환기(23)를 흐른 냉매는, 전개 상태로 제어된 실외 팽창 밸브(24)를 통과한다.

실외 팽창 밸브(24)를 통과한 냉매는, 중간압 리시버(43)에 유입된다. 중간압 리시버(43)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 여기서, 중간압 리시버(43)에 유입된 냉매는, 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서의 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매와의 열교환에 의해, 냉각된다. 중간압 리시버(43) 내의 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서 냉각된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해, 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)에 각각 유입된다.

제1 실내 유닛(31)에 유입된 냉매는, 제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다. 또, 제2 실내 유닛(35)에 유입된 냉매는, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 예를 들면, 제1 실내 열교환기(31)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실내 팽창 밸브(38)도, 동일하게, 예를 들면, 제2 실내 열교환기(36)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서 감압된 냉매는, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 증발하고, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서 감압된 냉매는, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 증발하여, 합류한 후, 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흘러, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 중간압 리시버(43)의 내부를 통과하는 냉매 배관 내를 흐른다. 중간압 리시버(43)의 내부를 통과하는 냉매 배관 내를 흐르는 냉매는, 중간압 리시버(43) 내의 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서 중간압 리시버(43)에 저류되어 있는 냉매와 열교환을 행함으로써 가열되고, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-10-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1i)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 응축 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 제1 실내 유닛(30)과 제2 실내 유닛(35)에 각각 유입된다.

제1 실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 응축하고, 제2 실내 유닛(35)에 유입된 냉매는, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 응축한다.

제1 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서, 냉동 사이클의 중간압이 될 때까지 감압된다. 제2 실내 열교환기(36)의 액측단으로부터 유출된 냉매도, 동일하게, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서, 냉동 사이클의 중간압이 될 때까지 감압된다.

여기서, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 예를 들면, 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 대해서도 동일하게, 예를 들면, 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)를 통과한 냉매와 제2 실내 팽창 밸브(38)를 통과한 냉매는, 합류한 후, 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실외 유닛(20)에 유입된다.

실외 유닛(20)에 유입된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과하여, 중간압 리시버(43)에 유입된다. 중간압 리시버(43)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매가 액냉매로서 저류된다. 여기서, 중간압 리시버(43)에 유입된 냉매는, 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서의 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매와의 열교환에 의해, 냉각된다. 중간압 리시버(43) 내의 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서 냉각된 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 중간압 리시버(43)의 내부를 통과하는 냉매 배관 내를 흐른다. 중간압 리시버(43)의 내부를 통과하는 냉매 배관 내를 흐르는 냉매는, 중간압 리시버(43) 내의 흡입 냉매 가열부(50)에 있어서 중간압 리시버(43)에 저류되어 있는 냉매와 열교환을 행함으로써 가열되고, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-10-4) 제10 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1i)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1i)에서는, 중간압 리시버(43)를 설치함으로써, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매를 저류시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 난방 운전 시에 있어서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)를 과냉각도 제어시킴으로써, 실내 열교환기(31)의 능력을 충분히 발휘시키기 쉽게 하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 흡입 냉매 가열부(50)가 설치되어 있음으로써, 압축기(21)에 흡입되는 냉매가 가열되고, 압축기(21)에 있어서의 액압축이 억제되기 때문에, 냉방 운전에 있어서 냉매의 증발기로서 기능하는 실내 열교환기(31)의 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 작은 값이 되도록 제어시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 난방 운전에 있어서도 동일하게, 냉매의 증발기로서 기능하는 실외 열교환기(23)의 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 작은 값이 되도록 제어시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 냉방 운전과 난방 운전 중 어느 하나에 있어서도, 냉매로서 비공비 혼합 냉매가 이용됨으로써 증발기 내에 있어서 온도 글라이드가 발생하는 경우이어도, 증발기로서 기능시키는 열교환기에 있어서 충분히 능력을 발휘시킬 수 있다.

(3-11) 제11 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3u, 개략 제어 블록 구성도인 도 3v를 참조하면서, 제11 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1j)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제9 실시형태의 공기 조화 장치(1h)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-11-1) 공기 조화 장치(1j)의 개략 구성

공기 조화 장치(1j)는, 상기 제9 실시형태의 공기 조화 장치(1h)와는, 흡입 냉매 가열부(50)가 설치되어 있지 않으며, 내부 열교환기(51)가 설치되어 있는 점에서 다르다.

내부 열교환기(51)는, 제1 실외 팽창 밸브(44)와 제2 실외 팽창 밸브(45)의 사이를 흐르는 냉매와, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트의 하나로부터 압축기(21)의 흡입측을 향하여 연장되는 냉매 배관을 흐르는 냉매의 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기이다.

(3-11-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1j)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 통과한 후, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한다. 실외 열교환기(23)를 흐른 냉매는, 전개 상태로 제어된 제1 실외 팽창 밸브(44)를 통과한다. 제1 실외 팽창 밸브(44)를 통과한 냉매는, 내부 열교환기(51)에 있어서 냉각되고, 제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실외 팽창 밸브(45)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제2 실외 팽창 밸브(45)에 있어서 냉동 사이클의 저압까지 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해 실내 유닛(30)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서 증발한다. 실내 열교환기(31)를 흐른 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 내부 열교환기(51)에 있어서 가열되고, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-11-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1j)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 설정 온도와 실내 온도(실내 공기 온도 센서(72)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)의 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서 응축한다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실외 유닛(20)에 유입되고, 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과하여, 전개 상태로 제어된 제2 실외 팽창 밸브(45)를 통과한다. 제2 실외 팽창 밸브(45)를 통과한 냉매는, 내부 열교환기(51)에 있어서 냉각되고, 제1 실외 팽창 밸브(44)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 중간압이 될 때까지 감압된다.

여기서, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제1 실외 팽창 밸브(44)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제1 실외 팽창 밸브(44)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 내부 열교환기(51)에 있어서 가열되고, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-11-4) 제11 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1j)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1j)에서는, 내부 열교환기(51)가 설치되어 있음으로써, 압축기(21)에 흡입되는 냉매가 가열되고, 압축기(21)에 있어서의 액압축이 억제되기 때문에, 냉방 운전에 있어서 냉매의 증발기로서 기능하는 실내 열교환기(31)의 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 작은 값이 되도록 제어시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 난방 운전에 있어서도 동일하게, 냉매의 증발기로서 기능하는 실외 열교환기(23)의 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 작은 값이 되도록 제어시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 냉방 운전과 난방 운전 중 어느 하나에 있어서도, 냉매로서 비공비 혼합 냉매가 이용됨으로써 증발기 내에 있어서 온도 글라이드가 발생하는 경우이어도, 증발기로서 기능시키는 열교환기에 있어서 충분히 능력을 발휘시킬 수 있다.

(3-12) 제12 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 3w, 개략 제어 블록 구성도인 도 3x를 참조하면서, 제12 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1k)에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제10 실시형태의 공기 조화 장치(1j)와의 차이를 주로 설명한다.

(3-12-1) 공기 조화 장치(1k)의 개략 구성

공기 조화 장치(1k)는, 상기 제10 실시형태의 공기 조화 장치(1j)와는, 제1 실외 팽창 밸브(44)와 제2 실외 팽창 밸브(45)가 설치되어 있지 않으며, 실외 팽창 밸브(24)가 설치되어 있는 점, 복수의 실내 유닛(제1 실내 유닛(30)과 제2 실내 유닛(35))이 병렬로 설치되어 있는 점, 및, 각 실내 유닛에 있어서 실내 열교환기의 액냉매측에 실내 팽창 밸브가 설치되어 있는 점에서 다르다.

실외 팽창 밸브(24)는, 내부 열교환기(51)로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지 연장되는 냉매 배관의 도중에 설치되어 있다. 실외 팽창 밸브(24)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다.

제1 실내 유닛(30)은, 상기 실시형태와 동일하게, 제1 실내 열교환기(31), 제1 실내 팬(32)을 갖고 있으며, 제1 실내 열교환기(31)의 액냉매측에 있어서 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제1 실내 유닛(30)에는, 상기 실시형태와 동일하게, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)에 대해 전기적으로 접속된 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71), 제1 실내 공기 온도 센서(72), 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73) 등이 설치되어 있다. 제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 동일하게, 제2 실내 열교환기(36), 제2 실내 팬(37)을 갖고 있으며, 제2 실내 열교환기(36)의 액냉매측에 있어서 제2 실내 팽창 밸브(38)가 설치되어 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제2 실내 유닛(35)에는, 제1 실내 유닛(30)과 동일하게, 제2 실내 유닛 제어부(39)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)에 대해 전기적으로 접속된 제2 실내 액측 열교환 온도 센서(75), 제2 실내 공기 온도 센서(76), 제2 실내 가스측 열교환 온도 센서(77)가 설치되어 있다.

(3-12-2) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1k)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 증발 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 통과한 후, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한다. 실외 열교환기(23)를 흐른 냉매는, 내부 열교환기(51)에 있어서 냉각되고, 전개 상태로 제어된 실외 팽창 밸브(24)를 통과하여, 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 폐쇄 밸브(29), 액측 냉매 연락 배관(6)을 통해 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)에 각각 유입된다.

제1 실내 유닛(31)에 유입된 냉매는, 제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다. 또, 제2 실내 유닛(35)에 유입된 냉매는, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 예를 들면, 제1 실내 열교환기(31)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실내 팽창 밸브(38)도, 동일하게, 예를 들면, 제2 실내 열교환기(36)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서 감압된 냉매는, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 증발하고, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서 감압된 냉매는, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 증발하여, 합류한 후, 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흘러, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 내부 열교환기(51)에 있어서 가열되고, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-12-3) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1k)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 응축 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 제1 실내 유닛(30)과 제2 실내 유닛(35)에 각각 유입된다.

제1 실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 응축하고, 제2 실내 유닛(35)에 유입된 냉매는, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 응축한다.

제1 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 제1 실내 팽창 밸브(33)에 있어서, 냉동 사이클의 중간압이 될 때까지 감압된다. 제2 실내 열교환기(36)의 액측단으로부터 유출된 냉매도, 동일하게, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 있어서, 냉동 사이클의 중간압이 될 때까지 감압된다.

여기서, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 예를 들면, 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 제2 실내 팽창 밸브(38)에 대해서도 동일하게, 예를 들면, 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)를 통과한 냉매와 제2 실내 팽창 밸브(38)를 통과한 냉매는, 합류한 후, 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실외 유닛(20)에 유입된다.

실외 유닛(20)에 유입된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과하여, 실외 팽창 밸브(24)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 내부 열교환기(51)에 있어서 가열되고, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(3-12-4) 제12 실시형태의 특징

공기 조화 장치(1k)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1k)에서는, 난방 운전 시에 있어서는, 제1 실내 팽창 밸브(33), 제2 실내 팽창 밸브(38)를 과냉각도 제어시킴으로써, 제1 실내 열교환기(31) 및 제2 실내 열교환기(36)의 능력을 충분히 발휘시키기 쉽게 하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1k)에는, 내부 열교환기(51)가 설치되어 있음으로써, 압축기(21)에 흡입되는 냉매가 가열되고, 압축기(21)에 있어서의 액압축이 억제되기 때문에, 냉방 운전에 있어서 냉매의 증발기로서 기능하는 제1 실내 열교환기(31)나 제2 실내 열교환기(36)의 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 작은 값이 되도록 제어시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 난방 운전에 있어서도 동일하게, 냉매의 증발기로서 기능하는 실외 열교환기(23)의 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 작은 값이 되도록 제어시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 냉방 운전과 난방 운전 중 어느 하나에 있어서도, 냉매로서 비공비 혼합 냉매가 이용됨으로써 증발기 내에 있어서 온도 글라이드가 발생하는 경우이어도, 증발기로서 기능시키는 열교환기에 있어서 충분히 능력을 발휘시킬 수 있다.

(4) 제4 그룹의 기술의 실시형태

(4-1) 제1 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 4a, 개략 제어 블록 구성도인 도 4b를 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 열교환 유닛으로서의 실내 유닛 및 열교환 유닛으로서의 실외 유닛을 구비한 냉동 사이클 장치인 공기 조화 장치(1)에 대해 설명한다.

공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행함으로써, 대상 공간의 공기를 조화시키는 장치이다.

공기 조화 장치(1)는, 주로, 실외 유닛(20)과, 실내 유닛(30)과, 실외 유닛(20)과 실내 유닛(30)을 접속하는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)과, 입력 장치 및 출력 장치로서의 도시되지 않는 리모컨과, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)를 갖고 있다.

공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 회로(10) 내에 봉입된 냉매가 압축되어, 냉각 또는 응축되고, 감압되어, 가열 또는 증발된 후에, 다시 압축된다는, 냉동 사이클이 행해진다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(4-1-1) 실외 유닛(20)

실외 유닛(20)은, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 외관이 대략 직방체 상자형인 실외 하우징(50)에 의해 구성되어 있다. 이 실외 유닛(20)은, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 칸막이판(50a)에 의해 내부 공간이 좌우로 분할됨으로써, 송풍기실 및 기계실이 형성되어 있다.

이 실외 유닛(20)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실내 유닛(30)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 실외 유닛(20)은, 주로, 압축기(21)와, 사로 전환 밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 실외 팽창 밸브(24)와, 실외 팬(25)과, 액측 폐쇄 밸브(29)와, 가스측 폐쇄 밸브(28)와, 실외 하우징(50)과, 실외 전장품 유닛(8)을 갖고 있다.

압축기(21)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 여기서는, 압축기(21)로서, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식의 압축 요소(도시 생략)가 압축기 모터에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조의 압축기가 사용되고 있다. 압축기 모터는, 용량을 변화시키기 위한 것이며, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 또한, 압축기(21)에는, 흡입측에 있어서, 도시되지 않는 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있다.

사로 전환 밸브(22)는, 접속 상태를 전환함으로써, 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태와, 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태를 전환할 수 있다.

실외 열교환기(23)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다. 실외 열교환기(23)는, 판두께 방향으로 겹쳐서 배치된 복수의 전열핀(23a)과, 복수의 전열핀(23a)에 관통 고정된 복수의 전열관(23b)을 갖는 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다.

실외 팬(25)은, 실외 유닛(20) 내로 실외의 공기를 흡입하고, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실외 팬(25)은, 실외 팬 모터에 의해 회전 구동된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 실외 팬(25)은, 1개만 설치되어 있다.

실외 팽창 밸브(24)는, 밸브 개도를 제어 가능하며, 실외 열교환기(23)의 액측 단부와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

액측 폐쇄 밸브(29)는, 액측 냉매 연락 배관(6)에 대해 실외 유닛(20)이 접속되는 부분에 배치된 수동 밸브이며, 액측 냉매 연락 배관(6)과는 플레어 접속된다. 액측 폐쇄 밸브(29)와 실외 열교환기(23)의 액측 출구는, 실외 액측 냉매 배관(29a)에 의해 접속되어 있다. 실외 팽창 밸브(24)는, 당해 실외 액측 냉매 배관(29a)의 도중에 설치되어 있다.

가스측 폐쇄 밸브(28)는, 가스측 냉매 연락 배관(5)에 대해 실외 유닛(20)이 접속되는 부분에 배치된 수동 밸브이며, 가스측 냉매 연락 배관(5)과는 플레어 접속된다. 가스측 폐쇄 밸브(28)와 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개는, 실외 가스측 냉매 배관(28a)에 의해 접속되어 있다.

실외 하우징(50)은, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 취출구(52)가 형성된 상자형상체이며, 내부에 상기 실외 유닛(20)의 구성 요소를 수용한 실외 하우징(50)을 갖고 있다. 실외 하우징(50)은, 대략 직방체형상이며, 배면측 및 일측면측(도 4c 중의 좌측)으로부터 옥외의 공기를 도입하는 것이 가능하며, 실외 열교환기(23)를 통과한 공기를 전면(51)에 형성된 취출구(52)를 통해 전측으로 취출하는 것이 가능하다. 실외 하우징(50)의 하단 부분은 바닥판(53)에 의해 덮여 있다. 바닥판(53) 상에는, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 배면측 및 일측면측을 따르도록 실외 열교환기(23)가 세워져 설치되어 있다. 이 바닥판(53)의 상면은, 드레인 팬으로서 기능할 수 있다.

실외 전장품 유닛(8)은, 실외 유닛(20)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실외 유닛 제어부(27)를 구비하고 있다. 실외 전장품 유닛(8)은, 실외 유닛(20)의 실외 하우징(50)의 내부 중 칸막이판(50a)으로 구획된 기계실 측의 공간에 있어서의 압축기(21)의 상방에 배치되어 있고, 칸막이판(50a)에 대해 고정되어 있다. 실외 전장품 유닛(8)의 하단 부분은, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 가스측 폐쇄 밸브(28)보다 연직 방향 상방에 배치되어 있다. 실외 전장품 유닛(8)은, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 가스측 폐쇄 밸브(28)보다 또한 10cm 이상 상방으로 떨어져 배치되어 있는 것이 바람직하다. 실외 전장품 유닛(8)이 구비하는 실외 유닛 제어부(27)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, 각 실내 유닛(30)의 실내 유닛 제어부(34)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다. 또, 실외 유닛 제어부(27)는, 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

(4-1-2) 실내 유닛(30)

실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 벽면 등에 설치되어 있다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32)과, 실내 액측 접속부(11)와, 실내 가스측 접속부(13)와, 실내 하우징(54)과, 실내 전장품 유닛(9) 등을 갖고 있다.

실내 열교환기(31)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 접속되고, 가스측단이, 가스측 냉매 연락 배관(5)과 접속되어 있다. 실내 열교환기(31)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다. 실내 열교환기(31)는, 판두께 방향으로 겹쳐서 배치된 복수의 전열핀(31a)과, 복수의 전열핀(31a)에 관통 고정된 복수의 전열관(31b)을 갖고 있다.

실내 액측 접속부(11)는, 실내 열교환기(31)의 액측으로부터 연장되는 실내 액측 냉매 배관(12)의 단부에 설치되어 있고, 액측 냉매 연락 배관(6)에 대해 플레어 접속되는 접속 부분이다.

실내 가스측 접속부(13)는, 실내 열교환기(31)의 가스측으로부터 연장되는 실내 가스측 냉매 배관(14)의 단부에 설치되어 있고, 가스측 냉매 연락 배관(5)에 대해 플레어 접속되는 접속 부분이다.

실내 팬(32)은, 실내 유닛(30)의 실내 하우징(54) 내에 실내의 공기를 흡입하고, 실내 열교환기(31)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실내 팬(32)은, 도시되지 않는 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

실내 하우징(54)은, 도 4e, 도 4f, 도 4g에 나타내는 바와 같이, 실내 열교환기(31), 실내 팬(32), 실내 유닛 제어부(34)를 내부에 수용하는 대략 직방체형상의 하우징이다. 실내 하우징(54)은, 실내 하우징(54)의 상단부를 구성하는 천장면(55), 실내 하우징(54)의 전부를 구성하는 전면 패널(56), 실내 하우징(54)의 바닥부를 구성하는 바닥면(57), 취출구(58a), 루버(58), 좌우의 측면(59), 및 실내의 벽면과 대향하는 배면 등을 갖고 있다. 천장면(55)에는, 상하 방향으로 개구한 복수의 천장면 흡입구(55a)가 형성되어 있다. 전면 패널(56)은, 천장면(55)의 전측 단부 근방으로부터 하방으로 확대되는 패널이다. 전면 패널(56)은, 상방 부분에 있어서 좌우로 가늘고 긴 개구로 이루어지는 전면 흡입구(56a)가 형성되어 있다. 실내의 공기는, 이들 천장면 흡입구(55a) 및 전면 흡입구(56a)를 통해 실내 하우징(54) 내의 실내 열교환기(31) 및 실내 팬(32)이 수납되어 있는 공간으로 이루어지는 통풍로에 도입된다. 바닥면(57)은, 실내 열교환기(31)나 실내 팬(32)의 하방에 있어서 대략 수평으로 확대되어 있다. 취출구(58a)는, 전면 패널(56)의 하방이며 바닥면(57)의 전측인, 실내 하우징(54)의 전측 하방에 있어서, 전측 하방을 향해 개구되어 있다. 우측의 측면(59)의 배면측의 하방에는, 측방을 향한 개구가 설치되어 있고, 당해 개구 부근에는, 실내 액측 접속부(11) 및 실내 가스측 접속부(13)가 위치하고 있다.

실내 전장품 유닛(9)은, 실내 유닛(30)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실내 유닛 제어부(34)를 구비하고 있다. 실내 전장품 유닛(9)은, 실내 유닛(30)의 실내 하우징(54)의 내부 중 실내 열교환기(31)보다 우측의 측단부 근방의 상방에 위치하도록 고정되어 있다. 실내 전장품 유닛(9)의 하단 부분은, 실내 액측 접속부(11) 및 실내 가스측 접속부(13)보다 연직 방향 상방에 배치되어 있다. 실내 전장품 유닛(9)은, 실내 액측 접속부(11) 및 실내 가스측 접속부(13)보다 더욱 10cm 이상 상방으로 떨어져 배치되어 있는 것이 바람직하다. 실내 전장품 유닛(9)이 구비하는 실내 유닛 제어부(34)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, 실외 유닛 제어부(27)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다. 또, 실내 유닛 제어부(34)는, 실내 유닛(30) 내에 설치되어 있는 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

(4-1-3) 컨트롤러(7)의 상세

공기 조화 장치(1)에서는, 실외 유닛 제어부(27)와 실내 유닛 제어부(34)가 통신선을 개재하여 접속됨으로써, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)가 구성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 주로, CPU(중앙 연산 처리 장치)와, ROM이나 RAM 등의 메모리를 갖고 있다. 또한, 컨트롤러(7)에 의한 각종 처리나 제어는, 실외 유닛 제어부(27) 및/또는 실내 유닛 제어부(34)에 포함되는 각 부가 일체적으로 기능함으로써 실현되고 있다.

(4-1-4) 운전 모드

이하, 운전 모드에 대해 설명한다.

운전 모드로서는, 냉방 운전 모드와 난방 운전 모드가 형성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 리모컨 등으로부터 접수한 지시에 의거하여, 냉방 운전 모드인지 난방 운전 모드인지를 판단하여, 실행한다.

(4-1-4-1) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 실외 팽창 밸브(24), 실내 열교환기(31)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 냉방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되어 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 냉각 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된 가스 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외측 공기와 열교환을 행하여 응축하고, 액냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)를 통과할 때에 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행하여 증발하고, 가스 냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된 가스 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다.

가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(4-1-4-2) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 난방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실내 열교환기(31), 실외 팽창 밸브(24), 실외 열교환기(23)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 난방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되어 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 난방 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행하여 응축하고, 기액 2상 상태의 냉매 또는 액냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)으로 흘러 간다.

액측 냉매 연락 배관(6)을 흐른 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)의 액측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유입된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외 공기와 열교환을 행하여 증발하고, 가스 냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(4-1-5) 제1 실시형태의 특징

상술한 공기 조화 장치(1)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

여기서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매는 가연성 냉매인데, 본 실시형태의 실외 유닛(20)이 구비하는 실외 전장품 유닛(8)은, 실외 유닛(20)을 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)에 접속하기 위한 액측 폐쇄 밸브(29) 및 가스측 폐쇄 밸브(28)보다 상방에 배치되어 있다. 이 때문에, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 가스측 폐쇄 밸브(28)의 접속 개소로부터 가연성 냉매가 누설되는 일이 있어도, 실외 전장품 유닛(8)에 도달시키기 어려워, 실외 유닛(20)의 안전성을 높일 수 있었다.

또, 본 실시형태의 실내 유닛(30)이 구비하는 실내 전장품 유닛(9)은, 실내 유닛(30)을 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)에 접속하기 위한 실내 액측 접속부(11) 및 실내 가스측 접속부(13)보다 상방에 배치되어 있다. 이 때문에, 실내 액측 접속부(11) 및 실내 가스측 접속부(13)의 접속 개소로부터 가연성 냉매가 누설되는 일이 있어도, 누설 냉매가 실내 전장품 유닛(9)에 도달하기 어려워, 실내 유닛(30)의 안전성을 높일 수 있었다.

(4-1-6) 제1 실시형태의 변형예 A

상기 제1 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛이 설치되어 있어도 된다.

(4-1-7) 제1 실시형태의 변형예 B

상기 제1 실시형태의 실내 유닛(30)으로서는, 대상 공간인 실내의 벽면 등에 설치되어 이용되는 타입의 실내 유닛을 예로 들어 설명했다.

그러나, 실내 유닛으로서는, 벽면에 설치되는 타입으로 한정되지 않고, 예를 들면, 도 4h, 도 4i, 도 4j에 나타내는 바와 같이, 공조 대상 공간인 실내의 바닥에 두고 이용되는 바닥 설치 타입의 실내 유닛(30a)이어도 된다.

실내 유닛(30a)은, 주로, 실내 하우징(110)과, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32)과, 실내 전장품 유닛(9)과, 실내 액측 접속부(11)와, 실내 가스측 접속부(13)를 구비하고 있다. 실내 열교환기(31)와 실내 팬(32)은, 실내 하우징(110) 내에 수납되어 있다. 실내 열교환기(31)는, 실내 하우징(110) 내부의 상방의 공간에 배치되어 있고, 실내 팬(32)은, 실내 하우징(110) 내부의 하방의 공간에 배치되어 있다.

실내 하우징(110)은, 정면 패널(111)과 우측면 패널(112)과 좌측면 패널(113)과 천장면 패널(114)과 바닥면 패널(115)과 배면 패널(116)에 의해 둘러싸인 직방체형상을 갖고 있다. 정면 패널(111)에는, 정면 패널(111)을 향해 우측의 상방에 우측 취출구(117a)가 형성되고, 마주보고 좌측의 상방에 좌측 취출구(117b)가 형성되고, 하방의 좌우 방향 중앙부에 하측 취출구(117c)가 형성되어 있다. 우측 취출구(117a)에는, 실내 유닛(30a)의 정지 시에 우측 취출구(117a)를 덮어 실내 하우징(110)의 일부가 되고, 실내 유닛(30a)의 운전 시에 우측 취출구(117a)로부터 취출되는 기류(2점 쇄선 참조)의 좌우 방향의 풍향을 조절하기 위한 수직 플랩(151a)이 설치되어 있다. 마찬가지로, 좌측 취출구(117b)에는, 실내 유닛(30a)의 정지 시에 좌측 취출구(117b)를 덮어 실내 하우징(110)의 일부가 되고, 실내 유닛(30a)의 운전 시에 좌측 취출구(117b)로부터 취출되는 기류의 좌우 방향의 풍향을 조절하기 위한 수직 플랩(151b)이 설치되어 있다.

실내 하우징(110)의 우측면 패널(112)에는, 하방의 전방 쪽에 우측 흡입구(118a)가 형성되어 있다. 또, 실내 하우징(110)의 좌측면 패널(113)에는, 하방의 전방 쪽에 좌측 흡입구(118b)가 형성되어 있다.

실내 팬(32)은, 예를 들면 다수의 날개가 배치되어 있고, 회전축이 전후 방향으로 연장된 시로코 팬이다. 실내 팬(32)은, 칸막이판(119)으로 나뉘어 있는 내부 공간(S1)에 배치되어 있다. 내부 공간(S1)의 전방에는, 칸막이판(119)과 정면 패널(111) 사이에 내부 공간(S2)이 형성되어 있다. 또, 내부 공간(S1, S2)의 상방에는, 실내 열교환기(31)를 경계로 내부 공간(S3)이 형성되어 있다.

실내 열교환기(31)는, 실내 팬(32)의 상방에 있어서의 내부 공간(S1)과 내부 공간(S3)의 경계 부분에 배치되어 있다. 실내 열교환기(31)는, 상단부에 근접할수록 배면 패널(116)에 근접하도록 경사진 자세로 배치되어 있다. 실내 열교환기(31)의 하단은, 드레인 팬(141)에 의해 지지되어 있다. 이 드레인 팬(141)은, 칸막이판(119) 상에 설치되어 있다. 이들 칸막이판(119)과 드레인 팬(141)이 내부 공간(S2)과 내부 공간(S3)의 경계가 된다. 즉, 내부 공간(S1)은, 우측면 패널(112)과 좌측면 패널(113)과 바닥면 패널(115)과 배면 패널(116)과 칸막이판(119)과 드레인 팬(141)과 실내 열교환기(31)로 둘러싸여 있다. 또, 내부 공간(S2)은, 정면 패널(111)과 우측면 패널(112)과 좌측면 패널(113)과 바닥면 패널(115)과 칸막이판(119)과 드레인 팬(141)으로 둘러싸여 있다. 또, 내부 공간(S3)은, 우측면 패널(112)과 좌측면 패널(113)과 천장면 패널(114)과 실내 열교환기(31)와 드레인 팬(141)과 칸막이판(119)으로 둘러싸여 있다.

실내 액측 접속부(11)는, 실내 열교환기(31)의 액측으로부터 연장되는 실내 액측 냉매 배관(12)의 단부에 설치되어 있고, 액측 냉매 연락 배관(6)에 대해 플레어 접속되는 접속 부분이다. 실내 액측 접속부(11)는, 실내 팬(32)의 상단과 동일한 높이 위치에 설치되어 있다.

실내 가스측 접속부(13)는, 실내 열교환기(31)의 가스측으로부터 연장되는 실내 가스측 냉매 배관(14)의 단부에 설치되어 있고, 가스측 냉매 연락 배관(5)에 대해 플레어 접속되는 접속 부분이다. 실내 가스측 접속부(13)는, 실내 팬(32)의 상단과 동일한 높이 위치에 설치되어 있다.

실내 전장품 유닛(9)은, 실내 하우징(110)의 내부 중, 실내 열교환기(31)의 하방이고 실내 팬(32)보다 상방이며, 칸막이판(119)의 전방에 배치되어 있고, 칸막이판(119)에 대해 고정되어 있다. 실내 전장품 유닛(9)의 하단 부분은, 실내 액측 접속부(11) 및 실내 가스측 접속부(13)보다 연직 방향 상방에 배치되어 있다.

내부 공간(S2)에는, 정면 패널(111)을 따르도록 하여 상하로 연장된 덕트(120)가 설치되어 있다. 덕트(120)의 상부는, 상하 방향에 있어서 우측 취출구(117a)와 좌측 취출구(117b) 사이에까지 연장되어 있다. 또, 덕트(120)의 하단은, 하측 취출구(117c)의 상부로까지 달하고 있다.

수직 플랩(151a)은, 우측 취출구(117a)에 설치되고, 수직 플랩(151b)은, 좌측 취출구(117b)에 설치되어 있다. 수직 플랩(151a, 151b)은, 정면 패널(111)에 대한 각도를 변경함으로써, 취출되는 조화 공기를 안내하는 각도를 조절한다.

우측 취출구(117a) 및 좌측 취출구(117b)에는, 다수의 수평 플랩(153)이 각각 설치되어 있다. 수평 플랩(153)은, 회전축을 중심으로 회전함으로써, 분출 공기의 방향을 변경할 수 있다.

이상의 실내 전장품 유닛(9)에 대해서도, 실내 액측 접속부(11) 및 실내 가스측 접속부(13)의 접속 개소로부터 가연성 냉매가 누설되는 일이 있어도, 누설 냉매가 실내 전장품 유닛(9)에 도달하기 어려워, 실내 유닛(30a)의 안전성을 높일 수 있었다.

(4-2) 제2 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 4k, 개략 제어 블록 구성도인 도 4l을 참조하면서, 제2 실시형태에 따른 열교환 유닛으로서의 실내 유닛 및 열교환 유닛으로서의 실외 유닛을 구비한 냉동 사이클 장치인 공기 조화 장치(1a)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(4-2-1) 실외 유닛(20a)

제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20a)에서는, 실외 팬(25)으로서, 제1 실외 팬(25a)과 제2 실외 팬(25b)이 설치되어 있다. 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20a)의 실외 열교환기(23)는, 제1 실외 팬(25a) 및 제2 실외 팬(25b)으로부터 받는 공기 흐름에 대응하도록, 넓은 열교환 면적이 확보되어 있다.

공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20a)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)의 실외 팽창 밸브(24) 대신에, 실외 열교환기(23)의 액측으로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이에 있어서, 제1 실외 팽창 밸브(44), 중간압 리시버(41), 제2 실외 팽창 밸브(45)가 순차적으로 설치되어 있다. 제1 실외 팽창 밸브(44) 및 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 밸브 개도를 제어 가능하다. 중간압 리시버(41)는, 제1 실외 팽창 밸브(44)측으로부터 연장되는 배관의 단부와, 제2 실외 팽창 밸브(45)측으로부터 연장되는 배관의 단부의 양쪽 모두가 내부 공간에 위치하고 있고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다.

제2 실시형태의 실외 유닛(20a)은, 도 4m에 나타내는 바와 같이, 대략 직방체 상자형의 실외 하우징(60)의 내부 공간이 연직으로 연장되는 칸막이판(66)에 의해 좌우로 분할됨으로써 송풍기실 및 기계실이 형성된 구조(이른바, 트렁크형 구조)를 갖고 있다.

실외 하우징(60) 내의 송풍기실에는, 실외 열교환기(23), 실외 팬(25)(제1 실외 팬(25a)과 제2 실외 팬(25b)) 등이 배치되고, 실외 하우징(60) 내의 기계실에는, 압축기(21), 사로 전환 밸브(22), 제1 실외 팽창 밸브(44), 제2 실외 팽창 밸브(45), 중간압 리시버(41), 가스측 폐쇄 밸브(28), 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 유닛 제어부(27)를 구비한 실외 전장품 유닛(8) 등이 배치되어 있다.

실외 하우징(60)은, 주로, 바닥판(63), 천판(64), 좌측 전판(61), 좌측판(도시하지 않음), 우측 전판(도시하지 않음), 우측판(65), 칸막이판(66) 등을 갖고 있다. 바닥판(63)은, 실외 하우징(60)의 바닥면 부분을 구성하고 있다. 천판(64)은, 실외 유닛(20a)의 천장면 부분을 구성하고 있다. 좌측 전판(61)은, 주로, 실외 하우징(60)의 좌측 전면 부분을 구성하고 있으며, 전후 방향으로 개구되어 있고 상하로 늘어서 있는 제1 취출구(62a) 및 제2 취출구(62b)가 형성되어 있다. 제1 취출구(62a)에는, 주로, 제1 실외 팬(25a)에 의해 실외 하우징(60)의 배면측 및 좌측면측으로부터 내부로 흡입된 공기이며, 실외 열교환기(23)의 상방 부분을 통과한 공기가 통과한다. 제2 취출구(62b)에는, 주로, 제2 실외 팬(25b)에 의해 실외 하우징(60)의 배면측 및 좌측면측으로부터 내부로 흡입된 공기이며, 실외 열교환기(23)의 하방 부분을 통과한 공기가 통과한다. 제1 취출구(62a) 및 제2 취출구(62b)에는, 각각, 팬 그릴이 설치되어 있다. 좌측판은, 주로, 실외 하우징(60)의 좌측면 부분을 구성하고 있고, 실외 하우징(60) 내에 흡입되는 공기의 흡입구로서도 기능할 수 있도록 되어 있다. 우측 전판은, 주로, 실외 하우징(60)의 우측 전면 부분 및 우측면의 전측 부분을 구성하고 있다. 우측판(65)은, 주로, 실외 하우징(60)의 우측면의 후측 부분 및 배면의 우측 부분을 구성하고 있다. 칸막이판(66)은, 바닥판(63) 상에 배치되는 연직으로 연장되는 판상 부재이며, 실외 하우징(60)의 내부 공간을 송풍기실과 기계실로 분할하고 있다.

실외 열교환기(23)는, 판두께 방향으로 겹쳐서 배치된 복수의 전열핀과, 복수의 전열핀에 관통 고정된 복수의 전열관을 갖는 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 이 실외 열교환기(23)는, 송풍기실 내에 있어서, 실외 하우징(60)의 좌측면 및 배면을 따르도록 하여, 평면에서 봤을 때 L자형상이 되도록 배치되어 있다.

압축기(21)는, 실외 하우징(60)의 기계실 내에 있어서, 바닥판(63) 상에 재치되고, 볼트로 고정되어 있다.

가스측 폐쇄 밸브(28) 및 액측 폐쇄 밸브(29)는, 실외 하우징(60)의 기계실 내에 있어서, 압축기(21)의 상단 근방의 높이 위치이며, 우측 전방의 모서리부 근방에 배치되어 있다.

실외 전장품 유닛(8)은, 실외 하우징(60)의 기계실 내에 있어서, 압축기(21)보다 상방의 공간에 배치되어 있다. 실외 전장품 유닛(8)의 하단부는, 가스측 폐쇄 밸브(28) 및 액측 폐쇄 밸브(29) 중 어느 하나보다 상방에 배치되어 있다.

이상의 공기 조화 장치(1a)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

(4-2-2) 실내 유닛(30)

제2 실시형태의 실내 유닛(30)은, 제1 실시형태에서 설명한 실내 유닛(30)과 동일하므로, 설명을 생략한다.

(4-2-3) 제2 실시형태의 특징

이상의 제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 마찬가지로, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

여기서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매는 가연성 냉매인데, 본 실시형태의 실외 유닛(20a)이 구비하는 실외 전장품 유닛(8)은, 실외 유닛(20a)을 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)에 접속하기 위한 액측 폐쇄 밸브(29) 및 가스측 폐쇄 밸브(28)보다 상방에 배치되어 있다. 이 때문에, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 가스측 폐쇄 밸브(28)의 접속 개소로부터 가연성 냉매가 누설되는 일이 있어도, 실외 전장품 유닛(8)에 도달시키기 어려워, 실외 유닛(20a)의 안전성을 높일 수 있었다.

(4-2-4) 제2 실시형태의 변형예 A

상기 제2 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛이 설치되어 있어도 된다.

(4-3) 제3 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 4n, 개략 제어 블록 구성도인 도 4o를 참조하면서, 제3 실시형태에 따른 열교환 유닛으로서의 실내 유닛 및 열교환 유닛으로서의 실외 유닛을 구비한 냉동 사이클 장치인 공기 조화 장치(1b)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(4-3-1) 실외 유닛(20b)

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20b)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)이 구비하는 요소에 더하여, 저압 리시버(26), 과냉각 열교환기(47) 및 과냉각 회로(46)가 설치되어 있다.

저압 리시버(26)는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 압축기(21)의 흡입측에 도달할 때까지의 사이에 설치되고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 압축기(21)가 갖는 부속의 어큐뮬레이터와는 별도로 설치되어 있다.

과냉각 열교환기(47)는, 실외 팽창 밸브(24)와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

과냉각 회로(46)는, 실외 팽창 밸브(24)와 과냉각 열교환기(47) 사이의 주회로로부터 분기되고, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 저압 리시버(26)에 도달할 때까지의 도중의 부분에 합류하도록 연장된 회로이다. 과냉각 회로(46)의 도중에는, 통과하는 냉매를 감압시키는 과냉각 팽창 밸브(48)가 설치되어 있다. 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매로서, 과냉각 팽창 밸브(48)에서 감압된 냉매는, 과냉각 열교환기(47)에 있어서, 주회로측을 흐르는 냉매와의 사이에서 열교환을 행한다. 이에 의해, 주회로측을 흐르는 냉매는 추가로 냉각되고, 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매는 증발한다.

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20b)의 상세 구조에 대해, 도 4p의 외관 사시도, 도 4q의 분해 사시도, 도 4r의 평면에서 봤을 때의 개략 배치 구성도, 도 4s의 정면에서 봤을 때의 개략 배치 구성도를 참조하면서, 이하에 설명한다.

공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20b)은, 하방으로부터 실외 하우징(80) 내에 공기를 도입하여 상방으로부터 실외 하우징(80) 외로 공기를 취출하는 상취형(上吹型) 구조로 불리는 것이다.

실외 하우징(80)은, 주로, 좌우 방향으로 연장되는 한 쌍의 설치 다리(82) 상에 걸쳐지는 바닥판(83)과, 바닥판(83)의 모서리부로부터 연직 방향으로 연장되는 지주(84)와, 전면 패널(81)과, 팬 모듈(85)을 갖고 있다. 바닥판(83)은, 실외 하우징(80)의 바닥면을 형성하고 있고, 좌측의 제1 바닥판(83a)과 우측의 제2 바닥판(83b)으로 나뉘어 있다. 전면 패널(81)은, 팬 모듈(85)의 하방에 있어서, 전면측의 지주(84) 사이에 걸쳐져 있으며, 실외 하우징(80)의 전면을 구성하고 있다. 실외 하우징(80) 내 중, 팬 모듈(85)의 하방이며 바닥판(83) 상방의 공간에는, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 저압 리시버(26), 사로 전환 밸브(22), 실외 팽창 밸브(24), 과냉각 열교환기(47), 과냉각 팽창 밸브(48), 과냉각 회로(46), 가스측 폐쇄 밸브(28), 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 유닛 제어부(27)를 구비한 실외 전장품 유닛(8) 등이 배치되어 있다. 실외 열교환기(23)는, 실외 하우징(80)의 팬 모듈(85)의 하방의 부분 중, 배면 및 좌우 양측면에 면하는 평면에서 봤을 때 대략 U자형상이며, 실외 하우징(80)의 배면 및 좌우 양측면을 실질적으로 형성하고 있다. 이 실외 열교환기(23)는, 바닥판(83)의 좌측 가장자리부, 후측 가장자리부, 우측 가장자리부 상을 따르도록 배치되어 있다. 제3 실시형태의 실외 열교환기(23)는, 판두께 방향으로 겹쳐서 배치된 복수의 전열핀(23a)과, 복수의 전열핀(23a)에 관통 고정된 복수의 전열관(23b)을 갖는 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다.

팬 모듈(85)은, 실외 열교환기(23)의 상측에 설치되어 있고, 실외 팬(25)과, 도시되지 않는 벨 마우스 등을 갖고 있다. 실외 팬(25)은, 회전축이 연직 방향이 되는 자세로 배치되어 있다.

가스측 폐쇄 밸브(28) 및 액측 폐쇄 밸브(29)는, 실외 하우징(80)의 내부이고, 팬 모듈(85)의 하방의 공간 중, 압축기(21)의 상단 근방의 높이 위치이며, 좌측 전방 근방에 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태의 가스측 폐쇄 밸브(28)는, 가스측 냉매 연락 배관(5)에 대해 납땜 접속된다. 본 실시형태의 액측 폐쇄 밸브(29)는, 액측 냉매 연락 배관(6)에 대해 납땜 접속된다.

실외 전장품 유닛(8)은, 실외 하우징(80)의 내부이며, 팬 모듈(85)의 하방의 공간 중, 압축기(21)보다 상방이며 전측에 배치되어 있고, 전면 패널(81)의 우측 부분에 대해 고정되어 있다. 실외 전장품 유닛(8)의 하단부는, 가스측 폐쇄 밸브(28) 및 액측 폐쇄 밸브(29)의 모두보다 상방에 배치되어 있다.

이상의 구조에 의해, 실외 팬(25)이 형성시키는 공기 흐름은, 실외 열교환기(23)의 주위로부터 실외 열교환기(23)를 통과하여 실외 하우징(80) 내부에 유입되고, 실외 하우징(80)의 상단면에 있어서 상하 방향으로 관통하도록 형성된 취출구(86)를 통해, 상방으로 취출된다.

(4-3-2) 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)

또, 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30) 대신에, 서로 병렬로 설치된 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)을 갖고 있다.

제1 실내 유닛(30)은, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30)과 마찬가지로, 제1 실내 열교환기(31)와, 제1 실내 팬(32)과, 제1 실내 액측 접속부(11)와, 제1 실내 가스측 접속부(13)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)를 구비한 제1 실내 전장품 유닛이 설치되어 있고, 또한, 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 액측 접속부(11)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측과 액측 냉매 연락 배관(6)을 접속하도록 연장된 제1 실내 액측 냉매 배관(12)의 단부에 설치되어 있다. 제1 실내 가스측 접속부(13)는, 제1 실내 열교환기(31)의 가스측과 가스측 냉매 연락 배관(5)를 접속하도록 연장된 제1 실내 가스측 냉매 배관(14)의 단부에 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 액측 냉매 배관(12)의 도중에 설치되어 있고, 밸브 개도를 제어 가능하다. 여기서도, 제1 실시형태와 마찬가지로, 제1 실내 전장품 유닛은, 제1 실내 액측 접속부(11) 및 제1 실내 가스측 접속부(13)보다 상방에 배치되어 있다.

제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 마찬가지이며, 제2 실내 열교환기(36)와, 제2 실내 팬(37)과, 제2 실내 액측 접속부(15)와, 제2 실내 가스측 접속부(17)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)를 구비한 제2 실내 전장품 유닛이 설치되어 있고, 또한, 제2 실내 팽창 밸브(38)가 설치되어 있다. 제2 실내 액측 접속부(15)는, 제2 실내 열교환기(36)의 액측과 액측 냉매 연락 배관(6)을 접속하도록 연장된 제2 실내 액측 냉매 배관(16)의 단부에 설치되어 있다. 제2 실내 가스측 접속부(17)는, 제2 실내 열교환기(36)의 가스측과 가스측 냉매 연락 배관(5)을 접속하도록 연장된 제2 실내 가스측 냉매 배관(18)의 단부에 설치되어 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 제2 실내 액측 냉매 배관(16)의 도중에 설치되어 있고, 밸브 개도를 제어 가능하다. 여기서도, 제2 실내 전장품 유닛은, 제2 실내 액측 접속부(15) 및 제2 실내 가스측 접속부(17)보다 상방에 배치되어 있다.

또한, 제3 실시형태의 컨트롤러(7)는, 실외 유닛 제어부(27)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)가 서로 통신 가능하게 접속되어 구성되어 있다.

이상의 공기 조화 장치(1b)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 전개 상태로 제어된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 제2 실내 팽창 밸브(38)도 마찬가지로, 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(45)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 난방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

(4-3-3) 제3 실시형태의 특징

이상의 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 마찬가지로, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

여기서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매는 가연성 냉매인데, 본 실시형태의 실외 유닛(20b)이 구비하는 실외 전장품 유닛(8)은, 실외 유닛(20b)을 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)에 접속하기 위한 액측 폐쇄 밸브(29) 및 가스측 폐쇄 밸브(28)보다 상방에 배치되어 있다. 이 때문에, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 가스측 폐쇄 밸브(28)의 접속 개소로부터 가연성 냉매가 누설되는 일이 있어도, 실외 전장품 유닛(8)에 도달시키기 어려워, 실외 유닛(20b)의 안전성을 높일 수 있었다.

또, 본 실시형태의 제1 실내 유닛(30)이 구비하는 제1 실내 전장품 유닛에 대해서도, 제1 실내 액측 접속부(11) 및 제1 실내 가스측 접속부(13)보다 상방에 배치되어 있다. 이 때문에, 제1 실내 액측 접속부(11) 및 제1 실내 가스측 접속부(13)의 접속 개소로부터 가연성 냉매가 누설되는 일이 있어도, 누설 냉매가 제1 실내 전장품 유닛에 도달하기 어려워, 제1 실내 유닛(30)의 안전성을 높일 수 있었다. 마찬가지로, 제2 실내 유닛(35)이 구비하는 제2 실내 전장품 유닛에 대해서도, 제2 실내 액측 접속부(15) 및 제2 실내 가스측 접속부(17)보다 상방에 배치되어 있다. 이 때문에, 제2 실내 액측 접속부(15) 및 제2 실내 가스측 접속부(17)의 접속 개소로부터 가연성 냉매가 누설되는 일이 있어도, 누설 냉매가 제2 실내 전장품 유닛에 도달하기 어려워, 제2 실내 유닛(35)의 안전성을 높일 수 있었다.

(4-4) 제4 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 4t, 개략 제어 블록 구성도인 도 4u를 참조하면서, 제4 실시형태에 따른 열교환 유닛으로서의 냉온수 공급 유닛 및 열교환 유닛으로서의 실외 유닛을 구비한 냉동 사이클 장치인 냉온수 공급 장치(1c)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제4 실시형태의 냉온수 공급 장치(1c)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

냉온수 공급 장치(1c)는, 냉수 또는 온수를 얻고, 실내의 바닥에 설치되어 있는 바닥 냉난방 패널(251, 252, 253)에 대해 공급함으로써, 실내의 바닥을 냉각 혹은 따뜻하게 하기 위한 장치이다.

냉온수 공급 장치(1c)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(4-4-1) 실외 유닛(20)

냉온수 공급 장치(1c)의 실외 유닛(20)은, 제1 실시형태에 있어서 설명한 실외 유닛(20)과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

(4-4-2) 냉온수 공급 유닛(30b)

냉온수 공급 유닛(30b)은, 대상 공간인 실내의 바닥면을 냉각 또는 따뜻하게 하기 위해서 이용되는 것이며, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 통해 실외 유닛(20)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

냉온수 공급 유닛(30b)은, 수열교환기(231)와, 펌프(232)와, 탱크(233), 실내 액측 접속부(11)와, 실내 가스측 접속부(13)와, 복귀 헤더(236)와, 송출 헤더(235)와, 실내 하우징(237)과, 냉온수 전장품 유닛(9a) 등을 갖고 있다.

수열교환기(231)는, 내부를 흐르는 냉매와, 물 회로(210)를 흐르는 물 사이에서 열교환을 행하게 한다. 수열교환기(231)는, 액냉매측이, 실내 액측 냉매 배관(12) 및 실내 액측 접속부(11)를 통해 액측 냉매 연락 배관(6)과 플레어 접속되고, 가스 냉매측이, 실내 가스측 냉매 배관(14) 및 실내 가스측 접속부(13)를 통해 가스측 냉매 연락 배관(5)과 플레어 접속되어 있다. 수열교환기(231)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하여, 물 회로(210)를 흐르는 물을 냉각하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하여, 물 회로(210)를 흐르는 물을 가열한다.

펌프(232)는, 물 회로(210) 내의 물을, 복귀 헤더(236), 수열교환기(231)의 물 유로, 탱크(233), 송출 헤더(235), 바닥 냉난방 패널(251, 252, 253)에 순환시키기 위한 물 흐름을 발생시킨다. 펌프(232)는, 도시되지 않는 모터에 의해 회전 구동된다.

탱크(233)는, 수열교환기(231)에 있어서 온도 조절된 냉수 또는 온수가 모아진다.

송출 헤더(235)는, 펌프(232)로부터 보내져 온 냉온수를, 복수의 바닥 냉난방 패널(251, 252, 253)이 갖는 물 순환 파이프(251a, 252a, 253a)의 각각에 분기되어 흐르게 한다. 송출 헤더(235)는, 물 순환 파이프(251a, 252a, 253a)의 단부의 각각과 접속되는 복수의 송출 접속부(235a)를 갖고 있다.

복귀 헤더(236)는, 복수의 바닥 냉난방 패널(251, 252, 253)이 갖는 물 순환 파이프(251a, 252a, 253a)의 각각을 흐른 물을 합류시키고, 다시, 수열교환기(231)에 공급한다. 복귀 헤더(236)는, 물 순환 파이프(251a, 252a, 253a)의 타단의 각각과 접속되는 복수의 복귀 접속부(236a)를 갖고 있다.

냉온수 전장품 유닛(9a)은, 냉온수 공급 유닛(30b)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 냉온수 공급 유닛 제어부(234)를 구비하고 있다. 냉온수 공급 유닛 제어부(234)는, 구체적으로는, 복수의 바닥 냉난방 패널(251, 252, 253)에 있어서의 온도 조절 부하에 따라 펌프의 유량 제어를 행한다.

실내 하우징(237)은, 도 4v에 나타내는 바와 같이, 내부에, 수열교환기(231)나 냉온수 전장품 유닛(9a) 등을 수용한 상자형상체이다. 구체적으로는, 실내 하우징(237)의 내부 중, 상방의 공간에 냉온수 전장품 유닛(9a)이 배치되어 있다. 실내 하우징(237)의 하방에는, 송출 헤더(235)가 갖는 복수의 송출 접속부(235a)와, 복귀 헤더(236)가 갖는 복수의 복귀 접속부(236a)가 위치하고 있다. 또한, 실내 하우징(237)의 하방으로부터는, 실내 액측 냉매 배관(12) 및 실내 가스측 냉매 배관(14)이 연장되어 있고, 실내 액측 냉매 배관(12)의 하단에는 실내 액측 접속부(11)가 위치하고, 실내 가스측 냉매 배관(14)의 하단에는 실내 가스측 접속부(13)가 위치하고 있다.

(4-4-3) 제4 실시형태의 특징

상술한 냉온수 공급 장치(1c)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

여기서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매는 가연성 냉매인데, 본 실시형태의 냉온수 공급 유닛(30b)이 구비하는 냉온수 전장품 유닛(9a)은, 냉온수 공급 유닛(30b)을 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)에 접속하기 위한 실내 액측 접속부(11) 및 실내 가스측 접속부(13)보다 상방에 배치되어 있다. 이 때문에, 실내 액측 접속부(11) 및 실내 가스측 접속부(13)의 접속 개소로부터 가연성 냉매가 누설되는 일이 있어도, 누설 냉매가 냉온수 전장품 유닛(9a)에 도달하기 어려워, 냉온수 공급 유닛(30b)의 안전성을 높일 수 있었다.

(4-4-4) 제4 실시형태의 변형예 A

상기 제4 실시형태에서는, 수열교환기(231)에 있어서 냉매와의 열교환으로 얻어진 냉온수를 바닥 냉난방 패널(251, 252, 253)에 공급함으로써, 실내의 바닥을 냉각 혹은 따뜻하게 하는 냉온수 공급 장치(1c)를 예로 들어 설명했다.

이에 대해, 도 4w, 도 4x에 나타내는 바와 같이, 저탕 유닛(30c)과 실외 유닛(20)이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)을 통해 접속되어 구성되는 저탕 장치(1d)에 있어서, 수열교환기(231)를 이용하여 온수를 공급하도록 해도 된다.

구체적으로는, 저탕 유닛(30c)의 저탕 하우징(327)에는, 수열교환기(331)와, 펌프(332)와, 저탕 탱크(333)와, 혼합 밸브(338)와, 물 입구(336)와, 물 출구(335)와, 저탕 전장품 유닛(9b) 등이 수용되어 있다. 또한, 실외 유닛(20)은, 제4 실시형태 등과 마찬가지이다.

수열교환기(331)는, 상기 제4 실시형태의 수열교환기(231)와 마찬가지로, 실외 유닛(20)과 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)을 순환하는 냉매와, 저탕 유닛(30c) 내에 수용되어 있는 물 회로(310)를 순환하는 물 사이에서 열교환을 행하게 한다.

물 회로(310)는, 탱크(333), 탱크(333)의 하단으로부터 수열교환기(331)의 물 유로의 입구까지 연장되어 있고 펌프(332)가 설치된 송수관과, 수열교환기(331)의 물 유로의 출구와 탱크(333)의 상단을 접속하는 환수관을 갖고 있고, 내부를 물이 순환하고 있다.

저탕 탱크(333)에는, 하단으로부터, 물 입구(336)를 개재하여 물 입구관을 흐른 시수(市水)가 공급된다. 저탕 탱크(333)의 상단으로부터는, 수열교환기(331)에서 얻어지고 모아져 있는 더운 물이, 물 출구관을 흘러 물 출구(335)를 향해 보내어진다. 물 입구관과 물 출구관은 바이패스관에 의해 접속되어 있고, 물 출구관과 바이패스관의 연결 개소에는 혼합 밸브(338)가 설치되어 있어, 시수와 더운 물의 혼합이 가능하게 되어 있다.

수열교환기(331)의 액냉매측의 실내 액측 냉매 배관(12)의 선단에 설치되어 있는 실내 액측 접속부(11)는, 저탕 하우징(327)의 하방에 위치하고 있다. 수열교환기(331)의 가스 냉매측의 실내 가스측 냉매 배관(14)의 선단에 설치되어 있는 실내 가스측 접속부(13)도, 저탕 하우징(327)의 하방에 위치하고 있다.

저탕 유닛(30c)에는, 펌프(332)의 구동 제어를 행하는 저탕 유닛 제어부(334)를 구비한 저탕 전장품 유닛(9b)이 설치되어 있다. 저탕 전장품 유닛(9b)은, 저탕 하우징(327)의 내부의 상방의 공간에 설치되어 있고, 실내 가스측 접속부(13) 및 실내 액측 접속부(11)보다 상방에 위치하고 있다.

이상의 저탕 유닛(30c)에 있어서도, 저탕 전장품 유닛(9b)은 실내 가스측 접속부(13) 및 실내 액측 접속부(11)보다 상방에 배치되어 있기 때문에, 실내 가스측 접속부(13)나 실내 액측 접속부(11)로부터 냉매가 누설되는 일이 있어도, 저탕 전장품 유닛(9b)에 도달하기 어려워, 저탕 유닛(30c)의 안전성을 높일 수 있었다.

(5) 제5 그룹의 기술의 실시형태

(5-1) 제1 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 5a, 개략 제어 블록 구성도인 도 5b를 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1)에 대해 설명한다.

공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행함으로써, 대상 공간의 공기를 조화시키는 장치이다.

공기 조화 장치(1)는, 주로, 실외 유닛(20)과, 제1 실내 유닛(30)과, 제2 실내 유닛(35)과, 실외 유닛(20)에 대해 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)을 병렬로 접속하는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)과, 입력 장치 및 출력 장치로서의 도시되지 않는 리모컨과, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)를 갖고 있다.

공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 회로(10) 내에 봉입된 냉매가, 압축되어, 냉각 또는 응축되고, 감압되어, 가열 또는 증발된 후에, 다시 압축된다는, 냉동 사이클이 행해진다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 혼합 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(5-1-1) 실외 유닛(20)

실외 유닛(20)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실내 유닛(30)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 실외 유닛(20)은, 주로, 압축기(21)와, 사로 전환 밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 과냉각 열교환기(47)와, 흡입 인젝션 배관(40)과, 과냉각 팽창 밸브(48)와, 실외 팽창 밸브(24)와, 실외 팬(25)과, 저압 리시버(41)와, 액측 폐쇄 밸브(29)와, 가스측 폐쇄 밸브(28)를 갖고 있다.

압축기(21)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 여기서는, 압축기(21)로서, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식의 압축 요소(도시 생략)가 압축기 모터에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조의 압축기가 사용되고 있다. 압축기 모터는, 용량을 변화시키기 위한 것이며, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 또한, 압축기(21)에는, 흡입측에 있어서, 도시되지 않는 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있다(또한, 당해 부속 어큐뮬레이터의 내용적은, 저압 리시버, 중간압 리시버, 고압 리시버와 같은 냉매 용기보다 작고, 바람직하게는 반 이하이다).

사로 전환 밸브(22)는, 접속 상태를 전환함으로써, 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태와, 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태를 전환할 수 있다.

실외 열교환기(23)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다.

실외 팽창 밸브(24)는, 냉매 회로(10)에 있어서의 실외 열교환기(23)의 액측 출구로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이에 설치되어 있다. 실외 팽창 밸브(24)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브이다.

흡입 인젝션 배관(40)은, 냉매 회로(10)의 주회로 중 실외 팽창 밸브(24)로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이의 분기 부분으로부터 분기되어 있고, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 저압 리시버(41)에 도달할 때까지의 합류 개소에 합류하도록 설치되어 있다. 흡입 인젝션 배관(40)에는, 과냉각 팽창 밸브(48)가 설치되어 있다. 과냉각 팽창 밸브(48)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브이다.

과냉각 열교환기(47)는, 냉매 회로(10)에 있어서 실외 팽창 밸브(24)에서 액측 폐쇄 밸브(29)까지 사이의 부분을 흐르는 냉매와, 흡입 인젝션 배관(40)에 있어서 과냉각 팽창 밸브(48)의 합류 개소측을 흐르는 냉매 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기이다. 본 실시형태에서는, 과냉각 열교환기(47)는, 실외 팽창 밸브(24)에서 액측 폐쇄 밸브(29)까지 사이의 부분이며, 흡입 인젝션 배관(40)의 분기 부분보다 액측 폐쇄 밸브(29)측에 설치되어 있다.

실외 팬(25)은, 실외 유닛(20) 내로 실외의 공기를 흡입하고, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실외 팬(25)은, 실외 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

저압 리시버(41)는, 압축기(21)의 흡입측과 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개 사이에 설치되어 있고, 냉매 회로(10)에 있어서의 잉여 냉매를 액냉매로서 저류하는 것이 가능한 냉매 용기이다. 또, 압축기(21)에는, 도시되지 않는 부속의 어큐뮬레이터가 설치되어 있으며, 저압 리시버(41)는, 당해 부속의 어큐뮬레이터의 하류측에 접속되어 있다.

액측 폐쇄 밸브(29)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

가스측 폐쇄 밸브(28)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 가스측 냉매 연락 배관(5)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

실외 유닛(20)은, 실외 유닛(20)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실외 유닛 제어부(27)를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, 각 실내 유닛(30)의 실내 유닛 제어부(34)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

실외 유닛(20)에는, 토출 압력 센서(61), 토출 온도 센서(62), 흡입 압력 센서(63), 흡입 온도 센서(64), 실외 열교환 온도 센서(65), 외기 온도 센서(66), 과냉각 온도 센서(67) 등이 설치되어 있다. 이들 각 센서는, 실외 유닛 제어부(27)와 전기적으로 접속되어 있으며, 실외 유닛 제어부(27)에 대해 검출 신호를 송신한다. 토출 압력 센서(61)는, 압축기(21)의 토출측과 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개를 접속하는 토출 배관을 흐르는 냉매의 압력을 검출한다. 토출 온도 센서(62)는, 토출 배관을 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 흡입 압력 센서(63)는, 압축기(21)의 흡입측과 저압 리시버(41)를 접속하는 흡입 배관을 흐르는 냉매의 압력을 검출한다. 흡입 온도 센서(64)는, 흡입 배관을 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 실외 열교환 온도 센서(65)는, 실외 열교환기(23) 중 사로 전환 밸브(22)가 접속되어 있는 측과는 반대측인 액측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 외기 온도 센서(66)는, 실외 열교환기(23)를 통과하기 전의 옥외의 공기 온도를 검출한다. 과냉각 온도 센서(67)는, 냉매 회로(10)의 주회로에 있어서 과냉각 열교환기(47)와 제2 실외 팽창 밸브(45) 사이를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다.

(5-1-2) 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)

제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)은, 모두, 동일하거나 또는 상이한 대상 공간인 실내의 벽면이나 천장 등에 설치되어 있다. 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

제1 실내 유닛(30)은, 제1 실내 열교환기(31)와, 제1 실내 팽창 밸브(33)와, 제1 실내 팬(32)을 갖고 있다.

제1 실내 열교환기(31)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 접속되고, 가스측단이, 가스측 냉매 연락 배관(5)과 접속되어 있다. 제1 실내 열교환기(31)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다.

제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액냉매측의 냉매 배관에 설치된 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브이다.

제1 실내 팬(32)은, 제1 실내 유닛(30) 내로 실내의 공기를 흡입하고, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 제1 실내 팬(32)은, 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

또, 제1 실내 유닛(30)은, 제1 실내 유닛(30)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 제1 실내 유닛 제어부(34)를 갖고 있다. 제1 실내 유닛 제어부(34)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 제1 실내 유닛 제어부(34)는, 제2 실내 유닛 제어부(39) 및 실외 유닛 제어부(27)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

제1 실내 유닛(30)에는, 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71), 제1 실내 공기 온도 센서(72), 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73) 등이 설치되어 있다. 이들 각 센서는, 제1 실내 유닛 제어부(34)와 전기적으로 접속되어 있으며, 제1 실내 유닛 제어부(34)에 대해 검출 신호를 송신한다. 제1 실내 액측 열교환 온도 센서(71)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액냉매측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 제1 실내 공기 온도 센서(72)는, 제1 실내 열교환기(31)를 통과하기 전의 실내의 공기 온도를 검출한다. 제1 실내 가스측 열교환 온도 센서(73)는, 제1 실내 열교환기(31)의 가스 냉매측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다.

제2 실내 유닛(35)은, 제2 실내 열교환기(36)와, 제2 실내 팽창 밸브(38)와, 제2 실내 팬(37)을 갖고 있다.

제2 실내 열교환기(36)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 접속되고, 가스측단이, 가스측 냉매 연락 배관(5)과 접속되어 있다. 제2 실내 열교환기(36)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다.

제2 실내 팽창 밸브(38)는, 제2 실내 열교환기(36)의 액냉매측의 냉매 배관에 설치된 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브이다.

제2 실내 팬(37)은, 제2 실내 유닛(35) 내로 실내의 공기를 흡입하고, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 제2 실내 팬(37)은, 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

또, 제2 실내 유닛(35)은, 제2 실내 유닛(35)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 제2 실내 유닛 제어부(39)를 갖고 있다. 제2 실내 유닛 제어부(39)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 제2 실내 유닛 제어부(39), 제1 실내 유닛 제어부(34) 및 실외 유닛 제어부(27)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

제2 실내 유닛(35)에는, 제2 실내 액측 열교환 온도 센서(75), 제2 실내 공기 온도 센서(76), 제2 실내 가스측 열교환 온도 센서(77) 등이 설치되어 있다. 이들 각 센서는, 제2 실내 유닛 제어부(39)와 전기적으로 접속되어 있으며, 제2 실내 유닛 제어부(39)에 대해 검출 신호를 송신한다. 제2 실내 액측 열교환 온도 센서(75)는, 제2 실내 열교환기(36)의 액냉매측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 제2 실내 공기 온도 센서(76)는, 제2 실내 열교환기(36)를 통과하기 전의 실내의 공기 온도를 검출한다. 제2 실내 가스측 열교환 온도 센서(77)는, 제2 실내 열교환기(36)의 가스 냉매측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다.

(5-1-3) 컨트롤러(7)의 상세

공기 조화 장치(1)에서는, 실외 유닛 제어부(27)와 제1 실내 유닛 제어부(34)와 제2 실내 유닛 제어부(39)가 통신선을 개재하여 접속됨으로써, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)가 구성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 주로, CPU(중앙 연산 처리 장치)와, ROM이나 RAM 등의 메모리를 갖고 있다. 또한, 컨트롤러(7)에 의한 각종 처리나 제어는, 실외 유닛 제어부(27) 및/또는 제1 실내 유닛 제어부(34) 및/또는 제2 실내 유닛 제어부(39)에 포함되는 각 부가 일체적으로 기능함으로써 실현되고 있다.

(5-1-4) 운전 모드

이하, 운전 모드에 대해 설명한다.

운전 모드로서는, 냉방 운전 모드와 난방 운전 모드가 설정되어 있다.

컨트롤러(7)는, 리모컨 등으로부터 접수한 지시에 의거하여, 냉방 운전 모드인지 난방 운전 모드인지를 판단하여, 실행한다.

(5-1-4-1) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 증발 온도가 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 증발 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 개재하여, 실외 열교환기(23)에 있어서 응축한다. 실외 열교환기(23)를 흐른 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)를 통과한다. 또한, 이 경우에는, 실외 팽창 밸브(24)는, 전개 상태가 되도록 제어되어 있다.

실외 팽창 밸브(24)를 통과한 냉매는, 일부가 액측 폐쇄 밸브(29)측을 향해 흐르고, 다른 일부가, 흡입 인젝션 배관(40)에 분기되어 흐른다. 흡입 인젝션 배관(40)에 분기되어 흐른 냉매는, 과냉각 팽창 밸브(48)에 있어서 감압된다. 과냉각 열교환기(47)에서는, 실외 팽창 밸브(24)로부터 액측 폐쇄 밸브(29)측을 향해 흐르는 냉매와, 과냉각 팽창 밸브(48)에 있어서 감압된 흡입 인젝션 배관(40)을 흐르는 냉매가 열교환된다. 흡입 인젝션 배관(40)을 흐르는 냉매는, 과냉각 열교환기(47)에서의 열교환을 종료한 후, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 저압 리시버(41)에 도달할 때까지의 합류 개소에 합류하도록 흐른다. 또, 과냉각 팽창 밸브(48)의 밸브 개도는, 냉매 회로(10) 중 과냉각 열교환기(47)를 통과한 후의 냉매의 과냉각도가 소정의 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록 제어된다.

실외 팽창 밸브(24)로부터 액측 폐쇄 밸브(29)측을 향해 흐르는 냉매는, 과냉각 열교환기(47)에서의 열교환을 종료한 후, 액측 폐쇄 밸브(29)를 개재하여, 액측 냉매 연락 배관(6)을 흘러, 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)에 보내어진다.

여기서, 제1 실내 유닛(30)에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 예를 들면, 제1 실내 열교환기(31)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또, 제2 실내 유닛(35)의 제2 실내 팽창 밸브(38)도, 제1 실내 팽창 밸브(33)와 마찬가지로, 예를 들면, 제2 실내 열교환기(36)의 가스측 출구를 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또, 제1 실내 팽창 밸브(33)와 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 모두, 흡입 온도 센서(64)의 검출 온도로부터 흡입 압력 센서(63)의 검출 압력에 상당하는 냉매의 포화 온도를 차감함으로써 얻어지는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어되어도 된다. 또한, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)에서 감압된 냉매는 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 증발하고, 제2 실내 팽창 밸브(38)에서 감압된 냉매는 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 증발하여, 합류한 후, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다. 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 흡입 인젝션 배관(40)을 흐른 냉매와 합류한다. 합류한 냉매는, 저압 리시버(41)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다. 또한, 저압 리시버(41)에서는, 제1 실내 열교환기(31), 제2 실내 열교환기(36), 과냉각 열교환기(47)에 있어서 완전히 증발되지 않은 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다.

(5-1-4-2) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 응축 온도는, 각 실내 유닛(30, 35)에 있어서 설정 온도와 실내 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 실내 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22), 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 일부의 냉매가, 제1 실내 유닛(30)의 제1 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되어, 제1 실내 열교환기(31)에 있어서 응축하고, 다른 일부의 냉매가, 제2 실내 유닛(35)의 제2 실내 열교환기(36)의 가스측단에 유입되어, 제2 실내 열교환기(36)에 있어서 응축한다.

또한, 제1 실내 유닛(30)의 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측을 흐르는 냉매의 과냉각도가 소정의 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 제2 실내 유닛(35)의 제2 실내 팽창 밸브(38)에 대해서도 마찬가지로, 제2 실내 열교환기(36)의 액측을 흐르는 냉매의 과냉각도가 소정의 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다.

제1 실내 팽창 밸브(33)에서 감압된 냉매 및 제2 실내 팽창 밸브(38)에서 감압된 냉매는, 합류하여, 액측 냉매 연락 배관(6)을 흘러, 실외 유닛(20)에 유입된다.

실외 유닛(20)의 액측 폐쇄 밸브(29)를 통과한 냉매는, 과냉각 열교환기(47)를 흐른 후, 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 감압된다. 여기서, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

또한, 난방 운전 모드에서는, 흡입 인젝션 배관(40)에 설치된 과냉각 팽창 밸브(48)는 전폐 상태로 제어되기 때문에, 흡입 인젝션 배관(40)에는 냉매는 흐르지 않고, 과냉각 열교환기(47)에 있어서의 열교환도 행해지지 않는다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서 증발하고, 사로 전환 밸브(22) 및 저압 리시버(41)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다. 또한, 저압 리시버(41)에서는, 실외 열교환기(23)에 있어서 완전히 증발되지 않은 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다.

(5-1-5) 제1 실시형태의 특징

상술한 공기 조화 장치(1)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1)에서는, 흡입 인젝션 배관(40)에 의해, 압축기(21)에 흡입되는 냉매의 온도를 저하시키는 것이 가능해지기 때문에, 냉동 사이클에 있어서의 운전 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

(5-1-6) 제1 실시형태의 변형예 A

상기 제1 실시형태에서는, 복수의 실내 유닛이 병렬로 접속된 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 1개의 실내 유닛이 직렬로 접속된 것이어도 된다.

(5-1-7) 제1 실시형태의 변형예 B

상기 제1 실시형태에서는, 냉매를 과냉각 열교환기(47)에 흘린 후에 압축기(21)의 흡입측으로 보내는 흡입 인젝션 배관(40)을 구비한 공기 조화 장치(1)를 예로 들어 설명했다.

이에 대해, 공기 조화 장치로서는, 예를 들면, 도 5c에 나타내는 바와 같이, 냉매를 이코노마이저 열교환기(47a)에 흘린 후에 압축기(21a)의 중간압의 영역으로 보내는 이코노마이저 인젝션 배관(40a)을 구비한 공기 조화 장치(1a)여도 된다.

이코노마이저 인젝션 배관(40a)은, 냉매 회로(10)의 주회로 중 실외 팽창 밸브(24)에서 액측 폐쇄 밸브(29)와의 사이의 부분으로부터 분기되고, 압축기(21a)의 중간압의 영역에까지 연장된 배관이다. 이코노마이저 인젝션 배관(40a)의 도중에는, 밸브 개도를 제어 가능한 이코노마이저 팽창 밸브(48a)가 설치되어 있다.

이코노마이저 열교환기(47a)는, 냉매 회로(10)의 주회로로부터 분기되어 이코노마이저 인젝션 배관(40a)을 흐르는 냉매로서, 이코노마이저 팽창 밸브(48a)에 있어서 감압된 후의 냉매와, 냉매 회로(10)의 주회로에 있어서 실외 팽창 밸브(24)로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이를 흐르는 냉매 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기이다.

압축기(21a)는, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 도 5d에 나타내는, 스크롤 압축기를 이용할 수 있다.

이 압축기(21a)는, 케이싱(80)과, 고정 스크롤(82)을 포함하는 스크롤 압축 기구(81)와, 구동 모터(91)와, 크랭크 샤프트(94)와, 하부 베어링(98)을 구비하고 있다.

케이싱(80)은, 상하가 개구된 대략 원통형상의 원통 부재(80a)와, 원통 부재(80a)의 상단 및 하단에 각각 설치된 상측 덮개(80b) 및 하측 덮개(80c)를 갖는다. 원통 부재(80a)와, 상측 덮개(80b) 및 하측 덮개(80c)는, 기밀함을 유지하도록 용접에 의해 고정된다. 케이싱(80)에는, 스크롤 압축 기구(81), 구동 모터(91), 크랭크 샤프트(94), 및 하부 베어링(98)을 포함하는 압축기(21a)의 구성 기기가 수용된다. 또, 케이싱(80)의 하부에는 기름 저류 공간(So)이 형성된다. 기름 저류 공간(So)에는, 스크롤 압축 기구(81) 등을 윤활하기 위한 냉동기유(O)가 모인다. 케이싱(80)의 상부에는, 냉매 회로(10)의 냉동 사이클에 있어서의 저압 가스 냉매를 흡입하고, 스크롤 압축 기구(81)에 가스 냉매를 공급하는 흡입관(19)이, 상측 덮개(80b)를 관통해 설치된다. 흡입관(19)의 하단은, 스크롤 압축 기구(81)의 고정 스크롤(82)에 접속된다. 흡입관(19)은, 후술하는 스크롤 압축 기구(81)의 압축실(Sc)과 연통한다. 케이싱(80)의 원통 부재(80a)의 중간부에는, 케이싱(80) 외로 토출되는 냉매가 통과하는 토출관(18)이 설치된다. 토출관(18)은, 케이싱(80)의 내부의 토출관(18)의 단부가, 스크롤 압축 기구(81)의 하우징(88)의 하방에 형성된 고압 공간(Sh)으로 돌출하도록 배치된다. 토출관(18)에는, 스크롤 압축 기구(81)에 의한 압축 후의, 냉동 사이클에 있어서의 고압 냉매가 흐른다. 케이싱(80)의 상측 덮개(80b)의 측면에는, 인젝션 접속구가 형성되어 있고, 이 인젝션 접속구에 있어서, 이코노마이저 인젝션 배관(40a)이 접속된다.

스크롤 압축 기구(81)는, 주로, 하우징(88)과, 하우징(88)의 상방에 배치되는 고정 스크롤(82)과, 고정 스크롤(82)과 조합되어 압축실(Sc)을 형성하는 가동 스크롤(84)을 갖는다.

고정 스크롤(82)은, 평판상의 고정측 경판(82a)과, 고정측 경판(82a)의 전면으로부터 돌출하는 소용돌이상의 고정측 랩(82b)과, 고정측 랩(82b)을 둘러싸는 외측 가장자리부(82c)를 갖는다. 고정측 경판(82a)의 중앙부에는, 스크롤 압축 기구(81)의 압축실(Sc)에 연통하는 비(非)원형 형상의 토출구(82d)가, 고정측 경판(82a)을 두께 방향으로 관통해 형성된다. 압축실(Sc)에서 압축된 냉매는, 토출구(82d)로부터 토출되고, 고정 스크롤(82) 및 하우징(88)에 형성된 도시되지 않는 냉매 통로를 통과해, 고압 공간(Sh)에 유입된다. 또, 고정측 경판(82a)에는, 고정측 경판(82a)의 측면에 있어서 개구되어, 압축실(Sc)에 연통하는 공급 통로(82e)가 형성된다. 이 공급 통로(82e)에 의해, 이코노마이저 인젝션 배관(40a)을 흐른 중간압 냉매가 압축실(Sc)에 공급된다. 공급 통로(82e)는, 고정측 경판(82a)의 측면의 개구로부터 고정측 경판(82a)의 중앙측을 향해 수평 방향으로 연장되는 수평 통로부(82f)를 갖는다. 또, 공급 통로(82e)는, 수평 통로부(82f)의, 고정측 경판(82a)의 중앙측의 부분(수평 통로부(82f)의, 고정측 경판(82a)의 중앙측의 단부 근방)으로부터 압축실(Sc)을 향해 연장되며, 압축실(Sc)과 직접 연통하는 인젝션 포트(82g)를 갖는다. 인젝션 포트(82g)는, 원형의 구멍이다.

가동 스크롤(84)은, 평판상의 가동측 경판(84a)과, 가동측 경판(84a)의 전면으로부터 돌출하는 소용돌이상의 가동측 랩(84b)과, 가동측 경판(84a)의 배면으로부터 돌출하는, 원통형상으로 형성된 보스부(84c)를 갖는다. 고정 스크롤(82)의 고정측 랩(82b)과, 가동 스크롤(84)의 가동측 랩(84b)은, 고정측 경판(82a)의 하면과 가동측 경판(84a)의 상면이 대향하는 상태에서 조합된다. 인접하는 고정측 랩(82b)과 가동측 랩(84b) 사이에는, 압축실(Sc)이 형성된다. 가동 스크롤(84)이 후술하는 바와 같이 고정 스크롤(82)에 대해 공전함으로써, 압축실(Sc)의 체적이 주기적으로 변화되고, 스크롤 압축 기구(81)에 있어서, 냉매의 흡입, 압축, 토출이 행해진다. 보스부(84c)는, 상단이 막힌 원통형상 부분이다. 보스부(84c)의 중공부에, 후술하는 크랭크 샤프트(94)의 편심부(95)가 삽입됨으로써, 가동 스크롤(84)과 크랭크 샤프트(94)가 연결된다. 보스부(84c)는, 가동 스크롤(84)과 하우징(88) 사이에 형성되는 편심부 공간(89)에 배치된다. 편심부 공간(89)은, 후술하는 크랭크 샤프트(94)의 급유 경로(97) 등을 통해 고압 공간(Sh)과 연통하고 있으며, 편심부 공간(89)에는 높은 압력이 작용한다. 이 압력에 의해, 편심부 공간(89) 내의 가동측 경판(84a)의 하면은, 고정 스크롤(82)을 향해 상방으로 눌린다. 이 힘에 의해, 가동 스크롤(84)은, 고정 스크롤(82)에 밀착한다. 가동 스크롤(84)은, 「올댐링(Oldham ring) 공간(Sr)」에 배치된 올댐링을 개재하여 하우징(88)에 지지된다. 올댐링은, 가동 스크롤(84)의 자전을 방지하고, 공전시키는 부재이다. 올댐링을 이용함으로써, 크랭크 샤프트(94)가 회전하면, 보스부(84c)에 있어서 크랭크 샤프트(94)와 연결된 가동 스크롤(84)이, 고정 스크롤(82)에 대해 자전하는 일 없이 공전하여, 압축실(Sc) 내의 냉매가 압축된다.

하우징(88)은, 원통 부재(80a)에 압입되고, 그 외주면에 있어서 둘레방향 전체에 걸쳐 원통 부재(80a)에 고정되어 있다. 또, 하우징(88)과 고정 스크롤(82)은, 하우징(88)의 상단면이, 고정 스크롤(82)의 외측 가장자리부(82c)의 하면과 밀착하도록, 도시되지 않는 볼트 등에 의해 고정되어 있다. 하우징(88)에는, 상면 중앙부에 패이도록 배치되는 오목부(88a)와, 오목부(88a)의 하방에 배치되는 베어링부(88b)가 형성된다. 오목부(88a)는, 가동 스크롤(84)의 보스부(84c)가 배치되는 편심부 공간(89)의 측면을 둘러싼다. 베어링부(88b)에는, 크랭크 샤프트(94)의 주축(96)을 축지지하는 베어링(90)이 배치된다. 베어링(90)은, 베어링(90)에 삽입된 주축(96)을 회전 가능하게 지지한다. 또, 하우징(88)에는, 올댐링이 배치되는 올댐링 공간(Sr)이 형성된다.

구동 모터(91)는, 원통 부재(80a)의 내벽면에 고정된 환상의 스테이터(92)와, 스테이터(92)의 내측에, 약간의 간극(에어 갭 통로)을 두고 회전 가능하게 수용된 로터(93)를 갖는다. 로터(93)는, 원통 부재(80a)의 축심을 따라 상하 방향으로 연장되도록 배치된 크랭크 샤프트(94)를 개재하여 가동 스크롤(84)과 연결된다. 로터(93)가 회전함으로써, 가동 스크롤(84)은, 고정 스크롤(82)에 대해 공전한다.

크랭크 샤프트(94)는, 구동 모터(91)의 구동력을 가동 스크롤(84)에 전달한다. 크랭크 샤프트(94)는, 원통 부재(80a)의 축심을 따라 상하 방향으로 연장되도록 배치되며, 구동 모터(91)의 로터(93)와, 스크롤 압축 기구(81)의 가동 스크롤(84)을 연결한다. 크랭크 샤프트(94)는, 원통 부재(80a)의 축심과 중심축이 일치하는 주축(96)과, 원통 부재(80a)의 축심에 대해 편심된 편심부(95)를 갖는다. 편심부(95)는, 상술한 바와 같이 가동 스크롤(84)의 보스부(84c)에 삽입된다. 주축(96)은, 하우징(88)의 베어링부(88b)의 베어링(90), 및, 후술하는 하부 베어링(98)에 의해, 회전 가능하게 지지된다. 주축(96)은, 베어링부(88b)와 하부 베어링(98) 사이에서, 구동 모터(91)의 로터(93)에 연결된다. 크랭크 샤프트(94)의 내부에는, 스크롤 압축 기구(81) 등에 냉동기유(O)를 공급하기 위한 급유 경로(97)가 형성된다. 주축(96)의 하단은, 케이싱(80)의 하부에 형성된 기름 저류 공간(So) 내에 위치하고, 기름 저류 공간(So)의 냉동기유(O)는, 급유 경로(97)를 통해 스크롤 압축 기구(81) 등에 공급된다.

하부 베어링(98)은, 구동 모터(91)의 하방에 배치된다. 하부 베어링(98)은, 원통 부재(80a)에 고정된다. 하부 베어링(98)은, 크랭크 샤프트(94)의 하단측의 베어링을 구성하며, 크랭크 샤프트(94)의 주축(96)을 회전 가능하게 지지한다.

다음에, 압축기(21a)의 동작에 대해 설명한다.

구동 모터(91)가 기동하면, 로터(93)가 스테이터(92)에 대해 회전하여, 로터(93)와 고정된 크랭크 샤프트(94)가 회전한다. 크랭크 샤프트(94)가 회전하면, 크랭크 샤프트(94)에 연결된 가동 스크롤(84)이 고정 스크롤(82)에 대해 공전한다. 그리고, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 가스 냉매가, 흡입관(19)을 통과해, 압축실(Sc)의 둘레 가장자리측으로부터, 압축실(Sc)로 흡인된다. 가동 스크롤(84)이 공전함에 따라, 흡입관(19)과 압축실(Sc)은 연통하지 않게 된다. 그리고, 압축실(Sc)의 용적이 감소함에 따라, 압축실(Sc)의 압력이 상승하기 시작한다.

압축 도중의 압축실(Sc)에는, 이코노마이저 인젝션 배관(40a)을 흐른 중간압 냉매가, 수평 통로부(82f) 및 인젝션 포트(82g)를 개재하여, 압축실(Sc)에 공급된다.

압축실(Sc)은, 냉매의 압축이 진행됨에 따라, 인젝션 포트(82g)와 연통하지 않게 된다. 압축실(Sc) 내의 냉매는, 압축실(Sc)의 용적이 감소함에 따라 압축되고, 최종적으로 고압의 가스 냉매가 된다. 고압의 가스 냉매는, 고정측 경판(82a)의 중심 부근에 위치하는 토출구(82d)로부터 토출된다. 그 후, 고압의 가스 냉매는, 고정 스크롤(82) 및 하우징(88)에 형성된 도시되지 않는 냉매 통로를 통과해, 고압 공간(Sh)에 유입된다. 고압 공간(Sh)에 유입된, 스크롤 압축 기구(81)에 의한 압축 후의, 냉동 사이클에 있어서의 고압의 가스 냉매는, 토출관(18)으로부터 토출된다.

이 공기 조화 장치(1a)에서는, 이코노마이저 인젝션 배관(40a)을 흐른 냉매가 압축기(21a)의 중간압의 영역에 합류함으로써, 압축기(21a)의 중간압의 냉매의 온도를 저하시키는 것이 가능해지기 때문에, 냉동 사이클에 있어서의 운전 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

(5-1-8) 제1 실시형태의 변형예 C

상기 제1 실시형태의 변형예 B에서는, 압축기로서 스크롤 압축기를 예로 들어 설명했다.

이에 대해, 제1 실시형태에 있어서 이용되는 압축기로서는, 후술하는 제2 실시형태에 있어서 기재된 로터리 압축기인 압축기(21b)여도 된다.

(5-2) 제2 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 5e, 개략 제어 블록 구성도인 도 5f를 참조하면서, 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1b)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(5-2-1) 실외 유닛(20)

제2 실시형태의 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)의 압축기(21), 저압 리시버(41), 흡입 인젝션 배관(40), 과냉각 팽창 밸브(48), 과냉각 열교환기(47), 과냉각 온도 센서(67)는 설치되어 있지 않고, 대신에, 압축기(21b), 고압 리시버(42), 중간 인젝션 배관(46), 중간 인젝션 팽창 밸브(49)가 설치되어 있다.

고압 리시버(42)는, 냉매 회로(10)의 주유로에 있어서 실외 팽창 밸브(24)와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다. 고압 리시버(42)는, 실외 팽창 밸브(24)측으로부터 연장되는 배관의 단부와, 액측 폐쇄 밸브(29)측으로부터 연장되는 배관의 단부 양쪽 모두가 내부 공간에 위치하고 있고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다.

중간 인젝션 배관(46)은, 고압 리시버(42)의 내부 공간 중 가스 영역으로부터 연장되어 있고, 압축기(21b)의 중간압의 영역에 접속되어 있는 배관이다. 중간 인젝션 팽창 밸브(49)는, 중간 인젝션 배관(46)의 도중에 설치되어 있으며, 밸브 개도를 제어 가능하다.

(5-2-2) 실내 유닛(30)

제2 실시형태의 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)은, 제1 실시형태의 것과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

(5-2-3) 냉방 운전 모드 및 난방 운전 모드

이상의 공기 조화 장치(1b)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 중간 인젝션 팽창 밸브(49)는, 고압 리시버(42)로부터 흘러 온 냉매를, 압축기(21b)에 있어서의 중간 압력까지 줄이도록 제어된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(24)는, 예를 들면, 압축기(21b)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 중간 인젝션 팽창 밸브(49)는, 고압 리시버(42)로부터 흘러 온 냉매를, 압축기(21b)에 있어서의 중간 압력까지 줄이도록 제어된다.

(5-2-4) 압축기(21b)

압축기(21b)는, 도 5g에 나타내는 바와 같이, 1실린더형의 로터리 압축기로서, 케이싱(111)과, 케이싱(111) 내에 배치되는 구동 기구(120) 및 압축 기구(130)를 구비한, 로터리 압축기이다. 이 압축기(21b)는, 케이싱(111) 내에 있어서, 압축 기구(130)가, 구동 기구(120)의 하측에 배치된다.

(5-2-4-1) 구동 기구

구동 기구(120)는, 케이싱(111)의 내부 공간의 상부에 수용되어 있으며, 압축 기구(130)를 구동한다. 구동 기구(120)는, 구동원이 되는 모터(121)와, 모터(121)에 장착되는 구동축인 크랭크 샤프트(122)를 갖는다.

모터(121)는, 크랭크 샤프트(122)를 회전 구동시키기 위한 모터이며, 주로, 로터(123)와, 스테이터(124)를 갖고 있다. 로터(123)는, 그 내부 공간에 크랭크 샤프트(122)가 끼워져 있으며, 크랭크 샤프트(122)와 함께 회전한다. 로터(123)는, 적층된 전자 강판과, 로터 본체에 매설된 자석으로 이루어진다. 스테이터(124)는, 로터(123)의 경방향 외측에 소정의 공간을 개재하여 배치된다. 스테이터(124)는, 적층된 전자 강판과, 스테이터 본체에 감긴 코일로 이루어진다. 모터(121)는, 코일에 전류를 흘림으로써 스테이터(124)에 발생하는 전자력에 의해, 로터(123)를 크랭크 샤프트(122)와 함께 회전시킨다.

크랭크 샤프트(122)는, 로터(123)에 끼워지며, 회전축을 중심으로 회전한다. 또, 크랭크 샤프트(122)의 편심부인 크랭크핀(122a)은, 도 5h에 나타내는 바와 같이, 압축 기구(130)의 피스톤(131)의 롤러(180)(후술)에 삽입 통과되어 있고, 로터(123)로부터의 회전력을 전달 가능한 상태에서 롤러(180)에 끼워져 있다. 크랭크 샤프트(122)는, 로터(123)의 회전에 따라 회전하고, 크랭크핀(122a)을 편심 회전시켜, 압축 기구(130)의 피스톤(131)의 롤러(180)를 공전시킨다. 즉, 크랭크 샤프트(122)는, 모터(121)의 구동력을 압축 기구(130)에 전달하는 기능을 갖고 있다.

(5-2-4-2) 압축 기구

압축 기구(130)는, 케이싱(111) 내의 하부 측에 수용되어 있다. 압축 기구(130)는, 흡입관(196)을 개재하여 흡입한 냉매를 압축한다. 압축 기구(130)는, 로터리형의 압축 기구이며, 주로, 프런트 헤드(140)와, 실린더(150)와, 피스톤(131)과, 리어 헤드(160)로 이루어진다. 또, 압축 기구(130)의 압축실(S1)에서 압축된 냉매는, 프런트 헤드(140)에 형성되어 있는 프런트 헤드 토출 구멍(141a)으로부터, 프런트 헤드(140) 및 머플러(170)에 둘러싸인 머플러 공간(S2)을 거쳐, 모터(121)가 배치되고 토출관(125)의 하단이 위치하는 공간으로 토출된다.

(5-2-4-2-1) 실린더

실린더(150)는, 금속제의 주조 부재이다. 실린더(150)는, 원통형의 중앙부(150a)와, 중앙부(150a)로부터 부속의 어큐뮬레이터(195)측으로 연장되는 제1 외연부(150b)와, 중앙부(150a)로부터 제1 외연부(150b)와는 반대측으로 연장되는 제2 외연부(150c)를 갖고 있다. 제1 외연부(150b)에는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 흡입하는 흡입 구멍(151)이 형성되어 있다. 중앙부(150a)의 내주면(150a1)의 내측의 원기둥형 공간은, 흡입 구멍(151)으로부터 흡입되는 냉매가 유입되는 실린더실(152)이 된다. 흡입 구멍(151)은, 실린더실(152)로부터 제1 외연부(150b)의 외주면을 향해 연장되며, 제1 외연부(150b)의 외주면에 있어서 개구되어 있다. 이 흡입 구멍(151)에는, 어큐뮬레이터(195)로부터 연장되는 흡입관(196)의 선단부가 삽입된다. 또, 실린더실(152) 내에는, 실린더실(152) 내에 유입된 냉매를 압축하기 위한 피스톤(131) 등이 수용된다.

실린더(150)의 원통형의 중앙부(150a)에 의해 형성되는 실린더실(152)은, 그 하단인 제1 단이 개구되어 있고, 또, 그 상단인 제2 단도 개구되어 있다. 중앙부(150a)의 하단인 제1 단은, 후술하는 리어 헤드(160)에 의해 막힌다. 또, 중앙부(150a)의 상단인 제2 단은, 후술하는 프런트 헤드(140)에 의해 막힌다.

또, 실린더(150)에는, 후술하는 부시(135) 및 블레이드(190)가 배치되는 블레이드 요동 공간(153)이 형성되어 있다. 블레이드 요동 공간(153)은, 중앙부(150a)와 제1 외연부(150b)에 걸쳐 형성되어 있고, 부시(135)를 개재하여 피스톤(131)의 블레이드(190)가 실린더(150)에 요동 가능하게 지지된다. 블레이드 요동 공간(153)은, 평면적으로는, 흡입 구멍(151)의 근방을, 실린더실(152)로부터 외주 측을 향해 연장되도록 형성되어 있다.

(5-2-4-2-2) 프런트 헤드

프런트 헤드(140)는, 도 5g에 나타내는 바와 같이, 실린더(150)의 상단인 제2 단의 개구를 폐색하는 프런트 헤드 원판부(141)와, 프런트 헤드 원판부(141)의 중앙의 프런트 헤드 개구의 둘레 가장자리로부터 상방향으로 연장되는 프런트 헤드 보스부(142)를 갖는다. 프런트 헤드 보스부(142)는, 원통형이며, 크랭크 샤프트(122)의 베어링으로서 기능한다.

프런트 헤드 원판부(141)에는, 도 5h에 나타내는 평면 위치에, 프런트 헤드 토출 구멍(141a)이 형성되어 있다. 프런트 헤드 토출 구멍(141a)으로부터는, 실린더(150)의 실린더실(152)에 있어서 용적이 변화하는 압축실(S1)에서 압축된 냉매가, 단속적으로 토출된다. 프런트 헤드 원판부(141)에는, 프런트 헤드 토출 구멍(141a)의 출구를 개폐하는 토출 밸브가 설치되어 있다. 이 토출 밸브는, 압축실(S1)의 압력이 머플러 공간(S2)의 압력보다 높아졌을 때에 압력 차에 의해 열리고, 프런트 헤드 토출 구멍(141a)으로부터 머플러 공간(S2)으로 냉매를 토출시킨다.

(5-2-4-2-3) 머플러

머플러(170)는, 도 5g에 나타내는 바와 같이, 프런트 헤드(140)의 프런트 헤드 원판부(141)의 둘레 가장자리부의 상면에 장착되어 있다. 머플러(170)는, 프런트 헤드 원판부(141)의 상면 및 프런트 헤드 보스부(142)의 외주면과 함께 머플러 공간(S2)을 형성하여, 냉매의 토출에 수반하는 소음의 저감을 도모하고 있다. 머플러 공간(S2)과 압축실(S1)은, 상술한 바와 같이, 토출 밸브가 열려 있을 때에는 프런트 헤드 토출 구멍(141a)을 개재하여 연통된다.

또, 머플러(170)에는, 프런트 헤드 보스부(142)를 관통시키는 중앙 머플러 개구와, 머플러 공간(S2)으로부터 상방의 모터(121)의 수용 공간으로 냉매를 흘리는 머플러 토출 구멍이 형성되어 있다.

또한, 머플러 공간(S2), 모터(121)의 수용 공간, 토출관(125)이 위치하는 모터(121)의 상방의 공간, 압축 기구(130)의 하방에 윤활유가 모여 있는 공간 등은, 모두 연결되어 있어, 압력이 동일한 고압 공간을 형성하고 있다.

(5-2-4-2-4) 리어 헤드

리어 헤드(160)는, 실린더(150)의 하단인 제1 단의 개구를 폐색하는 리어 헤드 원판부(161)와, 리어 헤드 원판부(161)의 중앙 개구의 둘레 가장자리부로부터 하방으로 연장되는 베어링으로서의 리어 헤드 보스부(162)를 갖는다. 프런트 헤드 원판부(141), 리어 헤드 원판부(161), 및 실린더(150)의 중앙부(150a)는, 도 5h에 나타내는 바와 같이, 실린더실(152)을 형성한다. 프런트 헤드 보스부(142) 및 리어 헤드 보스부(162)는, 원통형상의 보스부이며, 크랭크 샤프트(122)를 축지지한다.

리어 헤드 원판부(161)에는, 공급 유로(161a)가 형성되어 있다. 공급 유로(161a)는, 케이싱(111)에 형성된 인젝션용의 구멍(도시하지 않음)과 연결되어 있으며, 중간 인젝션 배관(46)과 연결된다. 공급 유로(161a)는, 케이싱(111)의 인젝션용의 구멍으로부터 크랭크 샤프트(122)의 회전축(CA)을 향해 수평으로 연장되고, 도중에서 위를 향해 절곡되어, 리어 헤드 원판부(161)의 상면에 개구되어 있다. 이 공급 유로(161a)의 출구 개구(161a1)는, 도 5h에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 평면 위치에 개구되어 있다. 즉, 공급 유로(161a)의 출구 개구(161a1)는, 실린더(150)의 중앙부(150a)의 내주면(150a1)의 내측의 실린더실(152)에 개구되어 있다. 이 공급 유로(161a)는, 압축기(21b)의 외부로부터 도입되는 중간압의 냉매를, 피스톤(131)의 롤러(180)의 공전 각도가 일정 범위에 있을 때에, 실린더실(152)에 있어서 용적 변화하는 압축실(S1)에 흘리는 역할을 한다. 따라서, 피스톤(131)의 롤러(180)의 공전 각도가 상술한 일정 범위 이외의 소정 범위에 있을 때에는, 롤러(180)의 하단면의 일부에 의해 막힌다.

(5-2-4-2-5) 피스톤

피스톤(131)은, 실린더실(152)에 배치되며, 크랭크 샤프트(122)의 편심부인 크랭크핀(122a)에 장착되어 있다. 피스톤(131)은, 롤러(180)와 블레이드(190)가 일체화된 부재이다. 피스톤(131)의 블레이드(190)는, 실린더(150)에 형성되어 있는 블레이드 요동 공간(153)에 배치되며, 상술한 바와 같이, 부시(135)를 개재하여 실린더(150)에 요동 가능하게 지지된다. 또, 블레이드(190)는, 부시(135)와 슬라이딩 가능하게 되어 있고, 운전 중에는, 요동함과 더불어, 크랭크 샤프트(122)로부터 멀어지거나 크랭크 샤프트(122)에 가까워지거나 하는 움직임을 반복한다.

롤러(180)는, 롤러 하단면인 제1 단면(181a)이 형성되어 있는 제1 단부(181)와, 롤러 상단면인 제2 단면(182a)이 형성되어 있는 제2 단부(182)와, 그들 제1 단부(181)와 제2 단부(182) 사이에 위치하는 중앙부(183)로 구성되어 있다. 중앙부(183)는, 도 5i에 나타내는 바와 같이, 내경 D2, 외경 D1인 원통형상의 부분이다. 제1 단부(181)는, 내경 D3, 외경 D1인 원통형상의 제1 본체부(181b)와, 그 제1 본체부(181b)로부터 내측으로 돌출하는 제1 돌출부(181c)로 구성된다. 제1 본체부(181b)의 외경 D1는, 중앙부(183)의 외경 D1과 같은 치수이다. 또, 제1 본체부(181b)의 내경 D3은, 중앙부(183)의 내경 D2보다 크다. 제2 단부(182)는, 내경 D3, 외경 D1인 원통형상의 제2 본체부(182b)와, 그 제2 본체부(182b)로부터 내측으로 돌출하는 제2 돌출부(182c)로 구성된다. 제2 본체부(182b)의 외경 D1는, 제1 본체부(181b)의 외경 D1과 마찬가지로, 중앙부(183)의 외경 D1과 같은 치수이다. 또, 제2 본체부(182b)의 내경 D3은, 제1 본체부(181b)의 내경 D3과 같은 치수이며, 중앙부(183)의 내경 D2보다 크다. 제1 돌출부(181c)의 내면(181c1) 및 제2 돌출부(182c)의 내면(182c1)은, 크랭크 샤프트(122)의 회전축 방향에서 봤을 때, 중앙부(183)의 내주면(183a1)과 거의 겹친다. 상세하게는, 제1 돌출부(181c)의 내면(181c1) 및 제2 돌출부(182c)의 내면(182c1)은, 평면에서 봤을 때, 중앙부(183)의 내주면(183a1)보다 조금 외측에 위치하고 있다. 이와 같이, 제1 돌출부(181c) 및 제2 돌출부(182c)를 제외하면, 제1 본체부(181b) 및 제2 본체부(182b)의 내경 D3이 중앙부(183)의 내경 D2보다 크게 되어 있기 때문에, 제1 단부(181)와 중앙부(183)의 경계의 높이 위치에는 제1 단차면(183a2)이 형성되고, 제2 단부(182)와 중앙부(183)의 경계의 높이 위치에는 제2 단차면(183a3)이 형성된다(도 5i 참조).

롤러(180)의 제1 단부(181)의 환상의 제1 단면(181a)은, 리어 헤드 원판부(161)의 상면과 접하고 있으며, 리어 헤드 원판부(161)의 상면과 슬라이딩한다. 롤러(180)의 제1 단면(181a)은, 경방향의 폭이 부분적으로 커지고 있는 제1 폭광면(181a1)을 포함하고 있다. 제1 단부(181)의 제1 돌출부(181c), 및, 그 외방에 위치하는 제1 단부(181)의 제1 본체부(181b)의 일부가, 제1 폭광면(181a1)을 형성하고 있다(도 5i참조).

롤러(180)의 제2 단부(182)의 환상의 제2 단면(182a)은, 프런트 헤드 원판부(141)의 하면과 접하고 있으며, 프런트 헤드 원판부(141)의 하면과 슬라이딩한다. 롤러(180)의 제2 단면(182a)은, 경방향의 폭이 부분적으로 커지고 있는 제2 폭광면(182a1)을 포함하고 있다. 제2 폭광면(182a1)은, 크랭크 샤프트(122)의 회전축 방향에서 봤을 때, 제1 폭광면(181a1)과 같은 위치에 있다. 제2 단부(182)의 제2 돌출부(182c), 및, 그 외방에 위치하는 제2 단부(182)의 제2 본체부(182b)의 일부가 제2 폭광면(182a1)을 형성하고 있다.

피스톤(131)의 롤러(180) 및 블레이드(190)는, 도 5h에 나타내는 바와 같이, 실린더실(152)를 나누는 형태로, 피스톤(131)의 공전에 의해 용적이 변화하는 압축실(S1)을 형성하고 있다. 압축실(S1)은, 실린더(150)의 중앙부(150a)의 내주면(150a1), 리어 헤드 원판부(161)의 상면, 프런트 헤드 원판부(141)의 하면 및 피스톤(131)에 의해 둘러싸이는 공간이다. 피스톤(131)의 공전에 따라 압축실(S1)의 용적이 변화하여, 흡입 구멍(151)으로부터 흡입된 저압의 냉매가 압축되고 고압의 냉매가 되어, 프런트 헤드 토출 구멍(141a)으로부터 머플러 공간(S2)으로 토출된다.

(5-2-4-3) 동작

이상의 압축기(121b)에서는, 크랭크핀(122a)의 편심 회전에 의해 공전하는 압축 기구(130)의 피스톤(131)의 움직임에 의해, 압축실(S1)의 용적이 변화한다. 구체적으로는, 우선, 피스톤(131)이 공전해가는 동안에, 흡입 구멍(151)으로부터 저압의 냉매가 압축실(S1)에 흡입된다. 흡입 구멍(151)에 면한 압축실(S1)은, 냉매를 흡입하고 있을 때에는, 그 용적이 점점 커진다. 또한 피스톤(131)이 공전하면, 압축실(S1)과 흡입 구멍(151)의 연통 상태가 해소되어, 압축실(S1)에서의 냉매 압축이 시작된다. 그 후, 공급 유로(161a)의 출구 개구(161a1)로부터 압축실(S1)로 중간압의 냉매가 인젝션된 후, 프런트 헤드 토출 구멍(141a)과 연통 상태가 되는 압축실(S1)은, 그 용적이 상당히 작아져, 냉매의 압력도 높아진다. 그 때에는, 피스톤(131)의 롤러(180)의 제1 단면(181a)의 제1 폭광면(181a1)이, 리어 헤드 원판부(161)의 공급 유로(161a)의 출구 개구(161a1)를 막고 있어, 중간압의 냉매의 압축실(S1)로의 인젝션은 되지 않은 상태가 된다. 그 후, 피스톤(131)이 추가로 공전함으로써, 고압이 된 냉매가, 프런트 헤드 토출 구멍(141a)으로부터 토출 밸브를 밀어 열어, 머플러 공간(S2)으로 토출된다. 머플러 공간(S2)에 도입된 냉매는, 머플러(170)의 머플러 토출 구멍으로부터 머플러 공간(S2)의 상방의 공간으로 배출된다. 머플러 공간(S2)의 외부로 배출된 냉매는, 모터(121)의 로터(123)와 스테이터(124) 사이의 공간을 통과해, 모터(121)를 냉각한 후에, 토출관(125)으로부터 토출된다.

(5-2-5) 제2 실시형태의 특징

이상의 제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 마찬가지로, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1b)에서는, 중간 인젝션 배관(46)을 흐른 냉매가 압축기(21b)의 중간압의 영역에 합류함으로써, 압축기(21b)의 중간압의 냉매의 온도를 저하시키는 것이 가능해지기 때문에, 냉동 사이클에 있어서의 운전 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

(5-2-6) 제2 실시형태의 변형예 A

상기 제2 실시형태에서는, 복수의 실내 유닛이 병렬로 접속된 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 1개의 실내 유닛이 직렬로 접속된 것이어도 된다.

(5-2-7) 제2 실시형태의 변형예 B

상기 제2 실시형태에서는, 압축기(21b)로서 로터리 압축기를 예로 들어 설명했다.

이에 대해, 제2 실시형태에 있어서 이용되는 압축기로서는, 상기 제1 실시형태의 변형예 B에 있어서 기재된 스크롤 압축기인 압축기(21a)여도 된다.

(5-2-8) 제2 실시형태의 변형예 C

상기 제2 실시형태에서는, 고압 리시버(42) 내의 가스 냉매를 중간 인젝션 배관(46)에 의해, 압축기(21b)의 중간압의 영역에 합류시키는 경우를 예로 들어 설명했다.

이에 대해, 제2 실시형태에 있어서의 고압 리시버(42) 내의 가스 냉매는, 압축기의 중간압의 영역이 아닌, 흡입측에 합류시키도록 해도 된다. 이 경우에는, 압축기에 흡입되는 냉매의 온도를 저하시킴으로써, 냉동 사이클에 있어서의 운전 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

(6) 제6 그룹의 기술의 실시형태

(6-1) 제1 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 6a, 개략 제어 블록 구성도인 도 6b를 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 열원 유닛으로서의 실외 유닛(20)을 구비한 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1)에 대하여 설명한다.

공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행함으로써, 대상 공간의 공기를 조화시키는 장치이다.

공기 조화 장치(1)는, 주로, 실외 유닛(20)과, 실내 유닛(30)과, 실외 유닛(20)과 실내 유닛(30)을 접속하는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)과, 입력 장치 및 출력 장치로서의 도시하지 않은 리모컨과, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)를 갖고 있다. 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력은, 예를 들면, 4.5MPa(3/8인치인 것) 이상 5.0MPa(4/8인치인 것) 이하로 할 수 있다.

공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 회로(10) 내에 봉입된 냉매가, 압축되고, 냉각 또는 응축되며, 감압되고, 가열 또는 증발된 후에, 다시 압축된다고 하는 냉동 사이클이 행해진다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(6-1-1) 실외 유닛(20)

실외 유닛(20)은, 외관이 대략 직방체 상자 형상이며, 내부가 칸막이 판 등에 의해 분할됨으로써, 송풍기실 및 기계실이 형성된 구조(이른바, 트렁크형 구조)를 갖고 있다.

이 실외 유닛(20)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 통하여 실내 유닛(30)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 실외 유닛(20)은, 주로, 압축기(21)와, 사로 전환 밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 실외 팽창 밸브(24)와, 실외 팬(25)과, 액측 폐쇄 밸브(29)와, 가스측 폐쇄 밸브(28)를 갖고 있다.

실외 유닛(20)은, 설계 압력(게이지 압력)이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배(액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 내압 압력)보다 낮은 것이다. 이와 같은 실외 유닛(20)의 설계 압력은, 예를 들면, 4.0MPa 이상 4.5MPa 이하로 할 수 있다.

압축기(21)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 여기에서는, 압축기(21)로서, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식의 압축 요소(도시 생략)가 압축기 모터에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조의 압축기가 사용되고 있다. 압축기 모터는, 용량을 변화시키기 위한 것이며, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 또한, 압축기(21)에는, 흡입측에 있어서, 도시하지 않은 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태의 실외 유닛(20)은, 당해 부속 어큐뮬레이터보다 큰 냉매 용기(압축기(21)의 흡입측에 배치되는 저압 리시버나 실외 열교환기(23)의 액측에 배치되는 고압 리시버 등)를 갖고 있지 않다.

사로 전환 밸브(22)는, 접속 상태를 전환함으로써, 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태와, 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태를 전환할 수 있다.

실외 열교환기(23)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다. 실외 열교환기(23)는, 복수의 전열 핀과, 이것에 관통 고정된 복수의 전열 관을 갖고 있다.

실외 팬(25)은, 실외 유닛(20) 내에 실외의 공기를 흡입하고, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 일으킨다. 실외 팬(25)은, 실외 팬 모터에 의해 회전 구동된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 실외 팬(25)은, 1개만 설치되어 있다.

실외 팽창 밸브(24)는, 밸브 개도(開度)를 제어 가능하고, 실외 열교환기(23)의 액측 단부와 액측 폐쇄 밸브(29)의 사이에 설치되어 있다.

액측 폐쇄 밸브(29)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

가스측 폐쇄 밸브(28)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 가스측 냉매 연락 배관(5)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

실외 유닛(20)은, 실외 유닛(20)을 구성하는 각부의 동작을 제어하는 실외 유닛 제어부(27)를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, 각 실내 유닛(30)의 실내 유닛 제어부(34)와 통신선을 통하여 접속되어 있고, 제어 신호 등의 송수신을 행한다. 또, 실외 유닛 제어부(27)는, 도시하지 않은 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있고, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

이 실외 유닛 제어부(27)(및 이것을 포함하는 컨트롤러(7))는, 냉매의 제어 압력(게이지 압력)의 상한값이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배(액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 내압 압력)보다 낮아지도록 설정되어 있다.

(6-1-2) 실내 유닛(30)

실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 벽면 등에 설치되어 있다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 통하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 또한, 실내 유닛(30)의 설계 압력은, 실외 유닛(20)과 동일하게, 예를 들면, 4.0MPa 이상 4.5MPa 이하로 할 수 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32) 등을 갖고 있다.

실내 열교환기(31)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 접속되고, 가스측단이, 가스측 냉매 연락 배관(5)과 접속되어 있다. 실내 열교환기(31)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다. 실내 열교환기(31)는, 복수의 전열 핀과, 이것에 관통 고정된 복수의 전열 관을 갖고 있다.

실내 팬(32)은, 실내 유닛(30) 내에 실내의 공기를 흡입하고, 실내 열교환기(31)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 일으킨다. 실내 팬(32)은, 도시하지 않은 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

또, 실내 유닛(30)은, 실내 유닛(30)을 구성하는 각부의 동작을 제어하는 실내 유닛 제어부(34)를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, 실외 유닛 제어부(27)와 통신선을 통하여 접속되어 있고, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

실내 유닛 제어부(34)는, 실내 유닛(30) 내에 설치되어 있는 도시하지 않은 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있고, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

(6-1-3) 컨트롤러(7)의 상세

공기 조화 장치(1)에서는, 실외 유닛 제어부(27)와 실내 유닛 제어부(34)가 통신선을 통하여 접속됨으로써, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)가 구성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 주로, CPU(중앙 연산 처리 장치)와, ROM이나 RAM 등의 메모리를 갖고 있다. 또한, 컨트롤러(7)에 의한 각종 처리나 제어는, 실외 유닛 제어부(27) 및/또는 실내 유닛 제어부(34)에 포함되는 각부가 일체적으로 기능함으로써 실현되고 있다.

(6-1-4) 운전 모드

이하, 운전 모드에 대하여 설명한다.

운전 모드로서는, 냉방 운전 모드와 난방 운전 모드가 설치되어 있다.

컨트롤러(7)는, 리모컨 등으로부터 받아들인 지시에 의거하여, 냉방 운전 모드인지 난방 운전 모드인지를 판단하여, 실행한다.

(6-1-4-1) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 실외 팽창 밸브(24), 실내 열교환기(31)의 순서대로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 냉방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되어 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 냉각 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된 가스 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외측 공기와 열교환을 행하여 응축되고, 액냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)를 통과할 때에 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행하여 증발되며, 가스 냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된 가스 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다.

가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(6-1-4-2) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 난방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실내 열교환기(31), 실외 팽창 밸브(24), 실외 열교환기(23)의 순으로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 난방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되어 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 난방 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 여기에서, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 압력의 최댓값이, 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록, 압축기(21)의 구동 주파수와 실외 팬(25)의 풍량 중 적어도 어느 하나가 제어된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행하여 응축되며, 기액 이상(二相) 상태의 냉매 또는 액냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)으로 흘러 간다.

액측 냉매 연락 배관(6)을 흐른 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)의 액측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유입된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외 공기와 열교환을 행하여 증발되고, 가스 냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(6-1-5) 제1 실시형태의 특징

상술의 공기 조화 장치(1)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1)에서는, 실외 유닛(20)의 설계 압력이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮은 것이 이용되고 있다. 또, 공기 조화 장치(1)의 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)는, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록, 설정되어 있다. 이 때문에, 상기 특정의 냉매 A~D를 이용한 경우이더라도, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 손상을 억제시키는 것이 가능하게 되어 있다.

(6-1-6) 제1 실시형태의 변형예 A

상기 제1 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

(6-1-7) 제1 실시형태의 변형예 B

상기 제1 실시형태에서는, 실외 유닛(20)의 설계 압력이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮고, 또한, 실외 유닛(20)의 실외 유닛 제어부(27)에 대하여 냉매의 제어 압력의 상한값이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록 설정되어 있는 경우를 예로 들어 설명했다.

이것에 대하여, 예를 들면, 설계 압력이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배 이상의 실외 유닛(20)이더라도, 냉매의 제어 압력의 상한값으로서 복수 종류 중에서 선택 가능하게 구성되어 있고, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록 설정 가능한 실외 유닛 제어부(27)를 갖는 실외 유닛(20)이면, 상기 실시형태의 공기 조화 장치(1)에 있어서 이용할 수 있다.

(6-2) 제2 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 6c, 개략 제어 블록 구성도인 도 6d를 참조하면서, 제2 실시형태에 따른 열원 유닛으로서의 실외 유닛(20)을 구비한 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1a)에 대하여 설명한다.

이하, 주로, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 대하여, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(6-2-1) 실외 유닛(20)

제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)에서는, 실외 팬(25)으로서, 제1 실외 팬(25a)과 제2 실외 팬(25b)이 설치되어 있다. 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)의 실외 열교환기(23)는, 제1 실외 팬(25a) 및 제2 실외 팬(25b)으로부터 받는 공기 흐름에 대응하도록, 넓은 열교환 면적이 확보되어 있다. 또한, 실외 유닛(20)은, 상기 제1 실시형태와 동일하게, 설계 압력(게이지 압력)이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배(액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 내압 압력)보다 낮다. 이와 같은 실외 유닛(20)의 설계 압력은, 예를 들면, 4.0MPa 이상 4.5MPa 이하로 할 수 있다.

공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)의 실외 팽창 밸브(24) 대신에, 실외 열교환기(23)의 액측으로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이에 있어서, 제1 실외 팽창 밸브(44), 중간압 리시버(41), 제2 실외 팽창 밸브(45)가 순차적으로 설치되어 있다. 제1 실외 팽창 밸브(44) 및 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 밸브 개도를 제어 가능하다. 중간압 리시버(41)는, 제1 실외 팽창 밸브(44)측으로부터 연장되는 배관의 단부와, 제2 실외 팽창 밸브(45)측으로부터 연장되는 배관의 단부의 양쪽 모두가 내부 공간에 위치하고 있어, 냉매를 저장할 수 있는 용기이다. 또한, 중간압 리시버(41)의 내용적은, 압축기(21)에 부속된 부속 어큐뮬레이터의 내용적보다 크고, 2배 이상인 것이 바람직하다.

제2 실시형태의 실외 유닛(20)은, 대략 직방체 상자 형상이며, 연직으로 연장되는 칸막이 판 등에 의해 분할됨으로써 송풍기실 및 기계실이 형성된 구조(이른바, 트렁크형 구조)를 갖고 있다.

실외 열교환기(23)는, 예를 들면, 복수의 전열 핀과, 이것에 관통 고정된 복수의 전열 관을 갖고 있다. 이 실외 열교환기(23)는, 평면에서 보았을 때 L자 형상이 되도록 배치되어 있다.

또한, 제2 실시형태의 실외 유닛(20)에 대해서도, 실외 유닛 제어부(27)(및 이것을 포함하는 컨트롤러(7))는, 냉매의 제어 압력(게이지 압력)의 상한값이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배(액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 내압 압력)보다 낮아지도록 설정되어 있다.

이상의 공기 조화 장치(1a)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 난방 운전 모드에서는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 압력의 최댓값이, 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록, 압축기(21)의 구동 주파수와 실외 팬(25)의 풍량 중 적어도 어느 하나가 제어된다.

(6-2-2) 실내 유닛(30)

제2 실시형태의 실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 상방 공간에 매달림으로써 설치되거나, 천장면에 대하여 설치되거나, 벽면에 대하여 설치되어 이용된다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 통하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 또한, 실내 유닛(30)의 설계 압력은, 실외 유닛(20)과 동일하게, 예를 들면, 4.0MPa 이상 4.5MPa 이하로 할 수 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32) 등을 갖고 있다.

제2 실시형태의 실내 열교환기(31)는, 복수의 전열 핀과, 이것에 관통 고정된 복수의 전열 관을 갖고 있다.

(6-2-3) 제2 실시형태의 특징

이상의 제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 동일하게, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1a)에서는, 실외 유닛(20)의 설계 압력이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮은 것이 이용되고 있다. 또, 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)는, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록, 설정되어 있다. 이 때문에, 상기 특정의 냉매 A~D를 이용한 경우이더라도, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 손상을 억제시키는 것이 가능하게 되어 있다.

(6-2-4) 제2 실시형태의 변형예 A

상기 제2 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

(6-2-5) 제2 실시형태의 변형예 B

상기 제2 실시형태에서는, 실외 유닛(20)의 설계 압력이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮고, 또한, 실외 유닛(20)의 실외 유닛 제어부(27)에 대하여 냉매의 제어 압력의 상한값이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록 설정되어 있는 경우를 예로 들어 설명했다.

이것에 대하여, 예를 들면, 설계 압력이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배 이상인 실외 유닛(20)이더라도, 냉매의 제어 압력의 상한값으로서 복수 종류 중에서 선택 가능하게 구성되어 있고, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록 설정 가능한 실외 유닛 제어부(27)를 갖는 실외 유닛(20)이면, 상기 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 있어서 이용할 수 있다.

(6-3) 제3 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 6e, 개략 제어 블록 구성도인 도 6f를 참조하면서, 제3 실시형태에 따른 열원 유닛으로서의 실외 유닛(20)을 구비한 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1b)에 대하여 설명한다.

이하, 주로, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 대하여, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(6-3-1) 실외 유닛(20)

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)에 있어서, 저압 리시버(26), 과냉각 열교환기(47) 및 과냉각 회로(46)가 설치되어 있다. 또한, 실외 유닛(20)은, 상기 제1 실시형태와 동일하게, 설계 압력(게이지 압력)이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배(액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 내압 압력)보다 낮고, 복수의 실내 유닛(30, 35)을 갖는 본 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 있어서는 후술하는 분기관(5a, 5b, 6a, 6b)의 설계 압력보다 낮은 것이 바람직하다. 이와 같은 실외 유닛(20)의 설계 압력은, 예를 들면, 4.0MPa 이상 4.5MPa 이하로 할 수 있다.

저압 리시버(26)는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 하나로부터 압축기(21)의 흡입측에 도달하기 까지의 사이에 설치되어, 냉매를 저장할 수 있는 용기이다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 압축기(21)가 갖는 부속의 어큐뮬레이터와는 별도로 설치되어 있다. 또한, 저압 리시버(26)의 내용적은, 압축기(21)에 부속된 부속 어큐뮬레이터의 내용적보다 크고, 2배 이상인 것이 바람직하다.

과냉각 열교환기(47)는, 실외 팽창 밸브(24)와 액측 폐쇄 밸브(29)의 사이에 설치되어 있다.

과냉각 회로(46)는, 실외 팽창 밸브(24)와 과냉각 열교환기(47) 사이의 주회로로부터 분기하여, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 하나로부터 저압 리시버(26)에 이르기까지의 도중의 부분에 합류하도록 연장된 회로이다. 과냉각 회로(46)의 도중에는, 통과하는 냉매를 감압시키는 과냉각 팽창 밸브(48)가 설치되어 있다. 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매이며, 과냉각 팽창 밸브(48)에서 감압된 냉매는, 과냉각 열교환기(47)에 있어서, 주회로측을 흐르는 냉매와의 사이에서 열교환을 행한다. 이것에 의하여, 주회로측을 흐르는 냉매는 더욱 냉각되고, 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매는 증발한다.

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)은, 예를 들면, 하방으로부터 내부에 공기를 받아들여 상방으로부터 외부로 공기를 취출하는 상취형 구조로 불리는 것이어도 된다.

또한, 제3 실시형태의 실외 유닛(20)에 대해서도, 실외 유닛 제어부(27)(및 이것을 포함하는 컨트롤러(7))는, 냉매의 제어 압력(게이지 압력)의 상한값이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배(액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 내압 압력)보다 낮아지도록 설정되어 있고, 복수의 실내 유닛(30, 35)을 갖는 본 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 있어서는 후술하는 분기관(5a, 5b, 6a, 6b)의 설계 압력보다 낮아지도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.

(6-3-2) 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)

또, 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30) 대신에, 서로 병렬로 설치된 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)을 갖고 있다. 또한, 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)의 각 설계 압력은, 실외 유닛(20)과 동일하게, 예를 들면, 4.0MPa 이상 4.5MPa 이하로 할 수 있다.

제1 실내 유닛(30)은, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30)과 동일하게 제1 실내 열교환기(31)와 제1 실내 팬(32)과 제1 실내 유닛 제어부(34)가 설치되어 있고, 또한, 제1 실내 열교환기(31)의 액측에 있어서 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 밸브 개도가 제어 가능하다. 제1 실내 유닛(30)은, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)의 실내 유닛측 단부로부터 분기하여 연장된 제1 액측 분기관(6a)과 접속되고, 가스측이, 가스측 냉매 연락 배관(5)의 실내 유닛측 단부로부터 분기하여 연장된 제1 가스측 분기관(5a)과 접속되어 있다.

제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 동일하고, 제2 실내 열교환기(36)와 제2 실내 팬(37)과, 제2 실내 유닛 제어부(39)와, 제2 실내 열교환기(36)의 액측에 설치된 제2 실내 팽창 밸브(38)를 갖고 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 밸브 개도가 제어 가능하다. 제2 실내 유닛(35)은, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)의 실내 유닛측 단부로부터 분기하여 연장된 제2 액측 분기관(6b)과 접속되고, 가스측이, 가스측 냉매 연락 배관(5)의 실내 유닛측 단부로부터 분기하여 연장된 제2 가스측 분기관(5b)과 접속되어 있다.

상기 제1 액측 분기관(6a)과 제2 액측 분기관(6b)과 제1 가스측 분기관(5a)과 제2 가스측 분기관(5b)의 각 설계 압력은, 예를 들면, 4.5MPa로 할 수 있다.

또한, 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)의 구체적인 구조는, 상기 제1 실내 팽창 밸브(33)나 제2 실내 팽창 밸브(38)를 제외하고, 제2 실시형태의 실내 유닛(30)과 동일한 구성이다.

또한, 제3 실시형태의 컨트롤러(7)는, 실외 유닛 제어부(27)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)가 서로 통신 가능하게 접속되어 구성되어 있다.

이상의 공기 조화 장치(1b)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 완전 개방 상태로 제어된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 제2 실내 팽창 밸브(38)도 동일하게, 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(45)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 난방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 난방 운전 모드에서는, 예를 들면, 냉매 회로(10)에 있어서의 압력의 최댓값이, 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록, 압축기(21)의 구동 주파수와 실외 팬(25)의 풍량 중 적어도 어느 하나가 제어된다. 또한, 냉매 회로(10)에 있어서의 압력의 최댓값이, 제1 가스측 분기관(5a)과 제2 가스측 분기관(5b)의 설계 압력보다 낮아지도록, 압축기(21)의 구동 주파수와 실외 팬(25)의 풍량 중 적어도 어느 하나가 제어되는 것이 바람직하다.

(6-3-3) 제3 실시형태의 특징

이상의 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 동일하게, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1b)에서는, 실외 유닛(20)의 설계 압력이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮은 것이 이용되고 있다. 또, 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)는, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록, 설정되어 있다. 이 때문에, 상기 특정의 냉매 A~D를 이용한 경우이더라도, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 손상을 억제시키는 것이 가능하게 되어 있다.

(6-3-4) 제3 실시형태의 변형예 A

상기 제3 실시형태에서는, 실외 유닛(20)의 설계 압력이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮고, 또한, 실외 유닛(20)의 실외 유닛 제어부(27)에 대하여 냉매의 제어 압력의 상한값이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록 설정되어 있는 경우를 예로 들어 설명했다.

이것에 대하여, 예를 들면, 설계 압력이 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배 이상의 실외 유닛(20)이더라도, 냉매의 제어 압력의 상한값으로서 복수 종류 중에서 선택 가능하게 구성되어 있고, 액측 냉매 연락 배관(6)과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력의 1.5배보다 낮아지도록 설정 가능한 실외 유닛 제어부(27)를 갖는 실외 유닛(20)이면, 상기 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 있어서 이용할 수 있다.

(6-4) 제4 실시형태

상기 제1~제3 실시형태 및 그 각 변형예에 있어서는, 상기 냉매 A~D 중 어느 하나가 이용되고 있는 신설된 실외 유닛(20)이나 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)를 예로 들어 설명했다.

이것에 대하여, 제4 실시형태에 따른 공기 조화 장치는, 이하에 기술하는 바와 같이, 다른 냉매가 이용되고 있었던 공기 조화 장치에 대하여, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 재이용하면서, 이용하는 냉매를 상기 냉매 A~D 중 어느 하나로 바꿈으로써 갱신된 공기 조화 장치이다.

(6-4-1) R22로부터 갱신된 공기 조화 장치

상기 제1~제3 실시형태 및 그 각 변형예에 있어서의 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)는, R22가 이용되고 있었던 것이며, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매 A~D 중 어느 하나가 이용되도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)여도 된다.

여기에서, 냉매 R22(상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매보다 설계 압력이 낮은 냉매이다)가 이용되고 있었던 공기 조화 장치에서의 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력은, 배관의 외경과 두께, 또한 배관의 재료인 구리관의 재질에 따라 정해져 있다. 이와 같은 액측 냉매 연락 배관(6)이나 가스측 냉매 연락 배관(5)에 일반적으로 사용되는 구리관 중, 설계 압력이 가장 낮은 배관의 외경, 두께, 재질의 조합은, 일반 냉매 배관용 구리관(JIS B 8607)으로부터, φ19.05, 두께 1.0mm, O재인 경우이며, 설계 압력은 3.72MPa(게이지 압력)이다.

이 때문에, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)에서는, 냉매의 제어 압력의 상한값이 3.7MPa(게이지 압력) 이하가 되도록, 실외 열교환기(23)의 전열 면적이나 실외 열교환기(23)에 있어서의 풍량(실외 팬(25)에 의해 송풍되는 공기량)을 설정한다. 또는, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)에 있어서, 냉매의 제어 압력의 상한값이 3.7MPa(게이지 압력) 이하가 되도록 설정한다. 이것에 의하여, 실외 유닛 제어부(27)에서는, 압축기(21)의 운전 주파수를 제어하는 것에 의한 냉매 순환량의 조정, 및, 실외 열교환기(23)에 있어서의 실외 팬(25)의 풍량의 조정을 행하게 된다.

이상에 의하여, 냉매 R22를 사용하고 있었던 공기 조화 장치(구기(舊機))에서 사용되고 있었던 액측 냉매 연락 배관(6)이나 가스측 냉매 연락 배관(5)을, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하여 갱신된 공기 조화 장치(신기(新機))(1, 1a, 1b)의 도입 시에 재이용하는 것이 가능해지고, 그 경우에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)이나 가스측 냉매 연락 배관(5)의 손상을 억제하는 것이 가능해진다.

이 경우, 냉매 A~D 중 어느 하나로 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)의 설계 압력은, R22가 사용되고 있었을 때의 공기 조화 장치에 있어서의 실외 유닛의 설계 압력과 동등하고, 구체적으로는, 3.0MPa 이상 3.7MPa 이하인 것이 바람직하다. 또, R22가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖는 실외 유닛 및 실내 유닛에 대해서는, 재이용해도 되고, 새로운 것을 이용해도 된다.

실외 유닛(20)에 대하여 새로운 것을 이용하는 경우에는, 그 설계 압력 또는 냉매의 제어 압력의 상한값이, R22가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖고 있었던 실외 유닛의 설계 압력 또는 냉매의 제어 압력의 상한값과 동등한 것을 이용한다. 예를 들면, R22가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖고 있었던 실외 유닛의 설계 압력이나 냉매의 제어 압력의 상한값이 3.0MPa인 경우에는, 새로운 실외 유닛(20)으로서는, 설계 압력이 3.0MPa과 동등한 것이거나, 또는, 설계 압력이 보다 큰 것(설계 압력이 4.0MPa 이상 4.5MPa 이하인 것으로서, 냉매 A~D 중 어느 하나에 대하여 이용되는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)에 접속하여 이용할 수 있는 것)이더라도 냉매의 제어 압력의 상한값에 대해서는 3.0MPa과 동등하게 설정된 것인 것이 바람직하다.

또한, 제3 실시형태 등에 나타내는 바와 같이 복수의 실내 유닛(30, 35)이, 제1 액측 분기관(6a), 제2 액측 분기관(6b), 제1 가스측 분기관(5a), 제2 가스측 분기관(5b) 등의 분기관을 통하여 접속되어 있는 공기 조화 장치에 대해서는, 냉매로서 R22를 이용한 경우의 이들 분기관의 설계 압력은 3.4MPa로 되어 있고, 상기 3.7MPa보다 더욱 낮은 것이 이용되고 있다. 이 때문에, 복수의 실내 유닛(30, 35)을 갖고 있고, 이용되는 냉매가 R22로부터 상기 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매로 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)에 대해서는, 상기 각 분기관을 흐르는 냉매의 압력이 3.4MPa을 넘는 일이 없도록, 실외 유닛(20)의 설계 압력이 3.4MPa 이하인 것을 이용하거나, 또는, 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)에 의한 냉매의 제어 압력의 상한값이 3.4MPa 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

(6-4-2) R407C로부터 갱신된 공기 조화 장치

상기 제1~제3 실시형태 및 그 각 변형예에 있어서의 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)는, 냉매 R407C가 이용되고 있었던 것이며, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매 A~D 중 어느 하나가 이용되도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)여도 된다.

여기에서, 냉매 R407C(상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매보다 설계 압력이 낮은 냉매이다)가 이용되고 있었던 공기 조화 장치에서의 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력은, 상기 R22가 이용되고 있었던 경우와 동일하게, 액측 냉매 연락 배관(6)이나 가스측 냉매 연락 배관(5)에 대하여 설계 압력이 가장 낮은 배관의 설계 압력은 3.72MPa(게이지 압력)이다.

이 때문에, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 R22로부터의 갱신의 경우와 동일하게, 냉매의 제어 압력의 상한값이 3.7MPa(게이지 압력) 이하가 되도록, 실외 열교환기(23)의 전열 면적이나 실외 열교환기(23)에 있어서의 풍량(실외 팬(25)에 의해 송풍되는 공기량)을 설정한다. 또는, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)에 있어서, 냉매의 제어 압력의 상한값이 3.7MPa(게이지 압력) 이하가 되도록 설정한다. 이것에 의하여, 실외 유닛 제어부(27)에서는, 압축기(21)의 운전 주파수를 제어하는 것에 의한 냉매 순환량의 조정, 및, 실외 열교환기(23)에 있어서의 실외 팬(25)의 풍량의 조정을 행하게 된다.

이상에 의하여, 냉매 R407C를 사용하고 있었던 공기 조화 장치(구기)에서 사용되고 있었던 액측 냉매 연락 배관(6)이나 가스측 냉매 연락 배관(5)을, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하여 갱신된 공기 조화 장치(신기)(1, 1a, 1b)의 도입 시에 재이용하는 것이 가능해지고, 그 경우에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)이나 가스측 냉매 연락 배관(5)의 손상을 억제하는 것이 가능해진다.

이 경우, 냉매 A~D 중 어느 하나로 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)의 설계 압력은, R407C가 사용되고 있었을 때의 공기 조화 장치에 있어서의 실외 유닛의 설계 압력과 동등하고, 구체적으로는, 3.0MPa 이상 3.7MPa 이하인 것이 바람직하다. 또, R407C가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖는 실외 유닛 및 실내 유닛에 대해서는, 재이용해도 되고, 새로운 것을 이용해도 된다.

실외 유닛(20)에 대하여 새로운 것을 이용하는 경우에는, 그 설계 압력 또는 냉매의 제어 압력의 상한값이, R407C가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖고 있었던 실외 유닛의 설계 압력 또는 냉매의 제어 압력의 상한값과 동등한 것을 이용한다. 예를 들면, R407C가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖고 있었던 실외 유닛의 설계 압력이나 냉매의 제어 압력의 상한값이 3.0MPa인 경우에는, 새로운 실외 유닛(20)으로서는, 설계 압력이 3.0MPa과 동등한 것이거나, 또는, 설계 압력이 보다 큰 것(설계 압력이 4.0MPa 이상 4.5MPa 이하인 것으로서, 냉매 A~D 중 어느 하나에 대하여 이용되는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)에 접속하여 이용할 수 있는 것)이더라도 냉매의 제어 압력의 상한값에 대해서는 3.0MPa과 동등하게 설정된 것인 것이 바람직하다.

또한, 제3 실시형태 등에 나타내는 바와 같이 복수의 실내 유닛(30, 35)이, 제1 액측 분기관(6a), 제2 액측 분기관(6b), 제1 가스측 분기관(5a), 제2 가스측 분기관(5b) 등의 분기관을 통하여 접속되어 있는 공기 조화 장치에 대해서는, 냉매로서 R407C를 이용한 경우의 이들 분기관의 설계 압력은 R22와 동일하게 3.4MPa로 되어 있고, 상기 3.7MPa보다 더욱 낮은 것이 이용되고 있다. 이 때문에, 복수의 실내 유닛(30, 35)을 갖고 있고, 이용되는 냉매가 R407C로부터 상기 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매로 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)에 대해서는, 상기 각 분기관을 흐르는 냉매의 압력이 3.4MPa을 넘는 일이 없도록, 실외 유닛(20)의 설계 압력이 3.4MPa 이하인 것을 이용하거나, 또는, 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)에 의한 냉매의 제어 압력의 상한값이 3.4MPa 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

(6-4-3) R410A로부터 갱신된 공기 조화 장치

상기 제1~제3 실시형태 및 그 각 변형예에 있어서의 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)는, 냉매 R410A가 이용되고 있었던 것이며, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매 A~D 중 어느 하나가 이용되도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)여도 된다.

여기에서, 냉매 R410A(상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매와 대략 동등한 설계 압력의 냉매이다)가 이용되고 있었던 공기 조화 장치에서의 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력은, 외경이 3/8인치인 배관에 대해서는 4.3MPa(게이지 압력), 외경이 1/2인치인 배관에 대해서는 4.8MPa(게이지 압력)로 되어 있다.

이 때문에, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)에서는, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 외경이 3/8인치인 연락 배관이 이용되고 있는 경우에 대해서는 4.3MPa 이하가 되도록, 또, 외경이 1/2인치인 연락 배관이 이용되고 있는 경우에 대해서는 4.8MPa 이하가 되도록, 실외 열교환기(23)의 전열 면적이나 실외 열교환기(23)에 있어서의 풍량(실외 팬(25)에 의해 송풍되는 공기량)을 설정한다. 또는, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)에 있어서, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 외경이 3/8인치인 연락 배관이 이용되고 있는 경우에 대해서는 4.3MPa 이하가 되도록, 또, 외경이 1/2인치인 연락 배관이 이용되고 있는 경우에 대해서는 4.8MPa 이하가 되도록 설정한다. 이것에 의하여, 실외 유닛 제어부(27)에서는, 압축기(21)의 운전 주파수를 제어하는 것에 의한 냉매 순환량의 조정, 및, 실외 열교환기(23)에 있어서의 실외 팬(25)의 풍량의 조정을 행하게 된다.

이상에 의하여, 냉매 R410A를 사용하고 있었던 공기 조화 장치(구기)에서 사용되고 있었던 액측 냉매 연락 배관(6)이나 가스측 냉매 연락 배관(5)을, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하여 갱신된 공기 조화 장치(신기)(1, 1a, 1b)의 도입 시에 재이용하는 것이 가능해지고, 그 경우에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)이나 가스측 냉매 연락 배관(5)의 손상을 억제하는 것이 가능해진다.

이 경우, 냉매 A~D 중 어느 하나로 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)의 설계 압력은, R410A가 사용되고 있었을 때의 공기 조화 장치에 있어서의 실외 유닛의 설계 압력과 동등하고, 구체적으로는, 4.0MPa 이상 4.8MPa 이하인 것이 바람직하다. 또, R410A가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖는 실외 유닛 및 실내 유닛에 대해서는, 재이용해도 되고, 새로운 것을 이용해도 된다.

실외 유닛(20)에 대하여 새로운 것을 이용하는 경우에는, 그 설계 압력 또는 냉매의 제어 압력의 상한값이, R410A가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖고 있었던 실외 유닛의 설계 압력 또는 냉매의 제어 압력의 상한값과 동등한 것을 이용한다. 예를 들면, R410A가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖고 있었던 실외 유닛의 설계 압력이나 냉매의 제어 압력의 상한값이 4.2MPa인 경우에는, 새로운 실외 유닛(20)으로서는, 설계 압력이 4.2MPa과 동등한 것이거나, 또는, 설계 압력이 보다 큰 것(설계 압력이 4.2MPa보다 크고 4.5MPa 이하인 것으로서, 냉매 A~D 중 어느 하나에 대하여 이용되는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)에 접속하여 이용할 수 있는 것)이더라도 냉매의 제어 압력의 상한값에 대해서는 4.2MPa과 동등하게 설정된 것인 것이 바람직하다.

또한, 제3 실시형태 등에 나타내는 바와 같이 복수의 실내 유닛(30, 35)이, 제1 액측 분기관(6a), 제2 액측 분기관(6b), 제1 가스측 분기관(5a), 제2 가스측 분기관(5b) 등의 분기관을 통하여 접속되어 있는 공기 조화 장치에 대해서는, 냉매로서 R410A를 이용한 경우의 이들 분기관의 설계 압력은 4.2MPa로 되어 있고, 상기 4.8MPa보다 더욱 낮은 것이 이용되고 있다. 이 때문에, 복수의 실내 유닛(30, 35)을 갖고 있고, 이용되는 냉매가 R410A로부터 상기 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매로 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)에 대해서는, 상기 각 분기관을 흐르는 냉매의 압력이 4.2MPa을 넘는 일이 없도록, 실외 유닛(20)의 설계 압력이 4.2MPa 이하인 것을 이용하거나, 또는, 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)에 의한 냉매의 제어 압력의 상한값이 4.2MPa 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

(6-4-4) R32로부터 갱신된 공기 조화 장치

상기 제1~제3 실시형태 및 그 각 변형예에 있어서의 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)는, 냉매 R32가 이용되고 있었던 것이며, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매 A~D 중 어느 하나가 이용되도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)여도 된다.

여기에서, 냉매 R32(상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매와 대략 동등한 설계 압력의 냉매이다)가 이용되고 있었던 공기 조화 장치에서의 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)의 설계 압력은, 외경이 3/8인치인 배관에 대해서는 4.3MPa(게이지 압력), 외경이 1/2인치인 배관에 대해서는 4.8MPa(게이지 압력)로 되어 있다.

이 때문에, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)에서는, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 외경이 3/8인치인 연락 배관이 이용되고 있는 경우에 대해서는 4.3MPa 이하가 되도록, 또, 외경이 1/2인치인 연락 배관이 이용되고 있는 경우에 대해서는 4.8MPa 이하가 되도록, 실외 열교환기(23)의 전열 면적이나 실외 열교환기(23)에 있어서의 풍량(실외 팬(25)에 의해 송풍되는 공기량)을 설정한다. 또는, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하도록 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)에 있어서, 냉매의 제어 압력의 상한값이, 외경이 3/8인치인 연락 배관이 이용되고 있는 경우에 대해서는 4.3MPa 이하가 되도록, 또, 외경이 1/2인치인 연락 배관이 이용되고 있는 경우에 대해서는 4.8MPa 이하가 되도록 설정한다. 이것에 의하여, 실외 유닛 제어부(27)에서는, 압축기(21)의 운전 주파수를 제어하는 것에 의한 냉매 순환량의 조정, 및, 실외 열교환기(23)에 있어서의 실외 팬(25)의 풍량의 조정을 행하게 된다.

이상에 의하여, 냉매 R32를 사용하고 있었던 공기 조화 장치(구기)에서 사용되고 있었던 액측 냉매 연락 배관(6)이나 가스측 냉매 연락 배관(5)을, 상술의 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매를 사용하여 갱신된 공기 조화 장치(신기)(1, 1a, 1b)의 도입 시에 재이용하는 것이 가능해지고, 그 경우에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)이나 가스측 냉매 연락 배관(5)의 손상을 억제하는 것이 가능해진다.

이 경우, 냉매 A~D 중 어느 하나로 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)의 실외 유닛(20)의 설계 압력은, R32가 사용되고 있었을 때의 공기 조화 장치에 있어서의 실외 유닛의 설계 압력과 동등하고, 구체적으로는, 4.0MPa 이상 4.8MPa 이하인 것이 바람직하다. 또, R32가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖는 실외 유닛 및 실내 유닛에 대해서는, 재이용해도 되고, 새로운 것을 이용해도 된다.

실외 유닛(20)에 대하여 새로운 것을 이용하는 경우에는, 그 설계 압력 또는 냉매의 제어 압력의 상한값이, R32가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖고 있었던 실외 유닛의 설계 압력 또는 냉매의 제어 압력의 상한값과 동등한 것을 이용한다. 예를 들면, R32가 이용되고 있었을 때의 공기 조화 장치가 갖고 있었던 실외 유닛의 설계 압력이나 냉매의 제어 압력의 상한값이 4.2MPa인 경우에는, 새로운 실외 유닛(20)으로서는, 설계 압력이 4.2MPa과 동등한 것이거나, 또는, 설계 압력이 보다 큰 것(설계 압력이 4.2MPa보다 크고 4.5MPa 이하인 것으로서, 냉매 A~D 중 어느 하나에 대하여 이용되는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)에 접속하여 이용할 수 있는 것)이더라도 냉매의 제어 압력의 상한값에 대해서는 4.2MPa과 동등하게 설정된 것인 것이 바람직하다.

또한, 제3 실시형태 등에 나타내는 바와 같이 복수의 실내 유닛(30, 35)이, 제1 액측 분기관(6a), 제2 액측 분기관(6b), 제1 가스측 분기관(5a), 제2 가스측 분기관(5b) 등의 분기관을 통하여 접속되어 있는 공기 조화 장치에 대해서는, 냉매로서 R32를 이용한 경우의 이들 분기관의 설계 압력은 4.2MPa로 되어 있고, 상기 4.8MPa보다 더욱 낮은 것이 이용되고 있다. 이 때문에, 복수의 실내 유닛(30, 35)을 갖고 있고, 이용되는 냉매가 R32로부터 상기 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매로 갱신된 공기 조화 장치(1, 1a, 1b)에 대해서는, 상기 각 분기관을 흐르는 냉매의 압력이 4.2MPa을 넘는 일이 없도록, 실외 유닛(20)의 설계 압력이 4.2MPa 이하인 것을 이용하거나, 또는, 실외 유닛(20)이 갖는 실외 유닛 제어부(27)에 의한 냉매의 제어 압력의 상한값이 4.2MPa 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

(7) 제7 그룹의 기술의 실시형태

(7-1) 제1 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 7a, 개략 제어 블록 구성도인 도 7b를 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1)에 대해 설명한다.

공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행함으로써, 대상 공간의 공기를 조화시키는 장치이다.

공기 조화 장치(1)는, 주로, 실외 유닛(20)과, 실내 유닛(30)과, 실외 유닛(20)과 실내 유닛(30)을 접속하는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)과, 입력 장치 및 출력 장치로서의 도시되지 않는 리모컨과, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)를 갖고 있다.

공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 회로(10) 내에 봉입된 냉매가, 압축되어, 냉각 또는 응축되고, 감압되어, 가열 또는 증발된 후에, 다시 압축된다는, 냉동 사이클이 행해진다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다. 또한, 실내 유닛(30)이 1대만 설치되어 있는 공기 조화 장치(1)의 정격 냉방 능력으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 2.0kW 이상 17.0kW 이하로 할 수 있으며, 그 중에서도, 냉매 용기가 설치되어 있지 않은 규모의 본 실시형태의 공기 조화 장치(1)에서는, 2.0kW 이상 6.0kW 이하로 하는 것이 바람직하다.

(7-1-1) 실외 유닛(20)

실외 유닛(20)은, 대략 직방체 상자형의 하우징(50)의 내부 공간이 연직으로 연장되는 도시되지 않는 칸막이판에 의해 좌우로 분할됨으로써 송풍기실 및 기계실이 형성된 구조(이른바, 트렁크형 구조)를 갖는 것이다.

이 실외 유닛(20)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실내 유닛(30)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 실외 유닛(20)은, 주로, 압축기(21)와, 사로 전환 밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 실외 팽창 밸브(24)와, 실외 팬(25)과, 액측 폐쇄 밸브(29)와, 가스측 폐쇄 밸브(28)를 갖고 있다.

압축기(21)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 여기서는, 압축기(21)로서, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식의 압축 요소(도시 생략)가 압축기 모터에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조의 압축기가 사용되고 있다. 압축기 모터는, 용량을 변화시키기 위한 것이며, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 또한, 압축기(21)에는, 흡입측에 있어서, 도시되지 않는 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있다.

사로 전환 밸브(22)는, 접속 상태를 전환함으로써, 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태와, 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태를 전환할 수 있다.

실외 열교환기(23)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다. 또한, 냉매 회로(10)에 있어서 냉매 용기(저압 리시버나 고압 리시버 등이며, 압축기에 부속된 어큐뮬레이터를 제외한다)가 설치되어 있지 않은 본 실시형태에 있어서는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)은, 0.4L 이상 2.5L 이하인 것이 바람직하다.

실외 팬(25)은, 실외 유닛(20) 내로 실외의 공기를 흡입하고, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실외 팬(25)은, 실외 팬 모터에 의해 회전 구동된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 실외 팬(25)은, 1개만 설치되어 있다.

실외 팽창 밸브(24)는, 밸브 개도를 제어 가능하며, 실외 열교환기(23)의 액측 단부와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

액측 폐쇄 밸브(29)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

가스측 폐쇄 밸브(28)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 가스측 냉매 연락 배관(5)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

실외 유닛(20)은, 실외 유닛(20)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실외 유닛 제어부(27)를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, 각 실내 유닛(30)의 실내 유닛 제어부(34)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다. 또, 실외 유닛 제어부(27)는, 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

실외 유닛(20)은, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 취출구(52)가 형성된 하우징(50)을 갖고 있다. 하우징(50)은, 대략 직방체형상이며, 배면측 및 일측면측(도 7c 중의 좌측)으로부터 옥외의 공기를 도입하는 것이 가능하고, 실외 열교환기(23)를 통과한 공기를 전면(51)에 형성된 취출구(52)를 통해 전측으로 취출하는 것이 가능하다. 하우징(50)의 하단 부분은 바닥판(53)에 의해 덮여 있다. 바닥판(53) 상에는, 도 7d에 나타내는 바와 같이, 배면측 및 일측면측을 따르도록 실외 열교환기(23)가 세워서 설치되어 있다. 이 바닥판(53)의 상면은, 드레인 팬으로서 기능할 수 있다. 또, 바닥판(53)의 상표면을 따르도록, 전열선으로 구성된 시즈 히터인 드레인 팬 히터(54)가 설치되어 있다. 드레인 팬 히터(54)는, 바닥판(53) 상이며, 실외 열교환기(23)의 연직 하방을 통과하는 부분과, 실외 열교환기(23)보다 전면측을 통과하는 부분을 갖고 있다. 드레인 팬 히터(54)는, 전원 공급부를 겸한 실외 유닛 제어부(27)와 접속되어 있으며, 전력의 공급을 받고 있다. 드레인 팬 히터(54)는, 정격 소비 전력이 300W 이하인 것이며, 본 실시형태에 있어서는, 75W 이상 100W 이하인 것이 바람직하다.

(7-1-2) 실내 유닛(30)

실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 벽면이나 천장 등에 설치되어 있다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32)을 갖고 있다.

실내 열교환기(31)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 접속되고, 가스측단이, 가스측 냉매 연락 배관(5)과 접속되어 있다. 실내 열교환기(31)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다.

실내 팬(32)은, 실내 유닛(30) 내로 실내의 공기를 흡입하고, 실내 열교환기(31)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실내 팬(32)은, 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

또, 실내 유닛(30)은, 실내 유닛(30)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실내 유닛 제어부(34)를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, 실외 유닛 제어부(27)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

실내 유닛 제어부(34)는, 실내 유닛(30) 내에 설치되어 있는 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

(7-1-3) 컨트롤러(7)의 상세

공기 조화 장치(1)에서는, 실외 유닛 제어부(27)와 실내 유닛 제어부(34)가 통신선을 개재하여 접속됨으로써, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)가 구성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 주로, CPU(중앙 연산 처리 장치)와, ROM이나 RAM 등의 메모리를 갖고 있다. 또한, 컨트롤러(7)에 의한 각종 처리나 제어는, 실외 유닛 제어부(27) 및/또는 실내 유닛 제어부(34)에 포함되는 각 부가 일체적으로 기능함으로써 실현되고 있다.

(7-1-4) 운전 모드

이하, 운전 모드에 대해 설명한다.

운전 모드로서는, 냉방 운전 모드와 난방 운전 모드가 설정되어 있다.

컨트롤러(7)는, 리모컨 등으로부터 접수한 지시에 의거하여, 냉방 운전 모드인지 난방 운전 모드인지를 판단하여, 실행한다.

(7-1-4-1) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 실외 팽창 밸브(24), 실내 열교환기(31)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 냉방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되고 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 냉각 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 당해 용량 제어로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 흡입 압력의 목표치가 실내 유닛(30)에서 요구되는 냉각 부하에 따라 설정되고, 흡입 압력이 목표치가 되도록 압축기(21)의 운전 주파수가 제어되는 것이어도 된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된 가스 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외측 공기와 열교환을 행해 응축하고, 액냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)를 통과할 때에 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행해 증발하고, 가스 냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된 가스 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다.

가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(7-1-4-2) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 난방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실내 열교환기(31), 실외 팽창 밸브(24), 실외 열교환기(23)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 난방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되고 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 난방 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 당해 용량 제어로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 토출 압력의 목표치가 실내 유닛(30)에서 요구되는 난방 부하에 따라 설정되고, 토출 압력이 목표치가 되도록 압축기(21)의 운전 주파수가 제어된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행해 응축하고, 기액 2상 상태의 냉매 또는 액냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)으로 흘러 간다.

액측 냉매 연락 배관(6)을 흐른 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)의 액측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유입된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외 공기와 열교환을 행해 증발하고, 가스 냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(7-1-4-3) 디프로스트 운전 모드

디프로스트 운전 모드는, 상기 난방 운전 모드에 있어서, 실외 기온이 소정 온도 이하로 저하된 상태에서의 운전이 소정 시간 이상 계속되고 있는 등의 소정 디프로스트 조건을 만족한 경우에 행해지는 운전이며, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 냉방 운전 모드일 때와 마찬가지로 전환하면서, 실내 팬(32)의 운전을 정지시키는 점 이외에는 냉방 운전 모드와 마찬가지의 냉동 사이클을 행한다. 이에 의해, 실외 열교환기(23)에 부착해 있던 서리를 부분적으로 융해시켜, 하우징(50)의 바닥판(53) 상에 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 이 때에, 드레인 팬 히터(54)에 통전시키는 제어가 행해짐으로써, 바닥판(53)이 따뜻해지기 때문에, 바닥판(53) 상에 낙하한 서리를 융해시켜, 액체상으로 하여 배수를 촉진하는 것이 가능해진다.

(7-1-5) 제1 실시형태의 특징

상술한 공기 조화 장치(1)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1)가 갖는 실외 유닛(20)에서는, 하우징(50)의 바닥판(53) 상에 드레인 팬 히터(54)가 설치되어 있기 때문에, 바닥판(53) 상에 서리가 퇴적되는 경우여도, 당해 서리를 융해시켜, 배수성을 향상시킬 수 있었다.

또, 정격 소비 전력이 75W 이상인 드레인 팬 히터(54)를 이용함으로써, 실외 팬(25)이 1개밖에 설치되어 있지 않은 정도의 능력의 실외 유닛(20)에서는, 당해 능력에 걸맞은 만큼, 드레인 팬 히터(54)의 기능을 충분히 발휘시키는 것이 가능해진다.

게다가, 드레인 팬 히터(54)의 정격 소비 전력이 100W 이하인 것을 이용함으로써, 실외 유닛(20)에 있어서 가령 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 누설되는 일이 있었다고 해도, 드레인 팬 히터(54)가 발화원이 되는 것을 억제시킬 수 있었다.

(7-1-6) 제1 실시형태의 변형예 A

상기 제1 실시형태에서는, 압축기(21)의 흡입측에는 압축기(21)에 부속된 어큐뮬레이터 이외의 냉매 용기가 설치되어 있지 않은 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 냉매 회로에 있어서 냉매 용기(저압 리시버나 고압 리시버 등이며, 압축기에 부속된 어큐뮬레이터를 제외한다)가 설치되어 있어도 된다.

이 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 1.4L 이상 3.5L 미만인 것이 바람직하다.

(7-1-7) 제1 실시형태의 변형예 B

상기 제1 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

이 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 0.4L 이상 3.5L 미만인 것이 바람직하다.

(7-2) 제2 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 7c, 개략 제어 블록 구성도인 도 7d를 참조하면서, 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1a)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다. 또한, 실내 유닛(30)이 1대만 설치되어 있는 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉방 능력으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 2.0kW 이상 17.0kW 이하로 할 수 있고, 후술하는 바와 같이 냉매 용기인 중간압 리시버(41)가 설치되어 있는 본 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에서는, 10.0kW 이상 17.0kW 이하로 하는 것이 바람직하다.

공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)에서는, 실외 팬(25)으로서, 제1 실외 팬(25a)과 제2 실외 팬(25b)이 설치되어 있다. 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)의 실외 열교환기(23)는, 제1 실외 팬(25a) 및 제2 실외 팬(25b)으로부터 받는 공기 흐름에 대응하도록, 넓은 열교환 면적이 확보되어 있다. 또한, 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)이 갖는 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)이, 3.5L 이상 7.0L 이하인 것이 바람직하고, 실내 팽창 밸브가 설치되어 있지 않은 실내 유닛(30)을 갖는 본 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 있어서는, 실외 열교환기(23)의 내용적이, 3.5L 이상 5.0L 미만인 것이 보다 바람직하다.

공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)의 실외 팽창 밸브(24) 대신에, 실외 열교환기(23)의 액측으로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이에 있어서, 제1 실외 팽창 밸브(44), 중간압 리시버(41), 제2 실외 팽창 밸브(45)가 순차적으로 설치되어 있다.

제1 실외 팽창 밸브(44) 및 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 밸브 개도를 제어 가능하다.

중간압 리시버(41)는, 제1 실외 팽창 밸브(44)측으로부터 연장되는 배관의 단부와, 제2 실외 팽창 밸브(45)측으로부터 연장되는 배관의 단부 양쪽 모두가 내부 공간에 위치하고 있고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다.

공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)에서는, 압축기(21)에 대해, 크랭크 케이스 히터(67)가 설치되어 있다. 크랭크 케이스 히터(67)는, 압축기(21) 내의 하방에 있어서 냉동기유가 모이는 기름 저류부에 장착되어 있는 전기 히터이다. 압축기(21)가 장시간 정지하고 있었을 경우에 있어서도, 압축기(21)의 기동 전에 크랭크 케이스 히터(67)에 통전하여 기름 저류부를 가열함으로써, 기름 저류부에 저류 되어 있는 냉동기유에 용입되어 있는 냉매를 증발시켜 저감하고, 압축기(21)의 기동 시에 있어서의 냉동기유의 거품의 발생을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 크랭크 케이스 히터(67)는, 정격 소비 전력이 300W 이하인 것이며, 100W 이상인 것이 바람직하다.

제2 실시형태의 실외 유닛(20)은, 도 7g에 나타내는 바와 같이, 대략 직방체 상자형의 하우징(60)의 내부 공간이 연직으로 연장되는 칸막이판(66)에 의해 좌우로 분할됨으로써 송풍기실 및 기계실이 형성된 구조(이른바, 트렁크형 구조)를 갖고 있다.

하우징(60) 내의 송풍기실에는, 실외 열교환기(23), 실외 팬(25)(제1 실외 팬(25a)과 제2 실외 팬(25b)) 등이 배치되고, 하우징(60) 내의 기계실에는, 압축기(21), 사로 전환 밸브(22), 제1 실외 팽창 밸브(44), 제2 실외 팽창 밸브(45), 중간압 리시버(41), 가스측 폐쇄 밸브(28), 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 유닛 제어부(27)를 구성하는 전장품 유닛(27a) 등이 배치되어 있다.

하우징(60)은, 주로, 바닥판(63), 천판(64), 좌측 전판(61), 좌측판(도시되지 않음), 우측 전판(도시되지 않음), 우측판(65), 칸막이판(66) 등을 갖고 있다. 바닥판(63)은, 하우징(60)의 바닥면 부분을 구성하고 있다. 천판(64)은, 실외 유닛(20)의 천장면 부분을 구성하고 있다. 좌측 전판(61)은, 주로, 하우징(60)의 좌측 전면 부분을 구성하고 있고, 전후 방향으로 개구되어 있으며 상하로 늘어서 있는 제1 취출구(62a) 및 제2 취출구(62b)가 형성되어 있다. 제1 취출구(62a)에는, 주로, 제1 실외 팬(25a)에 의해 하우징(60)의 배면측 및 좌측면측으로부터 내부로 흡입된 공기이며, 실외 열교환기(23)의 상방 부분을 통과한 공기가 통과한다. 제2 취출구(62b)에는, 주로, 제2 실외 팬(25b)에 의해 하우징(60)의 배면측 및 좌측면측으로부터 내부로 흡입된 공기이며, 실외 열교환기(23)의 하방 부분을 통과한 공기가 통과한다. 제1 취출구(62a) 및 제2 취출구(62b)에는, 각각, 팬 그릴이 설치되어 있다. 좌측판은, 주로, 하우징(60)의 좌측면 부분을 구성하고 있고, 하우징(60) 내에 흡입되는 공기의 흡입구로서도 기능할 수 있게 되어 있다. 우측 전판은, 주로, 하우징(60)의 우측 전면 부분 및 우측면의 전측 부분을 구성하고 있다. 우측판(65)은, 주로, 하우징(60)의 우측면의 후측 부분 및 배면의 우측 부분을 구성하고 있다. 칸막이판(66)은, 바닥판(63) 상에 배치되는 연직으로 연장되는 판상 부재이며, 하우징(60)의 내부 공간을 송풍기실과 기계실로 분할하고 있다.

실외 열교환기(23)는, 예를 들면, 전열관과 다수의 핀에 의해 구성된 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기에 의해 구성되어 있고, 송풍기실 내에 있어서, 하우징(60)의 좌측면 및 배면을 따른 평면에서 봤을 때 L자형상이 되도록 배치되어 있다.

압축기(21)는, 하우징(60)의 기계실 내에 있어서, 바닥판(63) 상에 재치되며, 볼트로 고정되어 있다.

가스측 폐쇄 밸브(28) 및 액측 폐쇄 밸브(29)는, 하우징(60)의 기계실 내에 있어서, 압축기(21)의 상단 근방의 높이 위치이며, 우측 전방의 모서리부 근방에 배치되어 있다.

전장품 유닛(27a)은, 하우징(60)의 기계실 내에 있어서, 가스측 폐쇄 밸브(28) 및 액측 폐쇄 밸브(29)의 어느 것보다 상방의 공간에 배치되어 있다.

이상의 공기 조화 장치(1a)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 냉방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 압축기(21)가 토출하는 냉매의 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)가 토출하는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 난방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 압축기(21)가 토출하는 냉매의 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)가 토출하는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다. 여기서, 공기 조화 장치(1a)의 난방 운전 모드에서는, 압축기(21)를 기동시키고자 할 때에, 압축기(21)의 구동 정지 상태가 소정 시간 이상이 되어 있는 등의 소정 조건을 만족하고 있는지의 여부를 판단하고, 소정 조건을 만족하고 있는 경우에는, 압축기(21)를 기동시키기 전에, 크랭크 케이스 히터(67)에 소정 시간 또는 기름 저류부의 온도가 소정 온도에 달할 때까지 통전하는 처리가 행해진다.

이상의 제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 마찬가지로, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1a)가 갖는 실외 유닛(20)에서는, 크랭크 케이스 히터(67)가 설치되어 있기 때문에, 압축기(21)의 기동 시의 오일 포밍을 억제시킬 수 있었다.

또, 정격 소비 전력이 100W 이상인 크랭크 케이스 히터(67)를 이용함으로써, 실외 팬(25)이 2개(제1 실외 팬(25a)과 제2 실외 팬(25b)) 설치되어 있는 정도의 능력의 실외 유닛(20)에 있어서도, 당해 능력에 걸맞은 만큼, 크랭크 케이스 히터(67)의 기능을 충분히 발휘시키는 것이 가능해진다.

게다가, 크랭크 케이스 히터(67)의 정격 소비 전력이 300W 이하인 것을 이용함으로써, 실외 유닛(20)에 있어서 가령 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 누설되는 일이 있었다고 해도, 크랭크 케이스 히터(67)가 발화원이 되는 것을 억제시킬 수 있었다.

(7-2-1) 제2 실시형태의 변형예 A

상기 제2 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

이 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 3.5L 이상 5.0L 미만인 것이 바람직하다.

(7-2-2) 제2 실시형태의 변형예 B

상기 제2 실시형태에서는, 실내 팽창 밸브를 갖지 않는 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖는 것)이 설치되어 있어도 된다.

이 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 5.0L 이상 7.0L 이하인 것이 바람직하다.

(7-3) 제3 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 7e, 개략 제어 블록 구성도인 도 7f를 참조하면서, 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1b)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다. 또한, 실내 유닛(30)이 복수 대 설치되어 있는 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉방 능력으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 18.0kW 이상 160.0kW 이하로 할 수 있다.

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)에 있어서, 저압 리시버(26), IH 히터(81), 과냉각 열교환기(47) 및 과냉각 회로(46)가 설치되어 있다.

저압 리시버(26)는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 압축기(21)의 흡입측에 도달할 때까지의 사이에 설치되고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 압축기(21)가 갖는 부속의 어큐뮬레이터와는 별도로 설치되어 있다.

IH 히터(81)는, 냉매 배관 내를 흐르는 냉매를 가열하는 것이 가능한 전열 장치이다. 이 전열 장치로서는, 특별히 한정되지 않으나, 버너 등의 불을 이용한 방식보다, 전기적인 방식인 전자 유도 가열 방식에 의해 냉매를 가열하는 것인 것이 바람직하다. 전자 유도 가열 방식에 의하면, 예를 들면, 자성체 재료를 포함하는 소재를 냉매와 직접적 또는 간접적으로 접촉하는 개소에 설치하고, 자성체 재료를 포함하는 소재의 주위에 전자 유도 코일을 감은 상태로 하고, 이 전자 유도 코일에 전류를 흘려 자속을 발생시킴으로써 자성체 재료를 포함하는 소재를 발열시켜, 냉매를 가열하는 것이 가능하다.

과냉각 열교환기(47)는, 실외 팽창 밸브(24)와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

과냉각 회로(46)는, 실외 팽창 밸브(24)와 과냉각 열교환기(47) 사이의 주회로로부터 분기되고, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 저압 리시버(26)에 이르기까지의 도중의 부분에 합류하도록 연장된 회로이다. 과냉각 회로(46)의 도중에는, 통과하는 냉매를 감압시키는 과냉각 팽창 밸브(48)가 설치되어 있다. 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매이며, 과냉각 팽창 밸브(48)에서 감압된 냉매는, 과냉각 열교환기(47)에 있어서, 주회로측을 흐르는 냉매와의 사이에서 열교환을 행한다. 이에 의해, 주회로측을 흐르는 냉매는 더욱 냉각되고, 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매는 증발한다.

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)의 상세 구조에 대해, 도 7j의 외관 사시도, 도 7k의 분해 사시도를 참조하면서, 이하에 설명한다.

공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)은, 하방으로부터 하우징(70) 내로 공기를 도입하고 상방으로부터 하우징(70) 외로 공기를 취출하는 상취형 구조로 불리는 것이다.

하우징(70)은, 주로, 좌우 방향으로 연장되는 한 쌍의 설치 다리(72) 상에 걸쳐진 바닥판(73)과, 바닥판(73)의 모서리부로부터 연직 방향으로 연장되는 지주(74)와, 전면 패널(71)과, 팬 모듈(75)을 갖고 있다. 바닥판(73)은, 하우징(70)의 바닥면을 형성하고 있으며, 좌측의 제1 바닥판(73a)과 우측의 제2 바닥판(73b)으로 나뉘어져 있다. 전면 패널(71)은, 팬 모듈(75)의 하방에 있어서, 전면측의 지주(74) 사이에 걸쳐쳐 있으며, 하우징(70)의 전면을 구성하고 있다. 하우징(70) 내 중, 팬 모듈(75)의 하방이며 바닥판(73) 상방의 공간에는, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 저압 리시버(26), 사로 전환 밸브(22), IH 히터(81), 실외 팽창 밸브(24), 과냉각 열교환기(47), 과냉각 팽창 밸브(48), 과냉각 회로(46), 가스측 폐쇄 밸브(28), 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 유닛 제어부(27)를 구성하는 전장품 유닛(27b) 등이 배치되어 있다. 실외 열교환기(23)는, 하우징(70)의 팬 모듈(75)의 하방의 부분 중, 배면 및 좌우 양측면에 면하는 평면에서 봤을 때의 대략 U자형상이며, 하우징(70)의 배면 및 좌우 양측면을 실질적으로 형성하고 있다. 이 실외 열교환기(23)는, 바닥판(73)의 좌측 가장자리부, 후측 가장자리부, 우측 가장자리부 상을 따르도록 배치되어 있다. 전장품 유닛(27b)은, 전면 패널(71) 중 우측 부분에 대해, 배면측으로부터 고정되도록 하여 설치되어 있다.

팬 모듈(75)은, 실외 열교환기(23)의 상측에 설치되어 있으며, 실외 팬(25)과, 도시되지 않는 벨 마우스 등을 갖고 있다. 실외 팬(25)은, 회전축이 연직 방향이 되는 자세로 배치되어 있다.

이상의 구조에 의해, 실외 팬(25)이 형성시키는 공기 흐름은, 실외 열교환기(23)의 주위로부터 실외 열교환기(23)를 통과해 하우징(70) 내부에 유입되고, 하우징(70)의 상단면에 있어서 상하 방향으로 관통하도록 형성된 취출구(76)를 통해, 상방으로 취출된다.

이하, IH 히터(81)의 상세 구조에 대해, 도 7l의 외관 사시도, 도 7m의 단면도를 참조하면서, 이하에 설명한다.

IH 히터(81)는, 배관부(87), 고정 부재(82), 통형상 부재(83), 페라이트 하우징(84), 페라이트 부재(85), 코일(86) 등을 구비하고 있다. 배관부(87)는, 금속으로 구성되어 있고, 양단이 냉매 회로(10)를 구성하는 냉매 배관에 용접 등에 의해 연결 고정되어 있다. 특별히 한정되지 않으나, 배관부(87)는, 내측 부분이 구리 합금으로 구성되고, 외측 부분이 철로 구성되어 있어도 된다. 냉매 회로(10)에 있어서 IH 히터(81)에 의해 냉매를 가열하는 개소는, 특별히 한정되지 않으나, 본 실시형태에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 저압 리시버(26)에 이르기까지의 개소를 가열할 수 있도록 설치되어 있다. 통형상 부재(83)는, 내측에 배관부(87)가 위치하고 있고, 외주면에 대해 코일(86)이 감겨져 있는 수지제의 부재이다. 코일(86)의 양단은 도시되지 않는 전력 공급부와 접속되어 있으며, 실외 유닛 제어부(27)에 의해 출력 제어된다. 코일(86)이 감겨져 있는 통형상 부재(83)는, 배관부(87)의 일단 및 타단에 설치되는 수지제의 고정 부재(82)를 개재하여 배관부(87)에 고정되어 있다. 이에 의해, 배관부(87)는, 통형상 부재(83)에 감겨진 코일(86)의 내측에 위치하게 된다. 또, 통형상 부재(83)의 외측에는 배관부(87)의 길이 방향을 따르도록 연장된 복수의 수지제의 페라이트 하우징(84)이 장착되어 있다. 각 페라이트 하우징(84)에는, 배관부(87)의 길이 방향을 따른 방향으로 늘어선 복수의 페라이트 부재(85)가 수용되어 있다. 또한, 복수의 페라이트 부재(85) 중, 배관부(87)의 길이 방향의 양단부에 배치되어 있는 것은, 배관부(87)측에 가까워지도록 설치되어 있다.

이상의 구성에 있어서, IH 히터(81)의 코일(86)에 고주파 전류가 공급되면, 코일(86)의 주변에 자속을 발생시킬 수 있다. 그리고, 이 자속이 배관부(87)를 관통함으로써, 배관부(87)에 있어서 와전류가 유도되어, 배관부(87) 자신의 전기 저항에 의해 발열한다. 이에 의해, 배관부(87)의 내부를 통과하는 냉매를 가열하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 코일(86)의 외측에 발생한 자속은, 주로, 페라이트 부재(85)를 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다(점선의 화살표 참조).

이상의 IH 히터(81)는, 정격 소비 전력이 300W 이하인 것이며, 200W 이상인 것이 바람직하다.

또, 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30) 대신에, 서로 병렬로 설치된 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)을 갖고 있다.

제1 실내 유닛(30)은, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30)과 마찬가지로 제1 실내 열교환기(31)와 제1 실내 팬(32)과 제1 실내 유닛 제어부(34)가 설치되어 있고, 또한, 제1 실내 열교환기(31)의 액측에 있어서 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 밸브 개도가 제어 가능하다.

제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 마찬가지이며, 제2 실내 열교환기(36)와, 제2 실내 팬(37)과, 제2 실내 유닛 제어부(39)와, 제2 실내 열교환기(36)의 액측에 설치된 제2 실내 팽창 밸브(38)를 갖고 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 밸브 개도가 제어 가능하다.

이와 같이, 실내 팽창 밸브가 설치된 실내 유닛을 복수 갖고 있으며 상취형의 실외 유닛을 갖고 있는 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에서는, 실외 유닛(20)이 갖는 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)이, 5.5L 이상 38L 이하인 것이 바람직하다.

또한, 제3 실시형태의 컨트롤러(7)는, 실외 유닛 제어부(27)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)가 서로 통신 가능하게 접속되어 구성되어 있다.

이상의 공기 조화 장치(1b)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 전개 상태로 제어된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 제2 실내 팽창 밸브(38)도 마찬가지로, 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(45)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 난방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

이상의 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 마찬가지로, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1b)가 갖는 실외 유닛(20)에서는, IH 히터(81)가 설치되어 있기 때문에, 냉매 회로(10)에 있어서의 IH 히터(81)가 설치되어 있는 개소를 흐르는 냉매를 가열할 수 있다. 또한, 압축기(21)의 흡입측을 흐르는 냉매를 가열함으로써, 압축기(21)에 흡입되는 냉매를 보다 확실하게 가스 상태로 하는 것이 가능해지고, 압축기(21)에 있어서의 액 압축을 억제시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 정격 소비 전력이 200W 이상인 IH 히터(81)를 이용함으로써, 상취형과 같이 어느 정도의 능력이 있는 실외 유닛(20)에 있어서도, 당해 능력에 걸맞은 만큼, IH 히터(81)의 기능을 충분히 발휘시키는 것이 가능해진다.

게다가, IH 히터(81)의 정격 소비 전력이 300W 이하인 것을 이용함으로써, 실외 유닛(20)에 있어서 가령 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 누설되는 일이 있었다고 해도, IH 히터(81)가 발화원이 되는 것을 억제시킬 수 있었다.

(7-4) 제4 실시형태

상기 제1 실시형태 내지 제3 실시형태 및 각 변형예를 적절히 조합하여 공기 조화 장치나 실외 유닛을 구성해도 된다. 예를 들면, 제2 실시형태의 실외 유닛이 드레인 팬 히터 및 IH 히터를 추가로 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 각 전열 장치의 정격 소비 전력이 소정의 값을 초과하지 않으면 되는데, 각 전열 장치의 정격 소비 전력의 합계가 300W 이하가 되도록 구성되어 있어도 된다.

(8) 제8 그룹의 기술의 실시형태

(8-1) 제1 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 8a, 개략 제어 블록 구성도인 도 8b를 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1)에 대해 설명한다.

공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행함으로써, 대상 공간의 공기를 조화시키는 장치이다.

공기 조화 장치(1)는, 주로, 실외 유닛(20)과, 실내 유닛(30)과, 실외 유닛(20)과 실내 유닛(30)을 접속하는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)과, 입력 장치 및 출력 장치로서의 도시되지 않는 리모컨과, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)를 갖고 있다.

공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 회로(10) 내에 봉입된 냉매가, 압축되어, 냉각 또는 응축되고, 감압되어, 가열 또는 증발된 후에, 다시 압축된다는, 냉동 사이클이 행해진다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또한, 실내 유닛(30)이 1대만 설치되어 있는 공기 조화 장치(1)의 정격 냉방 능력으로서는, 예를 들면, 2.0kW 이상 17.0kW 이하로 할 수 있고, 그 중에서도, 냉매 용기인 저압 리시버(26)가 설치된 본 실시형태에서는, 4.0kW 이상 17.0kW 이하로 하는 것이 바람직하다.

(8-1-1) 실외 유닛(20)

실외 유닛(20)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실내 유닛(30)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 실외 유닛(20)은, 주로, 압축기(21)와, 사로 전환 밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 실외 팽창 밸브(24)와, 실외 팬(25)과, 저압 리시버(26)와, 액측 폐쇄 밸브(29)와, 가스측 폐쇄 밸브(28)를 갖고 있다.

압축기(21)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 여기서는, 압축기(21)로서, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식의 압축 요소(도시 생략)가 압축기 모터에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조의 압축기가 사용되고 있다. 압축기 모터는, 용량을 변화시키기 위한 것이며, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 또한, 압축기(21)에는, 흡입측에 있어서, 도시되지 않는 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있다.

사로 전환 밸브(22)는, 접속 상태를 전환함으로써, 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태와, 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태를 전환할 수 있다.

실외 열교환기(23)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다. 또한, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 본 실시형태와 같이, 냉매 회로(10)에 있어서 냉매 용기(저압 리시버나 고압 리시버 등이며, 압축기에 부속된 어큐뮬레이터를 제외한다)가 설치되어 있는 것에 대해서는, 1.4L 이상 5.0L 미만인 것이 바람직하다. 또, 본 실시형태와 같이, 실외 팬(25)이 1개만 설치되어 있는 트렁크형의 실외 유닛(20)이 갖는 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 0.4L 이상 3.5L 미만인 것이 바람직하다.

실외 팬(25)은, 실외 유닛(20) 내로 실외의 공기를 흡입하고, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실외 팬(25)은, 실외 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

실외 팽창 밸브(24)는, 밸브 개도를 제어 가능하며, 실외 열교환기(23)의 액측단부와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

저압 리시버(26)는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 압축기(21)의 흡입측에 도달할 때까지의 사이에 설치되고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다.

액측 폐쇄 밸브(29)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

가스측 폐쇄 밸브(28)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 가스측 냉매 연락 배관(5)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

실외 유닛(20)은, 실외 유닛(20)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실외 유닛 제어부(27)를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, 각 실내 유닛(30)의 실내 유닛 제어부(34)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다. 또, 실외 유닛 제어부(27)는, 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

(8-1-2) 실내 유닛(30)

실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 벽면이나 천장 등에 설치되어 있다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32)을 갖고 있다.

실내 열교환기(31)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 접속되고, 가스측단이, 가스측 냉매 연락 배관(5)과 접속되어 있다. 실내 열교환기(31)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다.

실내 팬(32)은, 실내 유닛(30) 내에 실내의 공기를 흡입하고, 실내 열교환기(31)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실내 팬(32)은, 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

또, 실내 유닛(30)은, 실내 유닛(30)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실내 유닛 제어부(34)를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, 실외 유닛 제어부(27)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

실내 유닛 제어부(34)는, 실내 유닛(30) 내에 설치되어 있는 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

(8-1-3) 컨트롤러(7)의 상세

공기 조화 장치(1)에서는, 실외 유닛 제어부(27)와 실내 유닛 제어부(34)가 통신선을 개재하여 접속됨으로써, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)가 구성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 주로, CPU(중앙 연산 처리 장치)와, ROM이나 RAM 등의 메모리를 갖고 있다. 또한, 컨트롤러(7)에 의한 각종 처리나 제어는, 실외 유닛 제어부(27) 및/또는 실내 유닛 제어부(34)에 포함되는 각 부가 일체적으로 기능함으로써 실현되고 있다.

(8-1-4) 운전 모드

이하, 운전 모드에 대해 설명한다.

운전 모드로서는, 냉방 운전 모드와 난방 운전 모드가 형성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 리모컨 등으로부터 접수한 지시에 의거하여, 냉방 운전 모드인지 난방 운전 모드인지를 판단하여, 실행한다.

(8-1-4-1) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 실외 팽창 밸브(24), 실내 열교환기(31)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 냉방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되어 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 냉각 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 당해 용량 제어로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 흡입 압력의 목표치가 실내 유닛(30)에서 요구되는 냉각 부하에 따라 설정되고, 흡입 압력이 목표치가 되도록 압축기(21)의 운전 주파수가 제어되는 것이어도 된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된 가스 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외측 공기와 열교환을 행하여 응축하고, 액냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)를 통과할 때에 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행하여 증발하고, 가스 냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된 가스 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다.

가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(8-1-4-2) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 난방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실내 열교환기(31), 실외 팽창 밸브(24), 실외 열교환기(23)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 난방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되어 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 난방 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 당해 용량 제어로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 토출 압력의 목표치가 실내 유닛(30)에서 요구되는 난방 부하에 따라 설정되고, 토출 압력이 목표치가 되도록 압축기(21)의 운전 주파수가 제어된다.

압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행하여 응축하고, 기액 2상 상태의 냉매 또는 액냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)으로 흘러 간다.

액측 냉매 연락 배관(6)을 흐른 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)의 액측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유입된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외 공기와 열교환을 행하여 증발하고, 가스 냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(8-1-5) 냉매 봉입량

이상의 실내 유닛(30)이 1대만 설치되어 있는 공기 조화 장치(1)에서는, 냉동 능력 1kW당 봉입량이 160g 이상 560g 이하가 되도록, 냉매가 냉매 회로(10)에 충전되어 있고, 그 중에서도, 냉매 용기로서의 저압 리시버(26)가 설치되어 있는 공기 조화 장치(1)에서는, 냉동 능력 1kW당 봉입량이 260g 이상 560g 이하가 되도록, 냉매가 냉매 회로(10)에 충전되어 있다.

(8-1-6) 제1 실시형태의 특징

예를 들면, 종래 다용되고 있는 R32 냉매를 이용한 냉동 사이클 장치에서는, R32의 충전량이 너무 적으면, 냉매 부족에 기인하는 사이클 효율의 악화에 의해 LCCP가 커지고, R32의 충전량이 너무 많으면 GWP의 영향이 높아져, LCCP가 커지는 경향이 있다.

이에 대해, 본 실시형태의 실내 유닛(30)이 1대만 설치되어 있는 공기 조화 장치(1)에서는, 냉매로서 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 상기 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매가 이용되고 있으며, 게다가 그 냉매 봉입량을, 냉동 능력 1kW당 봉입량이 160g 이상 560g 이하(특히, 저압 리시버(26)가 설치되어 있는 점에서 260g 이상 560g 이하)가 되도록 하고 있다.

이에 의해, R32보다 GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하면서, 냉동 능력 1kW당 봉입량을 560g까지 억제함으로써, LCCP를 낮게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, R32보다 열 반송 능력이 낮은 냉매여도 냉동 능력 1kW당 봉입량을 160g 이상(특히, 저압 리시버(26)가 설치되어 있는 점에서 260g 이상)으로 함으로써 냉매 부족에 의한 사이클 효율의 저하를 억제하여 LCCP의 상승을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 이상으로부터, GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하여 열 사이클을 행하는 경우에 있어서, LCCP를 낮게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

(8-1-7) 제1 실시형태의 변형예 A

상기 제1 실시형태에서는, 압축기(21)의 흡입측에 저압 리시버가 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 냉매 회로에 있어서 냉매 용기(저압 리시버나 고압 리시버 등이며, 압축기에 부속된 어큐뮬레이터를 제외한다)가 설치되어 있지 않은 것이어도 된다.

이 경우에는, 냉동 능력 1kW당 냉매 봉입량이 160g 이상 400g 이하가 되도록, 냉매가 냉매 회로(10)에 충전된다. 그리고, 이 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 0.4L 이상 2.5L 이하인 것이 바람직하다.

(8-1-8) 제1 실시형태의 변형예 B

상기 제1 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

이 경우에는, 냉동 능력 1kW당 냉매 봉입량이 260g 이상 560g 이하가 되도록, 냉매가 냉매 회로(10)에 충전된다. 그리고, 이 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 1.4L 이상 5.0L 미만인 것이 바람직하다.

(8-1-9) 제1 실시형태의 변형예 C

상기 제1 실시형태에서는, 실외 팬(25)이 1개만 설치되어 있는 트렁크형의 실외 유닛(20)을 갖는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 실외 팬(25)이 2개 설치되어 있는 트렁크형의 실외 유닛(20)을 갖는 것이어도 된다.

이 경우에는, 냉동 능력 1kW당 냉매 봉입량이 350g 이상 540g 이하가 되도록, 냉매가 냉매 회로(10)에 충전된다. 그리고, 이 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 3.5L 이상 7.0L 이하인 것이 바람직하다.

(8-2) 제2 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 8c, 개략 제어 블록 구성도인 도 8d를 참조하면서, 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1a)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다.

공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)의 실외 팽창 밸브(24) 대신에, 실외 열교환기(23)의 액측으로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이에 있어서, 제1 실외 팽창 밸브(44), 중간압 리시버(41), 제2 실외 팽창 밸브(45)가 순차적으로 설치되어 있다. 또, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)의 저압 리시버(26)는, 제2 실시형태의 실외 유닛(20)에는 설치되어 있지 않다.

제1 실외 팽창 밸브(44) 및 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 밸브 개도를 제어 가능하다.

중간압 리시버(41)는, 제1 실외 팽창 밸브(44)측으로부터 연장되는 배관의 단부와, 제2 실외 팽창 밸브(45)측으로부터 연장되는 배관의 단부의 양쪽 모두가 내부 공간에 위치하고 있고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다.

또한, 제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1a)에서는, 냉매 회로(10)에 있어서 냉매 용기인 중간압 리시버(41)가 설치되어 있는 점에서, 실외 유닛(20)이 갖는 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)이, 1.4L 이상 5.0L 미만인 것이 바람직하다. 또, 본 실시형태와 같이, 실외 팬(25)이 1개만 설치되어 있는 트렁크형의 실외 유닛(20)이 갖는 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 0.4L 이상 3.5L 미만인 것이 바람직하다.

이상의 공기 조화 장치(1a)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 냉방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 압축기(21)가 토출하는 냉매의 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)가 토출하는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 난방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 압축기(21)가 토출하는 냉매의 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(21)가 토출하는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

이상의 실내 유닛(30)이 1대만 설치되어 있는 공기 조화 장치(1a)에서는, 냉동 능력 1kW당 봉입량이 160g 이상 560g 이하가 되도록, 냉매가 냉매 회로(10)에 충전되어 있고, 그 중에서도, 냉매 용기로서의 중간압 리시버(41)가 설치되어 있는 공기 조화 장치(1)에서는, 냉동 능력 1kW당 봉입량이 260g 이상 560g 이하가 되도록, 냉매가 냉매 회로(10)에 충전되어 있다.

또한, 실내 유닛(30)이 1대만 설치되어 있는 공기 조화 장치(1)의 정격 냉방 능력으로서는, 예를 들면, 2.2kW 이상 16.0kW 이하로 할 수 있고, 4.0kW 이상 16.0kW 이하로 하는 것이 바람직하다.

이상의 제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 마찬가지로, GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하여 열 사이클을 행하는 경우에 있어서, LCCP를 낮게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

(8-2-1) 제2 실시형태의 변형예 A

상기 제2 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

이 경우에는, 냉동 능력 1kW당 냉매 봉입량이 260g 이상 560g 이하가 되도록, 냉매가 냉매 회로(10)에 충전된다. 그리고, 이 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 1.4L 이상 5.0L 미만인 것이 바람직하다.

(8-2-2) 제2 실시형태의 변형예 B

상기 제2 실시형태에서는, 실외 팬(25)이 1개만 설치되어 있는 트렁크형의 실외 유닛(20)을 갖는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 실외 팬(25)이 2개 설치된 트렁크형의 실외 유닛(20)을 갖는 것이어도 된다.

이 경우에는, 냉동 능력 1kW당 냉매 봉입량이 350g 이상 540g 이하가 되도록, 냉매가 냉매 회로(10)에 충전된다. 그리고, 이 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)으로서는, 3.5L 이상 7.0L 이하인 것이 바람직하다.

(8-3) 제3 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 8e, 개략 제어 블록 구성도인 도 8f를 참조하면서, 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1b)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다.

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)에 있어서, 과냉각 열교환기(47) 및 과냉각 회로(46)가 설치되어 있다.

과냉각 열교환기(47)는, 실외 팽창 밸브(24)와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

과냉각 회로(46)는, 실외 팽창 밸브(24)와 과냉각 열교환기(47) 사이의 주회로로부터 분기되고, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 저압 리시버(26)에 도달할 때까지의 도중의 부분에 합류하도록 연장된 회로이다. 과냉각 회로(46)의 도중에는, 통과하는 냉매를 감압시키는 과냉각 팽창 밸브(48)가 설치되어 있다. 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매이며, 과냉각 팽창 밸브(48)에서 감압된 냉매는, 과냉각 열교환기(47)에 있어서, 주회로측을 흐르는 냉매와의 사이에서 열교환을 행한다. 이에 의해, 주회로측을 흐르는 냉매는 추가로 냉각되고, 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매는 증발한다.

또한, 실내 팽창 밸브가 설치된 실내 유닛을 복수 갖고 있는 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에서는, 실외 유닛(20)이 갖는 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)이, 5.0L 이상 38L 이하인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 실외 열교환기(23)를 통과한 공기의 취출구가 측방을 향하고 있는 실외 유닛(20)에 있어서, 실외 팬(25)이 2개 설치되어 있는 것인 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적(내부에 충전 가능한 유체의 체적)은, 7.0L 이하인 것이 바람직하고, 실외 열교환기(23)를 통과한 공기가 상방을 향해 취출하는 실외 유닛(20)인 경우에는, 실외 열교환기(23)의 내용적은, 5.5L 이상인 것이 바람직하다.

또, 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30) 대신에, 서로 병렬로 설치된 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)을 갖고 있다.

제1 실내 유닛(30)은, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30)과 마찬가지로 제1 실내 열교환기(31)와 제1 실내 팬(32)과 제1 실내 유닛 제어부(34)가 설치되어 있고, 추가로 제1 실내 열교환기(31)의 액측에 있어서 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 밸브 개도를 제어 가능하다.

제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 마찬가지로, 제2 실내 열교환기(36)와, 제2 실내 팬(37)과, 제2 실내 유닛 제어부(39)와, 제2 실내 열교환기(36)의 액측에 설치된 제2 실내 팽창 밸브(38)를 갖고 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 밸브 개도를 제어 가능하다.

또한, 제3 실시형태의 컨트롤러(7)는, 실외 유닛 제어부(27)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)가 서로 통신 가능하게 접속되어 구성되어 있다.

냉방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 전개 상태로 제어된다.

난방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 제2 실내 팽창 밸브(38)도 마찬가지로, 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(45)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 난방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

이상의 실내 유닛(30, 35)이 복수 대 설치되어 있는 공기 조화 장치(1b)에서는, 냉동 능력 1kW당 봉입량이 190g 이상 1660g 이하가 되도록, 냉매가 냉매 회로(10)에 충전되어 있다.

또한, 실내 유닛(30)이 복수 대 설치되어 있는 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉방 능력으로서는, 예를 들면, 4.0kW 이상 150.0kW 이하로 할 수 있고, 14.0kW 이상 150.0kW 이하로 하는 것이 바람직하고, 그 중에서도, 실외 유닛(20)이 상취형의 것인 경우에는 22.4kW 이상 150.0kW 이하로 하는 것이 바람직하다.

이상의 제3 실시형태의 실내 유닛이 복수 대 설치되어 있는 공기 조화 장치(1b)에서는, 냉매로서 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상기 냉매 A~D 중 어느 하나가 이용되고 있으며, 게다가 그 냉매 봉입량을, 냉동 능력 1kW당 봉입량이 190g 이상 1660g 이하가 되도록 하고 있다.

이에 의해, 실내 유닛이 복수 대 설치되어 있는 공기 조화 장치(1b)에 있어서도, R32보다 GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하면서, 냉동 능력 1kW당 봉입량을 1660g까지 억제함으로써, LCCP를 낮게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 실내 유닛이 복수 대 설치되어 있는 공기 조화 장치(1b)에 있어서도, R32보다 열 반송 능력이 낮은 냉매여도 냉동 능력 1kW당 봉입량을 190g 이상으로 함으로써 냉매 부족에 의한 사이클 효율의 저하를 억제하여 LCCP의 상승을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 이상으로부터, 실내 유닛이 복수 대 설치되어 있는 공기 조화 장치(1b)에 있어서도, GWP가 충분히 작은 냉매를 이용하여 열 사이클을 행하는 경우에 있어서, LCCP를 낮게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

(8-4) 제4 실시형태

냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며 상기 냉매 A~D 중 어느 하나를 봉입하는 경우의 봉입 냉매량에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)나 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)와 같이 실내 유닛(30)이 1대만 설치되어 있는 냉동 사이클 장치에 대해서는, 냉동 능력 1kW당 봉입량이 160g 이상 560g 이하가 되도록 하면서, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)와 같이 실내 유닛(30)이 복수 대 설치되어 있는 냉동 사이클 장치에 대해서는, 냉동 능력 1kW당 봉입량이 190g 이상 1660g 이하가 되도록 한다.

이에 의해, 냉동 사이클 장치의 종류에 따라, GWP와 LCCP를 낮게 억제하는 것이 가능해진다.

(9) 제9 그룹의 기술의 실시형태

(9-1) 제1 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 9a, 개략 제어 블록 구성도인 도 9b를 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1)에 대해 설명한다.

공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행함으로써, 대상 공간의 공기를 조화시키는 장치이다.

공기 조화 장치(1)는, 주로, 실외 유닛(20)과, 실내 유닛(30)과, 실외 유닛(20)과 실내 유닛(30)을 접속하는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)과, 입력 장치 및 출력 장치로서의 도시되지 않는 리모컨과, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)를 갖고 있다.

공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 회로(10) 내에 봉입된 냉매가, 압축되어, 냉각 또는 응축되고, 감압되어, 가열 또는 증발된 후에, 다시 압축된다는, 냉동 사이클이 행해진다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(9-1-1) 실외 유닛(20)

실외 유닛(20)은, 외관이 대략 직방체 상자형이며, 내부가 칸막이판 등에 의해 분할됨으로써, 송풍기실 및 기계실이 형성된 구조(이른바, 트렁크형 구조)를 갖고 있다.

이 실외 유닛(20)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실내 유닛(30)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 실외 유닛(20)은, 주로, 압축기(21)와, 사로 전환 밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 실외 팽창 밸브(24)와, 실외 팬(25)과, 액측 폐쇄 밸브(29)와, 가스측 폐쇄 밸브(28)를 갖고 있다.

압축기(21)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 여기서는, 압축기(21)로서, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식의 압축 요소(도시 생략)가 압축기 모터에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조의 압축기가 사용되고 있다. 압축기 모터는, 용량을 변화시키기 위한 것이며, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 또한, 압축기(21)에는, 흡입측에 있어서, 도시되지 않는 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태의 실외 유닛(20)은, 당해 부속 어큐뮬레이터보다 큰 냉매 용기(압축기(21)의 흡입측에 배치되는 저압 리시버나 실외 열교환기(23)의 액측에 배치되는 고압 리시버 등)를 갖고 있지 않다.

사로 전환 밸브(22)는, 접속 상태를 전환함으로써, 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태와, 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태를 전환할 수 있다.

실외 열교환기(23)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다. 실외 열교환기(23)는, 복수의 전열핀과, 이것에 관통 고정된 복수의 전열관을 갖고 있다.

실외 팬(25)은, 실외 유닛(20) 내로 실외의 공기를 흡입하고, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실외 팬(25)은, 실외 팬 모터에 의해 회전 구동된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 실외 팬(25)은, 1개만 설치되어 있다.

실외 팽창 밸브(24)는, 밸브 개도를 제어 가능하며, 실외 열교환기(23)의 액측 단부와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

액측 폐쇄 밸브(29)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

가스측 폐쇄 밸브(28)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 가스측 냉매 연락 배관(5)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

실외 유닛(20)은, 실외 유닛(20)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실외 유닛 제어부(27)를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, 각 실내 유닛(30)의 실내 유닛 제어부(34)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다. 또, 실외 유닛 제어부(27)는, 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

(9-1-2) 실내 유닛(30)

실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 벽면 등에 설치되어 있다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32) 등을 갖고 있다.

실내 열교환기(31)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 접속되고, 가스측단이, 가스측 냉매 연락 배관(5)과 접속되어 있다. 실내 열교환기(31)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다. 실내 열교환기(31)는, 복수의 전열핀과, 이것에 관통 고정된 복수의 전열관을 갖고 있다.

실내 팬(32)은, 실내 유닛(30) 내로 실내의 공기를 흡입하고, 실내 열교환기(31)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실내 팬(32)은, 도시되지 않는 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

또, 실내 유닛(30)은, 실내 유닛(30)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실내 유닛 제어부(34)를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, 실외 유닛 제어부(27)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

실내 유닛 제어부(34)는, 실내 유닛(30) 내에 설치되어 있는 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

(9-1-3) 컨트롤러(7)의 상세

공기 조화 장치(1)에서는, 실외 유닛 제어부(27)와, 실내 유닛 제어부(34)가 통신선을 개재하여 접속됨으로써, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)가 구성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 주로, CPU(중앙 연산 처리 장치)와, ROM이나 RAM 등의 메모리를 갖고 있다. 또한, 컨트롤러(7)에 의한 각종 처리나 제어는, 실외 유닛 제어부(27) 및/또는 실내 유닛 제어부(34)에 포함되는 각 부가 일체적으로 기능함으로써 실현되고 있다.

(9-1-4) 운전 모드

이하, 운전 모드에 대해 설명한다.

운전 모드로서는, 냉방 운전 모드와 난방 운전 모드가 설정되어 있다.

컨트롤러(7)는, 리모컨 등으로부터 접수한 지시에 의거하여, 냉방 운전 모드인지 난방 운전 모드인지를 판단하여, 실행한다.

(9-1-4-1) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 실외 팽창 밸브(24), 실내 열교환기(31)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 냉방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되고 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 냉각 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된 가스 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외측 공기와 열교환을 행해 응축하고, 액냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)를 통과할 때에 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행해 증발하고, 가스 냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된 가스 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다.

가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(9-1-4-2) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 난방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실내 열교환기(31), 실외 팽창 밸브(24), 실외 열교환기(23)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 난방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되고 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 난방 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행해 응축하고, 기액 2상 상태의 냉매 또는 액냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)으로 흘러 간다.

액측 냉매 연락 배관(6)을 흐른 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)의 액측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유입된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외 공기와 열교환을 행해 증발하고, 가스 냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(9-1-5) 액측 냉매 연락 배관(6)

제1 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에, D₀의 범위는 「2≤D₀≤4」이며, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같다. 상기 냉매 A~D의 압력 손실 등의 물성은 냉매 R410A와 근사한 점에서, 이 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경은, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같은 관 외경으로 함으로써, 능력의 저하를 억제할 수 있다.

그 중에서도, 제1 실시형태의 액측 냉매 연락 배관(6)은, D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)인 것이 바람직하다.

특히, 본 실시형태의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 7.5kW 이상인 경우에는 D₀이 2.5(즉 배관 직경이 5/16인치)인 것이 보다 바람직하고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 2.6kW 이상 7.5kW 미만인 경우에는 D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)인 것이 보다 바람직하고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 2.6kW 미만인 경우에는 D₀이 1.5(즉 배관 직경이 3/16인치)인 것이 보다 바람직하다.

(9-1-6) 가스측 냉매 연락 배관(5)

제1 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에, D₀의 범위는 「3≤D₀≤8」이며, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같다. 상기 냉매 A~D의 압력 손실 등의 물성은 냉매 R410A와 근사한 점에서, 이 가스측 냉매 연락 배관(5)의 관 외경은, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같은 관 외경으로 함으로써, 능력의 저하를 억제할 수 있다.

그 중에서도, 제1 실시형태의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 6.0kW 이상인 경우에는 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 6.0kW 미만인 경우에는 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 바람직하다.

특히, 제1 실시형태의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 6.0kW 이상인 경우에는 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)인 것이 보다 바람직하고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 3.2kW 이상 6.0kW 미만인 경우에는 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 보다 바람직하고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 3.2kW 미만인 경우에는 D₀이 2.5(즉 배관 직경이 5/16인치)인 것이 보다 바람직하다.

(9-1-7) 제1 실시형태의 특징

상술한 공기 조화 장치(1)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1)에서는, 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 관 외경을 소정의 범위로 함으로써, 상기 특정의 냉매 A~D를 이용한 경우여도, 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

(9-1-8) 냉매와 냉매 연락 배관의 관 외경의 관계

제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)에 있어서, 냉매 A~D가 아닌, 냉매 R410A와 R32가 이용되는 것으로 한 경우에는, 일반적으로, 정격 냉방 능력의 범위에 따라, 이하의 표 27, 표 28에 나타내는 관 외경(인치)의 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)이 이용되고 있다.

이에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)에 있어서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A(냉매 B~D에 대해서도 동일)를 이용한 경우에 대해서는, 정격 냉방 능력의 범위에 따라, 이하의 표 27 또는 표 28에 나타내는 관 외경(인치)의 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 이용함으로써, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A(냉매 B~D에 대해서도 동일)를 이용한 경우의 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능해진다.

여기서, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)에 있어서, 냉매 R410A, R32, 상기 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A를 각각 이용하고, 표 28에 기재된 관 외경을 갖는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 이용한 경우에 대해, 도 9c에 액측 냉매 연락 배관(6)의 난방 운전 시의 압력 손실을 나타내고, 도 9d에 가스측 냉매 연락 배관(5)의 냉방 운전 시의 압력 손실을 나타낸다. 또한, 압력 손실의 산출은, 응축 온도와 증발 온도와 응축기 출구의 냉매의 과냉각도와 증발기 출구의 냉매의 과열도의 각 제어 목표치를 공통화시키고, 마력에 따른 정격 능력으로 운전시킨 경우에 필요해지는 냉매 순환량에 의거하여, 냉매 연락 배관에 있어서 발생하는 냉매의 압력 손실로서 산출했다. 또, 마력의 단위는 HP이다.

이 도 9c, 도 9d로부터 알 수 있는 바와 같이, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A는, 냉매 R410A와 압력 손실의 거동을 근사시킬 수 있었고, 공기 조화 장치(1)에 있어서 냉매 A를 이용한 경우의 능력의 저하를 작게 억제할 수 있었음을 알 수 있다. 이 점은, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 점에서 공통되는 본 개시의 냉매 B~D에 대해서도 마찬가지이다.

(9-1-9) 제1 실시형태의 변형예 A

상기 제1 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

(9-2) 제2 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 9e, 개략 제어 블록 구성도인 도 9f를 참조하면서, 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1a)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(9-2-1) 실외 유닛(20)

제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)에서는, 실외 팬(25)으로서, 제1 실외 팬(25a)과 제2 실외 팬(25b)이 설치되어 있다. 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)의 실외 열교환기(23)는, 제1 실외 팬(25a) 및 제2 실외 팬(25b)으로부터 받는 공기 흐름에 대응하도록, 넓은 열교환 면적이 확보되어 있다.

공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)의 실외 팽창 밸브(24) 대신에, 실외 열교환기(23)의 액측으로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이에 있어서, 제1 실외 팽창 밸브(44), 중간압 리시버(41), 제2 실외 팽창 밸브(45)가 순차적으로 설치되어 있다. 제1 실외 팽창 밸브(44) 및 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 밸브 개도를 제어 가능하다. 중간압 리시버(41)는, 제1 실외 팽창 밸브(44)측으로부터 연장되는 배관의 단부와, 제2 실외 팽창 밸브(45)측으로부터 연장되는 배관의 단부 양쪽 모두가 내부 공간에 위치하고 있고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다. 또한, 중간압 리시버(41)의 내용적은, 압축기(21)에 부속된 부속 어큐뮬레이터의 내용적보다 크고, 2배 이상인 것이 바람직하다.

제2 실시형태의 실외 유닛(20)은, 대략 직방체 상자형이며, 연직으로 연장되는 칸막이판 등에 의해 분할됨으로써 송풍기실 및 기계실이 형성된 구조(이른바, 트렁크형 구조)를 갖고 있다.

실외 열교환기(23)는, 예를 들면, 복수의 전열핀과, 이것에 관통 고정된 복수의 전열관을 갖고 있다. 이 실외 열교환기(23)는, 평면에서 봤을 때 L자형상이 되도록 배치되어 있다.

이상의 공기 조화 장치(1a)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

(9-2-2) 실내 유닛(30)

제2 실시형태의 실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 상방 공간에 매달림으로써 설치되거나, 천장면에 대해 설치되거나, 벽면에 대해 설치되어 이용된다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32) 등을 갖고 있다.

제2 실시형태의 실내 열교환기(31)는, 복수의 전열핀과, 이것에 관통 고정된 복수의 전열관을 갖고 있다.

(9-2-3) 액측 냉매 연락 배관(6)

제2 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1a)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에, R410A나 R32를 이용한 경우의 관 외경과의 관계와는 무관계로, D₀의 범위를 「2≤D₀≤4」로 할 수 있다.

또, 제2 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1a)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)로 하여 나타낸 경우에, D₀의 범위는 「2≤D₀≤4」이다. 상기 냉매 A~D는 냉매 R32보다 압력 손실이 생기기 쉽지만, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)의 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경은, 냉매 R32가 사용되는 경우의 관 외경 이상의 크기이기 때문에, 능력의 저하를 억제할 수 있다. 그 중에서도, 공기 조화 장치(1a)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)로 하여 나타낸 경우에, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 5.6kW보다 크고 11.2kW 미만인 경우에 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 10.0kW 이하인 경우에 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 보다 바람직하다.

또, 제2 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1a)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에, D₀의 범위는 「2≤D₀≤4」이며, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같다. 상기 냉매 A~D의 압력 손실 등의 물성은 냉매 R410A와 근사한 점에서, 이 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경은, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같은 관 외경으로 함으로써, 능력의 저하를 억제할 수 있다.

그 중에서도, 제2 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1a)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에 있어서, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상인 경우에 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만인 경우에 D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)인 것이 바람직하고, 모두 냉매 R410A가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같은 것이 보다 바람직하다.

특히, 제2 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1a)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에 있어서, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 12.5kW 이상인 경우에 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 12.5kW 미만인 경우에 D₀이 2.5(즉 배관 직경이 5/16인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만인 경우에 D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)인 것이 바람직하다.

(9-2-4) 가스측 냉매 연락 배관(5)

제2 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1a)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에, R410A나 R32를 이용한 경우의 관 외경과의 관계와는 무관계로, D₀의 범위를 「3≤D₀≤8」로 할 수 있다.

또, 제2 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1a)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)로 하여 나타낸 경우에, D₀의 범위는 「3≤D₀≤8」이다. 상기 냉매 A~D는 냉매 R32보다 압력 손실이 생기기 쉽지만, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)의 가스측 냉매 연락 배관(5)의 관 외경은, 냉매 R32가 사용되는 경우의 관 외경 이상의 크기이기 때문에, 능력의 저하를 억제할 수 있다. 그 중에서도, 공기 조화 장치(1a)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)로서 나타낸 경우에, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 22.4kW보다 큰 경우에 D₀이 7(즉 배관 직경이 7/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 14.0kW보다 크고 22.4kW 미만인 경우에 D₀이 6(즉 배관 직경이 6/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 5.6kW보다 크고 11.2kW 미만인 경우에 D₀이 5(즉 배관 직경이 5/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 4.5kW 미만인 경우에 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)인 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 25.0kW 이상인 경우에 D₀이 7(즉 배관 직경이 7/8인치)인 것이 보다 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 15.0kW 이상 19.0kW 미만인 경우에 D₀이 6(즉 배관 직경이 6/8인치)인 것이 보다 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 10.0kW 미만인 경우에 D₀이 5(즉 배관 직경이 5/8인치)인 것이 보다 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 4.0kW 미만인 경우에 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)인 것이 보다 바람직하다.

또, 제2 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1a)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에, D₀의 범위는 「3≤D₀≤8」이며, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같다. 상기 냉매 A~D의 압력 손실 등의 물성은 냉매 R410A와 근사한 점에서, 이 가스측 냉매 연락 배관(5)의 관 외경은, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같은 관 외경으로 함으로써, 능력의 저하를 억제할 수 있다.

그 중에서도, 제2 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1a)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에 있어서, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 25.0kW 이상인 경우에 D₀이 7(즉 배관 직경이 7/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 15.0kW 이상 25.0kW 미만인 경우에 D₀이 6(즉 배관 직경이 6/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 15.0kW 미만인 경우에 D₀이 5(즉 배관 직경이 5/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만인 경우에 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)인 것이 바람직하고, 모두 냉매 R410A가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같은 것이 보다 바람직하다.

(9-2-5) 제2 실시형태의 특징

이상의 제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 마찬가지로, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1a)에서는, 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 관 외경을 소정의 범위로 함으로써, 상기 특정의 냉매 A~D를 이용한 경우여도, 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

(9-2-6) 냉매와 냉매 연락 배관의 관 외경의 관계

제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 있어서, 냉매 A~D가 아닌, 냉매 R410A와 R32가 이용되는 것으로 한 경우에는, 일반적으로, 정격 냉방 능력의 범위에 따라, 이하의 표 29, 표 30에 나타내는 관 외경(인치)의 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)이 이용되고 있다.

이에 대해, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 있어서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A(냉매 B~D에 대해서도 동일)를 이용한 경우에 대해서는, 정격 냉방 능력의 범위에 따라, 이하의 표 29 또는 표 30에 나타내는 관 외경(인치)의 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 이용함으로써, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A(냉매 B~D에 대해서도 동일)를 이용한 경우의 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능해진다.

여기서, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 있어서, 냉매 R410A, R32, 상기 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A를 각각 이용하고, 표 30에 기재된 관 외경을 갖는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 이용한 경우에 대해, 도 9g에 액측 냉매 연락 배관(6)의 난방 운전 시의 압력 손실을 나타내고, 도 9h에 가스측 냉매 연락 배관(5)의 냉방 운전 시의 압력 손실을 나타낸다. 또한, 압력 손실의 산출은, 응축 온도와 증발 온도와 응축기 출구의 냉매의 과냉각도와 증발기 출구의 냉매의 과열도의 각 제어 목표치를 공통화시키고, 마력에 따른 정격 능력으로 운전시킨 경우에 필요해지는 냉매 순환량에 의거하여, 냉매 연락 배관에 있어서 발생하는 냉매의 압력 손실로서 산출했다. 또, 마력의 단위는 HP이다.

이 도 9g, 도 9h로부터 알 수 있는 바와 같이, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A는, 냉매 R410A와 압력 손실의 거동을 근사시킬 수 있었고, 공기 조화 장치(1a)에 있어서 냉매 A를 이용한 경우의 능력의 저하를 작게 억제할 수 있었음을 알 수 있다. 이 점은, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 점에서 공통되는 본 개시의 냉매 B~D에 대해서도 마찬가지이다.

(9-2-7) 제2 실시형태의 변형예 A

상기 제2 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

(9-3) 제3 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 9i, 개략 제어 블록 구성도인 도 9j를 참조하면서, 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1b)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(9-3-1) 실외 유닛(20)

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)에 있어서, 저압 리시버(26), 과냉각 열교환기(47) 및 과냉각 회로(46)가 설치되어 있다.

저압 리시버(26)는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 압축기(21)의 흡입측에 도달할 때까지의 사이에 설치되고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 압축기(21)가 갖는 부속의 어큐뮬레이터와는 별도로 설치되어 있다. 또한, 저압 리시버(26)의 내용적은, 압축기(21)에 부속된 부속 어큐뮬레이터의 내용적보다 크고, 2배 이상인 것이 바람직하다.

과냉각 열교환기(47)는, 실외 팽창 밸브(24)와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

과냉각 회로(46)는, 실외 팽창 밸브(24)와 과냉각 열교환기(47) 사이의 주회로로부터 분기되고, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 저압 리시버(26)에 이르기까지의 도중의 부분에 합류하도록 연장된 회로이다. 과냉각 회로(46)의 도중에는, 통과하는 냉매를 감압시키는 과냉각 팽창 밸브(48)가 설치되어 있다. 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매이며, 과냉각 팽창 밸브(48)에서 감압된 냉매는, 과냉각 열교환기(47)에 있어서, 주회로측을 흐르는 냉매와의 사이에서 열교환을 행한다. 이에 의해, 주회로측을 흐르는 냉매는 추가로 냉각되고, 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매는 증발한다.

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)은, 예를 들면, 하방으로부터 내부로 공기를 도입하고 상방으로부터 외부로 공기를 취출하는 상취형 구조로 불리는 것이어도 된다.

(9-3-2) 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)

또, 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30) 대신에, 서로 병렬로 설치된 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)을 갖고 있다.

제1 실내 유닛(30)은, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30)과 마찬가지로 제1 실내 열교환기(31)와 제1 실내 팬(32)과 제1 실내 유닛 제어부(34)가 설치되어 있고, 또한, 제1 실내 열교환기(31)의 액측에 있어서 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 밸브 개도가 제어 가능하다.

제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 마찬가지이며, 제2 실내 열교환기(36)와, 제2 실내 팬(37)과, 제2 실내 유닛 제어부(39)와, 제2 실내 열교환기(36)의 액측에 설치된 제2 실내 팽창 밸브(38)를 갖고 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 밸브 개도가 제어 가능하다.

또한, 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)의 구체적인 구조는, 상기 제1 실내 팽창 밸브(33)나 제2 실내 팽창 밸브(38)를 제외하고, 제2 실시형태의 실내 유닛(30)과 마찬가지의 구성이다.

또한, 제3 실시형태의 컨트롤러(7)는, 실외 유닛 제어부(27)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)가 서로 통신 가능하게 접속되어 구성되어 있다.

이상의 공기 조화 장치(1b)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 전개 상태로 제어된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 제2 실내 팽창 밸브(38)도 마찬가지로, 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(45)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 난방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

(9-3-3) 액측 냉매 연락 배관(6)

제3 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1b)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에, R410A나 R32를 이용한 경우의 관 외경과의 관계와는 무관계로, D₀의 범위를 「2≤D₀≤4」로 할 수 있다.

또, 제3 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1b)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)로 하여 나타낸 경우에, D₀의 범위는 「2≤D₀≤4」이다. 상기 냉매 A~D는 냉매 R32보다 압력 손실이 생기기 쉽지만, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)의 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경은, 냉매 R32가 사용되는 경우의 관 외경 이상의 크기이기 때문에, 능력의 저하를 억제할 수 있다. 그 중에서도, 공기 조화 장치(1b)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)로 하여 나타낸 경우에, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 5.6kW보다 크고 11.2kW 미만인 경우에 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 10.0kW 이하인 경우에 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 보다 바람직하다.

또, 제3 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1b)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에, D₀의 범위는 「2≤D₀≤4」이며, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같다. 상기 냉매 A~D의 압력 손실 등의 물성은 냉매 R410A와 근사한 점에서, 이 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경은, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같은 관 외경으로 함으로써, 능력의 저하를 억제할 수 있다.

그 중에서도, 제3 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1b)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에 있어서, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상인 경우에 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만인 경우에 D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)인 것이 바람직하고, 모두 냉매 R410A가 사용되는 경우의 액측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같은 것이 보다 바람직하다.

특히, 제3 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1b)의 액측 냉매 연락 배관(6)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에 있어서, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 12.5kW 이상인 경우에 D₀이 3(즉 배관 직경이 3/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 12.5kW 미만인 경우에 D₀이 2.5(즉 배관 직경이 5/16인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만인 경우에 D₀이 2(즉 배관 직경이 1/4인치)인 것이 바람직하다.

(9-3-4) 가스측 냉매 연락 배관(5)

제3 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1b)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에, R410A나 R32를 이용한 경우의 관 외경과의 관계와는 무관계로, D₀의 범위를 「3≤D₀≤8」로 할 수 있다.

또, 제3 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1b)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)로 하여 나타낸 경우에, D₀의 범위는 「3≤D₀≤8」이다. 상기 냉매 A~D는 냉매 R32보다 압력 손실이 생기기 쉽지만, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)의 가스측 냉매 연락 배관(5)의 관 외경은, 냉매 R32가 사용되는 경우의 관 외경 이상의 크기이기 때문에, 능력의 저하를 억제할 수 있다. 그 중에서도, 공기 조화 장치(1a)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치(여기서, 「D₀-1/8인치」는 냉매 R32가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경이다)로서 나타낸 경우에, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 22.4kW보다 큰 경우에 D₀이 7(즉 배관 직경이 7/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 14.0kW보다 크고 22.4kW 미만인 경우에 D₀이 6(즉 배관 직경이 6/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 5.6kW보다 크고 11.2kW 미만인 경우에 D₀이 5(즉 배관 직경이 5/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 4.5kW 미만인 경우에 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)인 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 25.0kW 이상인 경우에 D₀이 7(즉 배관 직경이 7/8인치)인 것이 보다 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 15.0kW 이상 19.0kW 미만인 경우에 D₀이 6(즉 배관 직경이 6/8인치)인 것이 보다 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 10.0kW 미만인 경우에 D₀이 5(즉 배관 직경이 5/8인치)인 것이 보다 바람직하고, 공기 조화 장치(1a)의 정격 냉동 능력이 4.0kW 미만인 경우에 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)인 것이 보다 바람직하다.

또, 제3 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1b)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에, D₀의 범위는 「3≤D₀≤8」이며, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같다. 상기 냉매 A~D의 압력 손실 등의 물성은 냉매 R410A와 근사한 점에서, 이 가스측 냉매 연락 배관(5)의 관 외경은, 냉매 R410A가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같은 관 외경으로 함으로써, 능력의 저하를 억제할 수 있다.

그 중에서도, 제3 실시형태의 상기 냉매 A~D가 이용되는 공기 조화 장치(1b)의 가스측 냉매 연락 배관(5)은, 관 외경을 D₀/8인치로 하여 나타낸 경우에 있어서, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 25.0kW 이상인 경우에 D₀이 7(즉 배관 직경이 7/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 15.0kW 이상 25.0kW 미만인 경우에 D₀이 6(즉 배관 직경이 6/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 이상 15.0kW 미만인 경우에 D₀이 5(즉 배관 직경이 5/8인치)인 것이 바람직하고, 공기 조화 장치(1b)의 정격 냉동 능력이 6.3kW 미만인 경우에 D₀이 4(즉 배관 직경이 1/2인치)인 것이 바람직하고, 모두 냉매 R410A가 사용되는 경우의 가스측 냉매 연락 배관의 관 외경과 같은 것이 보다 바람직하다.

(9-3-5) 제3 실시형태의 특징

이상의 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 마찬가지로, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1b)에서는, 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경과 가스측 냉매 연락 배관(5)의 관 외경을 소정의 범위로 함으로써, 상기 특정의 냉매 A~D를 이용한 경우여도, 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

(9-3-6) 냉매와 냉매 연락 배관의 관 외경의 관계

제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 있어서, 냉매 A~D가 아닌, 냉매 R410A와 R32가 이용되는 것으로 한 경우에는, 일반적으로, 정격 냉방 능력의 범위에 따라, 이하의 표 31, 표 32에 나타내는 관 외경(인치)의 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)이 이용되고 있다.

이에 대해, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 있어서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A(냉매 B~D에 대해서도 동일)를 이용한 경우에 대해서는, 정격 냉방 능력의 범위에 따라, 이하의 표 31 또는 표 32에 나타내는 관 외경(인치)의 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 이용함으로써, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A(냉매 B~D에 대해서도 동일)를 이용한 경우의 능력의 저하를 작게 억제하는 것이 가능해진다.

여기서, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 있어서, 냉매 R410A, R32, 상기 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A를 각각 이용하고, 표 32에 기재된 관 외경을 갖는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 이용한 경우에 대해, 도 9k에 액측 냉매 연락 배관(6)의 난방 운전 시의 압력 손실을 나타내고, 도 9l에 가스측 냉매 연락 배관(5)의 냉방 운전 시의 압력 손실을 나타낸다. 또한, 압력 손실의 산출은, 응축 온도와 증발 온도와 응축기 출구의 냉매의 과냉각도와 증발기 출구의 냉매의 과열도의 각 제어 목표치를 공통화시키고, 마력에 따른 정격 능력으로 운전시킨 경우에 필요해지는 냉매 순환량에 의거하여, 냉매 연락 배관에 있어서 발생하는 냉매의 압력 손실로서 산출했다. 또, 마력의 단위는 HP이다.

이 도 9k, 도 9l로부터 알 수 있는 바와 같이, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 본 개시의 냉매 A는, 냉매 R410A와 압력 손실의 거동을 근사시킬 수 있었고, 공기 조화 장치(1b)에 있어서 냉매 A를 이용한 경우의 능력의 저하를 작게 억제할 수 있었음을 알 수 있다. 이 점은, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 점에서 공통되는 본 개시의 냉매 B~D에 대해서도 마찬가지이다.

(9-4) 그 외

상기 제1 실시형태로부터 제3 실시형태 및 각 변형예를 적절히 조합하여 공기 조화 장치나 실외 유닛을 구성해도 된다.

(10) 제10 그룹의 기술의 실시형태

(10-1) 공조기(1)의 구성

도 10a는, 일실시형태에 따른 압축기(100)가 이용되는 공조기(1)의 냉매 회로도이다. 공조기(1)는, 압축기(100)를 구비한 냉동 사이클 장치이다. 압축기(100)가 채용되는 공조기(1)로서, 「냉방 운전 전용의 공조기」, 「난방 운전 전용의 공조기」, 및 「사로 전환 밸브를 이용하여 냉방 운전 및 난방 운전 중 어느 하나로 전환 가능한 공조기」 등을 들 수 있다. 여기서는, 「사로 전환 밸브를 이용하여 냉방 운전 및 난방 운전 중 어느 하나로 전환 가능한 공조기」를 이용하여 설명한다.

도 10a에 있어서, 공조기(1)는, 실내 유닛(2) 및 실외 유닛(3)을 구비하며, 실내 유닛(2)과 실외 유닛(3)은, 액냉매 연락 배관(4) 및 가스 냉매 연락 배관(5)에 의해 접속되어 있다. 도 10a에 나타내는 바와 같이, 공조기(1)는, 실내 유닛(2)과 실외 유닛(3)을 각각 1개 갖는 페어식이다. 단, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 공조기(1)는, 실내 유닛(2)을 복수 갖는 멀티식이어도 된다.

공조기(1)에서는, 어큐뮬레이터(15), 압축기(100), 사방 전환 밸브(16), 실외 열교환기(17), 팽창 밸브(18), 실내 열교환기(13) 등의 기기가 배관에 의해 접속됨으로써, 냉매 회로(11)가 구성되어 있다.

본 실시형태에서는, 냉매 회로(11)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(11)에는, 당해 혼합 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(10-1-1) 실내 유닛(2)

실내 유닛(2)에 탑재되는 실내 열교환기(13)는, 전열관과 다수의 전열핀에 의해 구성된 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 실내 열교환기(13)는, 액측이 액냉매 연락 배관(4)에 접속되고, 가스측이 가스 냉매 연락 배관(5)에 접속되며, 냉방 운전 시에는 냉매의 증발기로서 기능한다.

(10-1-2) 실외 유닛(3)

실외 유닛(3)은, 어큐뮬레이터(15), 압축기(100), 실외 열교환기(17), 및 팽창 밸브(18)를 탑재하고 있다.

(10-1-2-1) 실외 열교환기(17)

실외 열교환기(17)는, 전열관과 다수의 전열핀에 의해 구성된 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 실외 열교환기(17)는, 그 한쪽이 압축기(100)로부터 토출된 냉매가 흐르는 토출관(24)측에 접속되고, 다른 쪽이 액냉매 연락 배관(4)측에 접속되어 있다. 실외 열교환기(17)는, 압축기(100)로부터 토출관(24)을 개재하여 공급되는 가스 냉매의 응축기로서 기능한다.

(10-1-2-2) 팽창 밸브(18)

팽창 밸브(18)는, 실외 열교환기(17)와 액냉매 연락 배관(4)을 접속하는 배관에 설치되어 있다. 팽창 밸브(18)는, 배관을 흐르는 냉매의 압력이나 유량의 조절을 행하기 위한 개도 조정 가능한 전동 밸브이다.

(10-1-2-3) 어큐뮬레이터(15)

어큐뮬레이터(15)는, 가스 냉매 연락 배관(5)과 압축기(100)의 흡입관(23)을 접속하는 배관에 설치되어 있다. 어큐뮬레이터(15)는, 압축기(100)에 액냉매가 공급되는 것을 방지하기 위해, 실내 열교환기(13)로부터 가스 냉매 연락 배관(5)을 거쳐 흡입관(23)으로 향하는 냉매를, 기상과 액상으로 분리한다. 압축기(100)에는, 어큐뮬레이터(15)의 상부 공간에 모이는 기상의 냉매가 공급된다.

(10-1-2-4) 압축기(100)

도 10b는, 일실시형태에 따른 압축기(100)의 종단면도이다. 도 10b에 있어서, 압축기(100)는, 스크롤 압축기이다. 압축기(100)는, 흡입관(23)을 개재하여 흡입한 냉매를, 압축실(Sc)에서 압축하고, 압축 후의 냉매를 토출관(24)으로부터 토출한다. 또한, 압축기(100)에 대해서는, 「(10-2) 압축기(100)의 구성」 부분에서 상세를 설명한다.

(10-1-2-5) 사방 전환 밸브(16)

사방 전환 밸브(16)는, 제1에서 제4 까지의 포트를 갖고 있다. 사방 전환 밸브(16)에서는, 제1 포트가 압축기(100)의 토출측에 접속되고, 제2 포트가 압축기(100)의 흡입측에 접속되고, 제3 포트가 실외 열교환기(17)의 가스측 단부에 접속되고, 제4 포트가 가스측 폐쇄 밸브(Vg)에 접속되어 있다.

사방 전환 밸브(16)는, 제1 상태(도 1의 실선으로 나타내는 상태)와 제2 상태(도 1의 파선으로 나타내는 상태)로 전환된다. 제1 상태의 사방 전환 밸브(16)에서는, 제1 포트와 제3 포트가 연통하고 또한 제2 포트와 제4 포트가 연통한다. 제2 상태의 사방 전환 밸브(16)에서는, 제1 포트와 제4 포트가 연통하고 또한 제2 포트와 제3 포트가 연통한다.

(10-2) 압축기(100)의 구성

도 10b에 나타내는 바와 같이, 압축기(100)는, 케이싱(20)과, 고정 스크롤(30)을 포함하는 압축 기구(60)와, 모터(70)와, 크랭크 샤프트(80)와, 하부 베어링(90)을 구비하고 있다.

이하, 구성 부재의 위치 관계 등을 설명하기 위해, 「상」, 「하」 등의 표현을 이용하는 경우가 있는데, 여기서는 도 10b의 화살표 U의 방향을 상, 화살표 U와 역방향을 하라고 부른다. 또, 「수직」, 「수평」, 「세로」, 「가로」 등의 표현을 이용하는 경우가 있는데, 상하 방향을 수직 방향이고 또한 세로 방향으로 한다.

(10-2-1) 케이싱(20)

압축기(100)는, 세로로 긴 원통형상의 케이싱(20)을 갖는다. 케이싱(20)은, 상하가 개구된 대략 원통형상의 원통 부재(21)와, 원통 부재(21)의 상단 및 하단에 각각 설치된 상측 덮개(22a) 및 하측 덮개(22b)를 갖는다. 원통 부재(21)와, 상측 덮개(22a) 및 하측 덮개(22b)는, 기밀함을 유지하도록 용접에 의해 고정되어 있다.

케이싱(20)에는, 압축 기구(60), 모터(70), 크랭크 샤프트(80), 및 하부 베어링(90)을 포함하는 압축기(100)의 구성 기기가 수용된다. 또, 케이싱(20)의 하부에는 기름 저류 공간(So)이 형성된다. 기름 저류 공간(So)에는, 압축 기구(60) 등을 윤활하기 위한 냉동기유(O)가 모인다. 또한, 냉동기유(O)는, 「(1-4-1) 냉동기유」 부분에서 설명한 냉동기유를 말한다.

케이싱(20)의 상부에는, 가스 냉매를 흡입하고, 압축 기구(60)에 가스 냉매를 공급하는 흡입관(23)이, 상측 덮개(22a)를 관통해 설치된다. 흡입관(23)의 하단은, 압축 기구(60)의 고정 스크롤(30)에 접속된다. 흡입관(23)은, 압축 기구(60)의 압축실(Sc)과 연통한다. 흡입관(23)에는, 압축기(100)에 의한 압축 전의, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매가 흐른다.

케이싱(20)의 원통 부재(21)의 중간부에는, 케이싱(20) 외로 토출되는 냉매가 통과하는 토출관(24)이 설치된다. 보다 구체적으로는, 토출관(24)은, 케이싱(20)의 내부의 토출관(24)의 단부가, 압축 기구(60)의 하우징(61)의 하방에 형성된 고압 공간(S1)으로 돌출하도록 배치된다. 토출관(24)에는, 압축 기구(60)에 의한 압축 후의, 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매가 흐른다.

(10-2-2) 압축 기구(60)

압축 기구(60)는, 도 10b에 나타나는 바와 같이, 주로, 하우징(61)과, 하우징(61)의 상방에 배치되는 고정 스크롤(30)과, 고정 스크롤(30)과 조합되어 압축실(Sc)을 형성하는 가동 스크롤(40)을 갖는다.

(10-2-2-1) 고정 스크롤(30)

도 10b에 나타내는 바와 같이, 고정 스크롤(30)은, 평판상의 고정측 경판(32)과, 고정측 경판(32)의 전면(도 10b에 있어서의 하면)으로부터 돌출하는 소용돌이상의 고정측 랩(33)과, 고정측 랩(33)을 둘러싸는 외측 가장자리부(34)를 갖는다.

고정측 경판(32)의 중앙부에는, 압축 기구(60)의 압축실(Sc)에 연통하는 비원형 형상의 토출구(32a)가, 고정측 경판(32)을 두께 방향으로 관통해 형성된다. 압축실(Sc)에서 압축된 냉매는, 토출구(32a)로부터 토출되고, 고정 스크롤(30) 및 하우징(61)에 형성된 도시되지 않는 냉매 통로를 통과해, 고압 공간(S1)에 유입된다.

(10-2-2-2) 가동 스크롤(40)

가동 스크롤(40)은, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 평판상의 가동측 경판(41)과, 가동측 경판(41)의 전면(도 10b에 있어서의 상면)으로부터 돌출하는 소용돌이상의 가동측 랩(42)과, 가동측 경판(41)의 배면(도 10b에 있어서의 하면)으로부터 돌출하는, 원통형상으로 형성된 보스부(43)를 갖는다.

고정 스크롤(30)의 고정측 랩(33)과, 가동 스크롤(40)의 가동측 랩(42)은, 고정측 경판(32)의 하면과 가동측 경판(41)의 상면이 대향하는 상태에서 조합된다. 인접하는 고정측 랩(33)과 가동측 랩(42) 사이에는, 압축실(Sc)이 형성된다. 가동 스크롤(40)이 후술하는 바와 같이 고정 스크롤(30)에 대해 공전함으로써, 압축실(Sc)의 체적이 주기적으로 변화하고, 압축 기구(60)에 있어서, 냉매의 흡입, 압축, 토출이 행해진다.

보스부(43)는, 상단이 막힌 원통형상 부분이다. 보스부(43)의 중공부에, 크랭크 샤프트(80)의 편심부(81)가 삽입됨으로써, 가동 스크롤(40)과 크랭크 샤프트(80)는 연결되어 있다. 보스부(43)는, 가동 스크롤(40)과 하우징(61) 사이에 형성되는 편심부 공간(62)에 배치된다. 편심부 공간(62)은, 크랭크 샤프트(80)의 급유 경로(83) 등을 개재하여 고압 공간(S1)과 연통하고 있고, 편심부 공간(62)에는 높은 압력이 작용한다. 이 압력에 의해, 편심부 공간(62) 내의 가동측 경판(41)의 하면은, 고정 스크롤(30)을 향해 상방으로 눌린다. 이 힘에 의해, 가동 스크롤(40)은, 고정 스크롤(30)에 밀착한다.

가동 스크롤(40)은, 도시되지 않는 올댐 조인트를 개재하여 하우징(61)에 지지된다. 올댐 조인트는, 가동 스크롤(40)의 자전을 방지하고, 공전시키는 부재이다. 올댐 조인트를 이용함으로써, 크랭크 샤프트(80)가 회전하면, 보스부(43)에 있어서 크랭크 샤프트(80)와 연결된 가동 스크롤(40)이, 고정 스크롤(30)에 대해 자전하는 일 없이 공전하여, 압축실(Sc) 내의 냉매가 압축된다.

(10-2-2-3) 하우징(61)

하우징(61)은, 원통 부재(21)에 압입되고, 그 외주면에 있어서 둘레방향 전체에 걸쳐 원통 부재(21)와 고정되어 있다. 또, 하우징(61)과 고정 스크롤(30)은, 하우징(61)의 상단면이, 고정 스크롤(30)의 외측 가장자리부(34)의 하면과 밀착하도록, 도시되지 않는 볼트 등에 의해 고정되어 있다.

하우징(61)에는, 상면 중앙부에 패이도록 배치되는 오목부(61a)와, 오목부(61a)의 하방에 배치되는 베어링부(61b)가 형성된다.

오목부(61a)는, 가동 스크롤(40)의 보스부(43)가 배치되는 편심부 공간(62)의 측면을 둘러싼다.

베어링부(61b)에는, 크랭크 샤프트(80)의 주축(82)을 축지지하는 베어링(63)이 배치된다. 베어링(63)은, 베어링(63)에 삽입된 주축(82)을 회전 가능하게 지지한다.

(10-2-3) 모터(70)

모터(70)는, 원통 부재(21)의 내벽면에 고정된 환상의 고정자(72)와, 고정자(72)의 내측에, 약간의 간극(에어 갭)을 두고 회전 가능하게 수용된 회전자(71)를 갖는다.

회전자(71)는, 원통 부재(21)의 축심을 따라 상하 방향으로 연장되도록 배치된 크랭크 샤프트(80)를 개재하여 가동 스크롤(40)과 연결된다. 회전자(71)가 회전함으로써, 가동 스크롤(40)은, 고정 스크롤(30)에 대해 공전한다.

또한, 모터(70)의 상세에 대해서는, 「(10-4) 모터(70)의 구성」 부분에서 설명한다.

(10-2-4) 크랭크 샤프트(80)

크랭크 샤프트(80)는, 모터(70)의 구동력을 가동 스크롤(40)에 전달한다. 크랭크 샤프트(80)는, 원통 부재(21)의 축심을 따라 상하 방향으로 연장되도록 배치되며, 모터(70)의 회전자(71)와, 압축 기구(60)의 가동 스크롤(40)을 연결한다.

크랭크 샤프트(80)는, 원통 부재(21)의 축심과 중심축이 일치하는 주축(82)과, 원통 부재(21)의 축심에 대해 편심된 편심부(81)를 갖는다. 편심부(81)는, 가동 스크롤(40)의 보스부(43)에 삽입된다.

주축(82)은, 하우징(61)의 베어링부(61b)의 베어링(63), 및 하부 베어링(90)에 의해, 회전 가능하게 지지된다. 주축(82)은, 베어링부(61b)와 하부 베어링(90) 사이에서, 모터(70)의 회전자(71)와 연결된다.

크랭크 샤프트(80)의 내부에는, 압축 기구(60) 등에 냉동기유(O)를 공급하기 위한 급유 경로(83)가 형성되어 있다. 주축(82)의 하단은, 케이싱(20)의 하부에 형성된 기름 저류 공간(So) 내에 위치하고, 기름 저류 공간(So)의 냉동기유(O)는, 급유 경로(83)를 통해 압축 기구(60) 등에 공급된다.

(10-2-5) 하부 베어링(90)

하부 베어링(90)은, 모터(70)의 하방에 배치된다. 하부 베어링(90)은, 원통 부재(21)와 고정되어 있다. 하부 베어링(90)은, 크랭크 샤프트(80)의 하단측의 베어링을 구성하며, 크랭크 샤프트(80)의 주축(82)을 회전 가능하게 지지한다.

(10-3) 압축기(100)의 동작

압축기(100)의 동작에 대해 설명한다. 모터(70)가 기동하면, 회전자(71)가 고정자(72)에 대해 회전하고, 회전자(71)와 고정된 크랭크 샤프트(80)가 회전한다. 크랭크 샤프트(80)가 회전하면, 크랭크 샤프트(80)와 연결된 가동 스크롤(40)이 고정 스크롤(30)에 대해 공전한다. 그리고, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 가스 냉매가, 흡입관(23)을 통과해, 압축실(Sc)의 둘레 가장자리측으로부터, 압축실(Sc)로 흡인된다. 가동 스크롤(40)이 공전함에 따라, 흡입관(23)과 압축실(Sc)은 연통하지 않게 되고, 압축실(Sc)의 용적이 감소함에 따라, 압축실(Sc)의 압력이 상승하기 시작한다.

압축실(Sc) 내의 냉매는, 압축실(Sc)의 용적이 감소함에 따라 압축되고, 최종적으로 고압의 가스 냉매가 된다. 고압의 가스 냉매는, 고정측 경판(32)의 중심 부근에 위치하는 토출구(32a)로부터 토출된다. 그 후, 고압의 가스 냉매는, 고정 스크롤(30) 및 하우징(61)에 형성된 도시되지 않는 냉매 통로를 통과해, 고압 공간(S1)에 유입된다. 고압 공간(S1)에 유입된, 압축 기구(60)에 의한 압축 후의, 냉동 사이클에 있어서의 고압의 가스 냉매는, 토출관(24)으로부터 토출된다.

(10-4) 모터(70)의 구성

도 10c는, 회전축에 수직인 평면으로 절단된 모터(70)의 단면도이다. 또, 도 10d는, 회전축에 수직인 평면으로 절단된 회전자(71)의 단면도이다. 또한, 도 10e는, 회전자(71)의 사시도이다.

또한, 도 10c~도 10e에서는, 회전자(71)에 연결되어 외부로 회전력을 전달하기 위한 샤프트에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 도 10c~도 10e에 있어서, 모터(70)는, 영구 자석 동기 모터이다. 모터(70)는, 회전자(71)와 고정자(72)를 갖고 있다.

(10-4-1) 고정자(72)

고정자(72)는, 몸체부(725)와 복수의 치부(726)를 구비하고 있다. 몸체부(725)는, 회전자(71)의 외주 직경보다 큰 내주 직경을 갖는 대략 통형상으로 형성되어 있다. 몸체부(725)는, 치부(726)와 일체로, 두께 0.05mm 이상 0.5mm 이하의 얇은 전자 강판을 소정의 형상으로 가공하고, 소정의 장수를 적층함으로써 형성된다.

복수의 치부(726)는, 몸체부(725)의 내주부에 그 둘레방향을 따라 대략 균등 간격으로 위치하는 양태로 돌출하고 있다. 각 치부(726)는, 몸체부(725)의 내주부로부터 회전축을 중심으로 하는 원의 경방향을 따라 중심을 향해 연장되며, 회전자(71)와 소정의 간극을 두고 대향하고 있다.

각 치부(726)는, 외주측에서 몸체부(725)를 개재하여 자기적으로 연결되어 있다. 각 치부(726)에는, 권선으로서 코일(727)이 감겨져 있다(도 10c에서는 1개만 도시). 코일(727)에는, 회전자(71)를 회전시키는 회전 자계를 발생시키기 위한 삼상 교류가 흐른다. 코일(727)의 권선 방식은 특별히 한정되지 않고, 복수의 치부(726)에 대해 집중권된 형태여도, 분포권된 형태여도 된다.

이들 회전자(71) 및 고정자(72)는, 케이싱(20)에 장착되어 회전 전기로서 사용된다.

(10-4-2) 회전자(71)

회전자(71)는, 외관 형상이 대략 원기둥형상으로 형성되고, 그 중심축을 따라 크랭크 샤프트(80)의 주축(82)이 연결 고정되어 있다. 회전자(71)는, 회전자 코어(710)와 복수의 영구 자석(712)을 갖고 있다. 회전자(71)는, 영구 자석(712)이 회전자 코어(710) 내에 매입되어 있는, 매입 자석형 회전자이다.

(10-4-2-1) 회전자 코어(710)

회전자 코어(710)는, 자성 재료에 의해 대략 원통형상으로 형성되어 있다. 두께 0.05mm 이상 0.5mm 이하의 얇은 전자 강판(711)을 소정의 형상으로 가공하고, 소정의 장수를 적층함으로써 형성된다. 전자 강판으로서는, 고속 회전 시의 회전자의 내구성을 향상시키기 위해, 인장 강도가 400MPa 이상인 복수의 고장력 전자 강판이 바람직하다.

회전자 코어(710)의 중심축을 따라 크랭크 샤프트(80)의 주축(82)(도 10b 참조)을 고정하기 위한 축삽입 구멍(719)이 형성되어 있다. 또, 회전자 코어(710)에는, 회전축 둘레의 둘레방향을 따라 복수의 자석 수용 구멍(713)이 형성되어 있다.

(10-4-2-1-1) 자석 수용 구멍(713)

자석 수용 구멍(713)은, 회전축을 중심으로 하는 원의 경방향에 대해 대략 직교하는 방향으로 편평한 직방체 형상의 공간이다. 자석 수용 구멍(713)은 영구 자석(712)을 매설 가능한 형상이면, 관통하고 있어도, 바닥을 갖고 있어도 된다.

또, 도 10d에 나타내는 바와 같이, 각 자석 수용 구멍(713)은, 서로 이웃하는 임의의 2개의 자석 수용 구멍(713)이 대략 V자형을 이루도록 형성되어 있다.

(10-4-2-1-2) 비자성 공간(714)

또, 비자성 공간(714)은, 자석 수용 구멍(713)의 단부로부터 굴곡하여 회전자 코어(710)의 외주측을 향해 연장되어 있다. 비자성 공간(714)은, 감자계가 발생했을 때에, 당해 감자계에 의한 자속이 영구 자석(712)을 피해 비자성 공간(714)을 통과하기 쉽게 하는 역할을 갖고 있으며, 비자성 공간(714)에 의해서도 감자 방지가 도모된다.

(10-4-2-1-3) 브릿지(715)

브릿지(715)는, 비자성 공간(714)의 반경 방향 외측에 위치하여 자극끼리를 연결하고 있다. 브릿지(715)의 두께는, 고속 회전 시의 내구성을 향상시키기 위해, 3mm 이상으로 설정되어 있다.

또한, 도 10c~도 10e에 나타내는 회전자(71)는, 일례이며, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

도 10f는, 회전축에 수직인 평면으로 절단된 다른 회전자(71)의 단면도이다. 도 10d의 회전자와의 차이점은, 도 10d에서는 서로 이웃하는 임의의 2개의 자석 수용 구멍이 대략 V자형을 이루도록 형성되어 있으나, 도 10f에서는 서로 이웃하는 2개 한 세트의 자석 수용 구멍(713)이 V자형을 이루도록 형성되어 있는 점이다.

그 때문에, 도 10f의 회전자(71)에서는, 회전자 코어(710)에, 도 10d에 나타내는 자석 수용 구멍보다 폭이 좁은 8개의 자석 수용 구멍(713)이 형성되고, 서로 이웃하는 2개 한 세트의 자석 수용 구멍(713)이 V자형을 이루고 있으며, 합계 4개의 V자가 형성되어 있다. 또, 한 세트의 자석 수용 구멍(713)이 이루는 V자형의 골측은 2개의 비자성 공간이 연결됨으로써 1개의 V자형의 비자성 공간(714)을 형성하고 있다.

외측의 비자성 공간(714)은, 자석 수용 구멍(713)의 골측과는 반대측의 단부에 형성되고, 회전자 코어(710)의 외주측을 향해 연장되어 있다.

또, 자석 수용 구멍(713)의 가로폭은, 도 10d에 나타내는 자석 수용 구멍에 비해 작게 설정되어 있으므로, 그에 따라, 영구 자석(712)의 가로폭도, 도 10d에 나타내는 영구 자석에 비해 작게 성형되어 있다.

도 10f에 나타내는, 영구 자석(712), 자석 수용 구멍(713), 비자성 공간(714), 및 브릿지(715)의 작용은, 도 10d에 나타내는 그들과 같다.

(10-4-2-2) 영구 자석(712)

영구 자석(712)은, Nd-Fe-B(네오디뮴·철·붕소)를 주성분으로 하는 네오디뮴 희토류 자석이다. Nd-Fe-B계 자석의 보자력은, 온도의 영향을 받아 열화되므로, 압축기에 Nd-Fe-B계 자석을 이용한 모터를 사용하는 경우, 압축기 내의 고온 분위기(100℃ 이상)에 의해 보자력은 저하된다.

그러므로, 영구 자석(712)은, 중희토류(예를 들면 디스프로슘)를 입계 확산하여 형성되는 것이 바람직하다. 중희토류를 입계 확산하는 입계 확산법에서는, 소정의 조성물을 소결하여 소결물을 형성하고, 그 소결물에 중희토류 가공물을 도포한 후에, 소결 온도보다 낮은 온도에서 열처리를 행해, 영구 자석(712)을 제조하고 있다.

입계 확산법에 의하면, 중희토류의 첨가량을 저감하여 보자력을 높일 수 있다. 본 실시형태의 영구 자석(712)은, 1질량% 이하의 디스프로슘을 함유함으로써, 유지력을 향상시키고 있다.

또, 본 실시형태에서는, 영구 자석(712)의 감자 내력을 향상시키기 위해, 영구 자석(712)의 평균 결정입경을 10μm 이하로 하고 있고, 5μm 이하가 바람직하다.

영구 자석(712)은, 2개의 주면을 갖는 두께가 균일한 사각형의 판상으로 성형되어 있다. 각 자석 수용 구멍(713)에 1개의 영구 자석(712)이 매설되어 있다. 도 10d 및 도 10f에 나타내는 바와 같이, 각 자석 수용 구멍(713)에 매설된 영구 자석(712) 중, 서로 이웃하는 임의의 2개의 영구 자석(712)이 대략 V자형을 이룬다.

영구 자석(712)의 외향면은, 회전자 코어(710)에 대해 자극을 발생시키는 자극면이며, 영구 자석(712)의 내향면은, 그것과는 반대의 반자극면이다. 또, 영구 자석(712)을, 고정자(72)에 대해 자극을 발생시키는 부분으로서 생각하면, 영구 자석(712)의 둘레방향 양단부가 자극단이며, 둘레방향 중앙부가 자극 중심이다.

상기와 같은 영구 자석(712)의 자세에 있어서, 영구 자석(712)의 양단부가 자극의 단부 부근이며, 에어 갭에 가까운 부분을 「근접 부분(716)」이라고 한다. 근접 부분(716)은, V자형의 골 사이에 위치하는 부분이다. 또, 영구 자석(712) 중 중간부가 근접 부분(716)보다 자극 중심부에 가깝고, 에어 갭으로부터 먼 부분을 「먼 쪽 부분(717)」이라고 한다.

각 치부(726)에 코일(727)을 권회한 집중권 타입의 모터(70)에 있어서는, 코일(727)에 의한 자속은, 최단으로 인접하게 설치하는 치부(726)에 흐른다. 따라서, 회전자 코어(710)의 표면 부근에 있는 영구 자석(712)의 근접 부분(716)에 감자계가 보다 강하게 작용한다. 그러므로, 본 실시형태에서는, 근접 부분(716)(V자형의 골 사이에 위치하는 부분)의 유지력이 다른 부분보다 {1/(4π)}×10³[A/m] 이상 높게 설정되어 있으며, 이에 의해, 감자를 억제하고 있다.

이 때문에, 집중권 타입의 모터(70)에 본 형태를 적용하면 감자 억제 효과가 크다.

영구 자석(712)의 두께 치수와, 영구 자석(712)의 두께 방향에 있어서의 자석 수용 구멍(713)의 치수는 실질적으로 같게 형성되며, 영구 자석(712)의 양쪽 주면은 자석 수용 구멍(713)의 내면에 실질적으로 접하고 있다. 결과적으로, 영구 자석(712)과 회전자 코어(710) 사이에서 자기 저항을 작게 할 수 있다.

또한, 「영구 자석(712)의 양쪽 주면이 자석 수용 구멍(713)의 내면에 실질적으로 접하고 있는 경우」란, 「영구 자석(712)을 자석 수용 구멍(713)에 삽입할 때에 필요해지는 정도의 미소한 간극이 영구 자석(712)과 자석 수용 구멍(713) 사이에 발생하고 있는 경우」도 포함한다.

(10-5) 특징

(10-5-1)

압축기(100)는, 모터(70)가 영구 자석(712)을 포함하는 회전자(71)를 가지므로, 모터의 회전수를 변경할 수 있는 용량 가변형 압축기에 적합하다. 이 경우, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 이용한 공조기(1)에 있어서, 공조 부하에 따라 모터 회전수를 변경할 수 있으므로, 압축기(100)의 고효율화가 가능하다.

(10-5-2)

회전자(71)가 매입 자석형 회전자이다. 매입 자석형 회전자는, 영구 자석(712)이 회전자(71) 내에 매입되어 있다.

(10-5-3)

회전자(71)가 복수의 전자 강판(711)을 판두께 방향으로 적층하여 형성되어 있다. 전자 강판(711)의 두께는, 0.05mm 이상 0.5mm 이하이다.

일반적으로, 판두께를 얇게 할수록 와전류손을 저감할 수 있는데, 0.05mm 미만은 전자 강판의 가공이 곤란하고, 판두께 0.5mm를 초과하면 강판 표면으로부터의 침규 처리, 및 Si 분포 적정화를 위한 확산 처리에 시간이 걸리는 것을 감안하면, 판두께는 0.05~0.5mm가 바람직하다.

(10-5-4)

영구 자석(712)은, Nd-Fe-B계 자석이다. 그 결과, 자기 에너지적을 크게 할 수 있는 모터(70)가 실현되어, 압축기(100)의 고효율화가 가능해진다.

(10-5-5)

영구 자석(712)은, 중희토류를 입계 확산하여 형성되어 있다. 그 결과, 영구 자석(712)의 감자 내력이 향상되고, 소량의 중희토류로 영구 자석의 유지력을 높일 수 있어, 압축기(100)의 고효율화가 가능해진다.

(10-5-6)

영구 자석(712)은, 1질량% 이하의 디스프로슘을 함유하고 있다. 그 결과, 영구 자석(712)의 유지력이 향상되므로, 압축기(100)의 고효율화가 가능해진다.

(10-5-7)

영구 자석(712)은, 평균 결정입경이 10μm 이하이다. 그 결과, 영구 자석(712)의 감자 내력이 높아져, 압축기(100)의 고효율화가 가능해진다.

(10-5-8)

영구 자석(712)이 평판상이며, 복수의 영구 자석(712)이 V자형을 이루도록 회전자(71)에 매입되어 있다. V자형의 골 사이에 위치하는 부분의 유지력은 다른 부분보다 {1/(4π)}×10³[A/m] 이상 높게 설정되어 있다. 그 결과, 영구 자석(712)의 감자가 억제되어, 압축기(100)의 고효율화가 가능해진다.

(10-5-9)

회전자(71)가, 인장 강도가 400MPa 이상인 복수의 고장력 전자 강판을 판두께 방향으로 적층하여 형성되어 있다. 그 결과, 고속 회전 시의 회전자(71)의 내구성이 향상되므로, 압축기(100)의 고효율화가 가능해진다.

(10-5-10)

회전자(71)의 브릿지(715)의 두께는, 3mm 이상이다. 그 결과, 고속 회전 시의 회전자의 내구성이 향상되므로, 압축기의 고효율화가 가능해진다.

(10-6) 변형예

(10-6-1)

회전자(71)가 복수의 판상의 어모퍼스 금속을 판두께 방향으로 적층하여 형성되어도 된다. 이 경우, 철손이 적고 효율이 높은 모터가 실현되므로, 압축기의 고효율화가 가능해진다.

(10-6-2)

회전자(71)가, 5질량% 이상의 실리콘을 함유하는 복수의 전자 강판을 판두께 방향으로 적층하여 형성되어도 된다. 이 경우, 적당량의 실리콘을 함유시켜 히스테리시스를 저감시킨 전자 강판에 의해, 철손이 적고 효율이 높은 모터가 실현되므로, 압축기의 고효율화가 가능해진다.

(10-6-3)

상기 실시형태에서는, 회전자(71)가 매입 자석형 회전자인 것으로 하여 설명해 왔는데, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 영구 자석이 회전자의 표면에 장착되어 있는, 표면 자석형 회전자여도 된다.

(10-7) 제2 실시형태에 따른 압축기(300)의 구성

제1 실시형태에서는, 압축기(100)로서 스크롤 압축기를 설명했는데, 압축기는 스크롤 압축기로 한정되는 것은 아니다.

도 10g는, 본 개시의 제2 실시형태에 따른 압축기(300)의 종단면도이다. 도 10g에 있어서, 압축기(300)는 로터리 압축기이다. 압축기(300)는, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매가 순환하는 냉매 회로의 일부를 구성한다. 압축기(300)는, 냉매를 압축하여, 고압의 가스 냉매를 배출한다. 도면 중의 화살표는, 냉매의 흐름을 나타내고 있다.

(10-7-1) 케이싱(220)

압축기(300)는, 세로로 긴 원통형상의 케이싱(220)을 갖는다. 케이싱(220)은, 상하가 개구된 대략 원통형상의 원통 부재(221)와, 원통 부재(221)의 상단 및 하단에 각각 설치된 상측 덮개(222a) 및 하측 덮개(222b)를 갖는다. 원통 부재(221)와, 상측 덮개(22a) 및 하측 덮개(22b)는, 기밀함을 유지하도록 용접에 의해 고정되어 있다.

케이싱(220)에는, 압축 기구(260), 모터(270), 크랭크 샤프트(280), 상부 베어링(263) 및 하부 베어링(290)을 포함하는 압축기(300)의 구성 기기가 수용된다. 또, 케이싱(220)의 하부에는 기름 저류 공간(So)이 형성된다.

케이싱(220)의 하부에는, 가스 냉매를 흡입하고, 압축 기구(260)에 가스 냉매를 공급하는 흡입관(223)이, 원통 부재(221)의 하부를 관통해 설치된다. 흡입관(223)의 일단은, 압축 기구(260)의 실린더(230)에 접속된다. 흡입관(223)은, 압축 기구(260)의 압축실(Sc)과 연통한다. 흡입관(223)에는, 압축기(300)에 의한 압축 전의, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매가 흐른다.

케이싱(220)의 상측 덮개(222a)에는, 케이싱(220) 외로 토출되는 냉매가 통과하는 토출관(224)이 설치된다. 보다 구체적으로는, 케이싱(220)의 내부의 토출관(224)의 단부가, 모터(270)의 상방에 형성된 고압 공간(S1)에 배치된다. 토출관(224)에는, 압축 기구(260)에 의한 압축 후의, 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매가 흐른다.

(10-7-2) 모터(270)

모터(270)는, 고정자(272) 및 회전자(271)를 갖고 있다. 모터(270)는, 로터리 압축기인 압축기(300)에 사용되고 있다는 것 이외에는, 기본적으로 제1 실시형태의 모터(70)와 동등하며, 제1 실시형태의 모터(70)와 동등한 성능, 작용·효과를 발휘한다. 따라서, 여기서는, 모터(270)의 설명을 생략한다.

(10-7-3) 크랭크 샤프트(280), 상부 베어링(263), 하부 베어링(290)

크랭크 샤프트(280)는, 회전자(271)에 고정되어 있다. 또한, 크랭크 샤프트(280)는, 상부 베어링(263) 및 하부 베어링(290)에 의해, 회전축심(Rs)을 중심으로 하여 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 크랭크 샤프트(280)는 편심부(241)를 갖고 있다.

(10-7-4) 압축 기구(260)

압축 기구(260)는, 단일의 실린더(230)와, 당해 실린더(230) 중에 설치된 단일의 피스톤(242)을 갖고 있다. 실린더(230)는, 소정의 용적을 가지고, 케이싱(220)에 고정되어 있다.

피스톤(242)은, 크랭크 샤프트(280)의 편심부(241)에 설치되어 있다. 실린더(230) 및 피스톤(242)은, 압축실(Sc)을 규정한다. 회전자(271)의 회전은, 편심부(241)를 개재하여, 피스톤(242)을 공전시킨다. 이 공전에 따라, 압축실(Sc)의 용적이 변동함으로써, 기체 냉매가 압축된다.

여기서, 「실린더 용적」이란, 이른바 이론 용적을 의미하고, 즉, 피스톤(242)이 1회전하는 동안에 흡입관(223)으로부터 실린더(230)로 흡입되는 기체 냉매의 체적에 상당한다.

(10-7-5) 기름 저류 공간(So)

케이싱(220)의 하부에는, 기름 저류 공간(So)이 형성되어 있다. 기름 저류 공간(So)에는, 압축 기구(260)를 윤활하기 위한 냉동기유(O)가 모인다. 또한, 냉동기유(O)는, 「(1-4-1) 냉동기유」 부분에서 설명한 냉동기유를 말한다.

(10-8) 압축기(300)의 동작

압축기(300)의 동작에 대해 설명한다. 모터(270)가 기동하면, 회전자(271)가 고정자(272)에 대해 회전하고, 회전자(271)와 고정된 크랭크 샤프트(280)가 회전한다. 크랭크 샤프트(280)가 회전하면, 크랭크 샤프트(280)와 연결된 피스톤(242)이 실린더(230)에 대해 공전한다. 그리고, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 가스 냉매가, 흡입관(223)을 통과해 압축실(Sc)에 흡인된다. 피스톤(242)이 공전함에 따라, 흡입관(223)과 압축실(Sc)은 연통하지 않게 되고, 압축실(Sc)의 용적이 감소함에 따라, 압축실(Sc)의 압력이 상승하기 시작한다.

압축실(Sc) 내의 냉매는, 압축실(Sc)의 용적이 감소함에 따라 압축되고, 최종적으로 고압의 가스 냉매가 된다. 고압의 가스 냉매는, 토출구(232a)로부터 토출된다. 그 후, 고압의 가스 냉매는, 고정자(272)와 회전자(271) 사이의 갭 및 그 외의 개소를 통과해, 케이싱(220)의 상방에 설치된 토출관(224)으로부터 배출된다.

(10-9) 제2 실시형태의 특징

(10-9-1) 압축기(300)는, 제1 실시형태의 모터(70)와 동등한 모터(270)를 채용하고 있으므로, 모터의 회전수를 변경할 수 있는 용량 가변형 압축기에 적합하다. 이 경우, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 이용한 공조기(1)에 있어서, 공조 부하에 따라 모터 회전수를 변경할 수 있으므로, 압축기(300)의 고효율화가 가능하다.

(10-9-2)

압축기(300)는, 제1 실시형태의 모터(70)와 동등한 모터(270)를 채용하고 있으므로, 제1 실시형태의 「(10-5) 특징」의 「(10-5-2)~(10-5-10)의 특징」을 갖고 있다.

(10-9-3)

공조기(1)의 압축기로서, 로터리 압축기인 압축기(300)를 사용하는 경우는, 스크롤 압축기를 사용하는 경우에 비해 냉매 충전량을 적게 할 수 있으므로, 가연성 냉매를 사용하는 공조기에 적합하다.

(10-10) 제2 실시형태의 변형예

압축기(300)는, 제1 실시형태의 모터(70)와 동등한 모터(270)를 채용하고 있으므로, 제1 실시형태의 「(10-6) 변형예」에 기재된 모든 변형예의 적용이 가능하다.

(10-11) 다른 실시형태

압축기의 형태로서는, 모터(70)와 동등한 모터를 사용하는 한, 스크루 압축기, 혹은, 터보 압축기여도 된다.

(11) 제11 그룹의 기술의 실시형태

(11-1) 제1 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 11a, 개략 제어 블록 구성도인 도 11b를 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1)에 대해 설명한다.

공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행함으로써, 대상 공간의 공기를 조화시키는 장치이다.

공기 조화 장치(1)는, 주로, 실외 유닛(20)과, 실내 유닛(30)과, 실외 유닛(20)과 실내 유닛(30)을 접속하는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)과, 입력 장치 및 출력 장치로서의 도시되지 않는 리모컨과, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)를 갖고 있다.

공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 회로(10) 내에 봉입된 냉매가, 압축되어, 냉각 또는 응축되고, 감압되어, 가열 또는 증발된 후에, 다시 압축된다는, 냉동 사이클이 행해진다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(11-1-1) 실외 유닛(20)

실외 유닛(20)은, 도 11c에 나타내는 바와 같이, 외관이 대략 직방체 상자형인 실외 하우징(50)에 의해 구성되어 있다. 이 실외 유닛(20)은, 도 11d에 나타내는 바와 같이, 칸막이판(50a)에 의해 내부 공간이 좌우로 분할됨으로써, 송풍기실 및 기계실이 형성되어 있다.

이 실외 유닛(20)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실내 유닛(30)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 실외 유닛(20)은, 주로, 압축기(21)와, 사로 전환 밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 실외 팽창 밸브(24)와, 실외 팬(25)과, 액측 폐쇄 밸브(29)와, 가스측 폐쇄 밸브(28)를 갖고 있다.

압축기(21)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 여기서는, 압축기(21)로서, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식의 압축 요소(도시 생략)가 압축기 모터에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조의 압축기가 사용되고 있다. 압축기 모터는, 용량을 변화시키기 위한 것이며, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 또한, 압축기(21)에는, 흡입측에 있어서, 도시되지 않는 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있다.

사로 전환 밸브(22)는, 접속 상태를 전환함으로써, 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태와, 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태를 전환할 수 있다.

실외 열교환기(23)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다. 실외 열교환기(23)는, 판두께 방향으로 겹쳐서 배치된 복수의 전열핀(23a)과, 복수의 전열핀(23a)에 관통 고정된 복수의 전열관(23b)을 갖는 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 본 실시형태의 실외 열교환기(23)에서는, 특별히 한정되지 않으나, 냉매가 2 이상 10 이하로 분기되어 흐르도록 복수의 냉매 유로를 갖고 있어도 된다. 본 실시형태의 실외 열교환기(23)의 복수의 전열관(23b)은, 만곡된 부분 이외는 원통형상의 배관이며, 외경이 6.35mm, 7.0mm, 8.0mm, 및, 9.5mm로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류로 구성되어 있다. 또한, 외경이 6.35mm인 전열관(23b)은, 두께가 0.25mm 이상 0.28mm 이하이며, 0.266mm인 것이 바람직하다. 외경이 7.0mm인 전열관(23b)은, 두께가 0.26mm 이상 0.29mm 이하이며, 0.273mm인 것이 바람직하다. 외경이 8.0mm인 전열관(23b)은, 두께가 0.28mm 이상 0.31mm 이하이며, 0.295mm인 것이 바람직하다. 외경이 9.5mm인 전열관(23b)은, 두께가 0.32mm 이상 0.36mm 이하이며, 0.340mm인 것이 바람직하다.

실외 팬(25)은, 실외 유닛(20) 내로 실외의 공기를 흡입하고, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실외 팬(25)은, 실외 팬 모터에 의해 회전 구동된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 실외 팬(25)은, 1개만 설치되어 있다.

실외 팽창 밸브(24)는, 밸브 개도를 제어 가능하며, 실외 열교환기(23)의 액측 단부와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

액측 폐쇄 밸브(29)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

가스측 폐쇄 밸브(28)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 가스측 냉매 연락 배관(5)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

실외 유닛(20)은, 실외 유닛(20)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실외 유닛 제어부(27)를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, 각 실내 유닛(30)의 실내 유닛 제어부(34)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다. 또, 실외 유닛 제어부(27)는, 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

실외 유닛(20)은, 도 11c에 나타내는 바와 같이, 취출구(52)가 형성된 실외 하우징(50)을 갖고 있다. 실외 하우징(50)은, 대략 직방체형상이며, 배면측 및 일측면측(도 11c 중의 좌측)으로부터 옥외의 공기를 도입하는 것이 가능하며, 실외 열교환기(23)를 통과한 공기를 전면(51)에 형성된 취출구(52)를 통해 전측으로 취출하는 것이 가능하다. 실외 하우징(50)의 하단 부분은 바닥판(53)에 의해 덮여 있다. 바닥판(53) 상에는, 도 11d에 나타내는 바와 같이, 배면측 및 일측면측을 따르도록 실외 열교환기(23)가 세워져 설치되어 있다. 이 바닥판(53)의 상면은, 드레인 팬으로서 기능할 수 있다.

(11-1-2) 실내 유닛(30)

실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 벽면 등에 설치되어 있다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32)과, 실내 하우징(54) 등을 갖고 있다.

실내 열교환기(31)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 접속되고, 가스측단이, 가스측 냉매 연락 배관(5)과 접속되어 있다. 실내 열교환기(31)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다. 실내 열교환기(31)는, 판두께 방향으로 겹쳐서 배치된 복수의 전열핀(31a)과, 복수의 전열핀(31a)에 관통 고정된 복수의 전열관(31b)을 갖고 있다. 본 실시형태의 실내 열교환기(31)의 복수의 전열관(31b)은, 원통형상이며, 외경이 4.0mm, 5.0mm, 6.35mm, 7.0mm, 및, 8.0mm로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류로 구성되어 있다. 또한, 외경이 4.0mm인 전열관(31b)은, 두께가 0.24mm 이상 0.26mm 이하이며, 0.251mm인 것이 바람직하다. 외경이 5.0mm인 전열관(31b)은, 두께가 0.22mm 이상 0.25mm 이하이며, 0.239mm인 것이 바람직하다. 외경이 6.35mm인 전열관(31b)은, 두께가 0.25mm 이상 0.28mm 이하이며, 0.266mm인 것이 바람직하다. 외경이 7.0mm인 전열관(31b)은, 두께가 0.26mm 이상 0.29mm 이하이며, 0.273mm인 것이 바람직하다. 외경이 8.0mm인 전열관(31b)은, 두께가 0.28mm 이상 0.31mm 이하이며, 0.295mm인 것이 바람직하다.

실내 팬(32)은, 실내 유닛(30)의 실내 하우징(54) 내로 실내의 공기를 흡입하고, 실내 열교환기(31)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실내 팬(32)은, 도시되지 않는 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

실내 하우징(54)은, 도 11e, 도 11f에 나타내는 바와 같이, 실내 열교환기(31), 실내 팬(32), 실내 유닛 제어부(34)를 내부에 수용하는 대략 직방체형상의 하우징이다. 실내 하우징(54)은, 실내 하우징(54)의 상단부를 구성하는 천장면(55), 실내 하우징(54)의 전부(前部)를 구성하는 전면 패널(56), 실내 하우징(54)의 바닥부를 구성하는 바닥면(57), 취출구(58a), 루버(58), 실내의 벽면과 대향하는 배면(59), 도시되지 않는 좌우의 측면 등을 갖고 있다. 천장면(55)에는, 상하 방향으로 개구한 복수의 천장면 흡입구(55a)가 형성되어 있다. 전면 패널(56)은, 천장면(55)의 전측 단부 근방으로부터 하방으로 확대되는 패널이다. 전면 패널(56)은, 상방 부분에 있어서 좌우로 가늘고 긴 개구로 이루어지는 전면 흡입구(56a)가 형성되어 있다. 실내의 공기는, 이들 천장면 흡입구(55a) 및 전면 흡입구(56a)를 통해 실내 하우징(54) 내의 실내 열교환기(31) 및 실내 팬(32)이 수납되어 있는 공간으로 이루어지는 통풍로에 도입된다. 바닥면(57)은, 실내 열교환기(31)나 실내 팬(32)의 하방에 있어서 대략 수평으로 확대되어 있다. 취출구(58a)는, 전면 패널(56)의 하방이며 바닥면(57)의 전측인, 실내 하우징(54)의 전측 하방에 있어서, 전측 하방을 향해 개구되어 있다.

또, 실내 유닛(30)은, 실내 유닛(30)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실내 유닛 제어부(34)를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, 실외 유닛 제어부(27)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

실내 유닛 제어부(34)는, 실내 유닛(30) 내에 설치되어 있는 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다.

(11-1-3) 컨트롤러(7)의 상세

공기 조화 장치(1)에서는, 실외 유닛 제어부(27)와 실내 유닛 제어부(34)가 통신선을 개재하여 접속됨으로써, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)가 구성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 주로, CPU(중앙 연산 처리 장치)와, ROM이나 RAM 등의 메모리를 갖고 있다. 또한, 컨트롤러(7)에 의한 각종 처리나 제어는, 실외 유닛 제어부(27) 및/또는 실내 유닛 제어부(34)에 포함되는 각 부가 일체적으로 기능함으로써 실현되고 있다.

(11-1-4) 운전 모드

이하, 운전 모드에 대해 설명한다.

운전 모드로서는, 냉방 운전 모드와 난방 운전 모드가 형성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 리모컨 등으로부터 접수한 지시에 의거하여, 냉방 운전 모드인지 난방 운전 모드인지를 판단하여, 실행한다.

(11-1-4-1) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 실외 팽창 밸브(24), 실내 열교환기(31)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 냉방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되어 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 냉각 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된 가스 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외측 공기와 열교환을 행하여 응축하고, 액냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)를 통과할 때에 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행하여 증발하고, 가스 냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된 가스 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다.

가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(11-1-4-2) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 난방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실내 열교환기(31), 실외 팽창 밸브(24), 실외 열교환기(23)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 난방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되어 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 난방 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행하여 응축하고, 기액 2상 상태의 냉매 또는 액냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)으로 흘러 간다.

액측 냉매 연락 배관(6)을 흐른 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)의 액측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유입된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외 공기와 열교환을 행하여 증발하고, 가스 냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(11-1-5) 제1 실시형태의 특징

상술한 공기 조화 장치(1)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1)가 갖는 실외 유닛(20)의 실외 열교환기(23)에서는, 배관 직경이 6.35mm 이상인 전열관(23b)이 이용되고 있다. 이 때문에, R32보다 압력 손실이 생기기 쉬운 상기 냉매를 이용한 경우여도, 전열관(23b)을 통과할 때의 압력 손실을 저감시킬 수 있다. 그리고, 실외 열교환기(23)를 흐르는 냉매의 온도 변화(온도 글라이드)가 생기는 경우여도, 그 정도를 작게 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 실외 열교환기(23)에서는, 배관 직경이 10.0mm 미만인 전열관(23b)이 이용되고 있다. 이 때문에, 실외 열교환기(23)에 있어서 유지되는 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1)가 갖는 실내 유닛(30)의 실내 열교환기(31)에서는, 배관 직경이 4.0mm 이상인 전열관(31b)이 이용되고 있다. 이 때문에, R32보다 압력 손실이 생기기 쉬운 상기 냉매를 이용한 경우여도, 전열관(31b)을 통과할 때의 압력 손실을 저감시킬 수 있다. 이 때문에, R32보다 압력 손실이 생기기 쉬운 상기 냉매를 이용한 경우여도, 전열관(31b)을 통과할 때의 압력 손실을 저감시킬 수 있다. 그리고, 실내 열교환기(31)를 흐르는 냉매의 온도 변화(온도 글라이드)가 생기는 경우여도, 그 정도를 작게 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 실내 열교환기(31)에 있어서도, 배관 직경이 10.0mm 미만인 전열관(31b)이 이용되고 있다. 이 때문에, 실내 열교환기(31)에 있어서 유지되는 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

(11-1-6) 제1 실시형태의 변형예 A

상기 제1 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

(11-2) 제2 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 11g, 개략 제어 블록 구성도인 도 11h를 참조하면서, 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1a)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(11-2-1) 실외 유닛(20)

제2 실시형태의 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)에서는, 실외 팬(25)으로서, 제1 실외 팬(25a)과 제2 실외 팬(25b)이 설치되어 있다. 공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)의 실외 열교환기(23)는, 제1 실외 팬(25a) 및 제2 실외 팬(25b)으로부터 받는 공기 흐름에 대응하도록, 넓은 열교환 면적이 확보되어 있다.

공기 조화 장치(1a)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)의 실외 팽창 밸브(24) 대신에, 실외 열교환기(23)의 액측으로부터 액측 폐쇄 밸브(29)까지의 사이에 있어서, 제1 실외 팽창 밸브(44), 중간압 리시버(41), 제2 실외 팽창 밸브(45)가 순차적으로 설치되어 있다. 제1 실외 팽창 밸브(44) 및 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 밸브 개도를 제어 가능하다. 중간압 리시버(41)는, 제1 실외 팽창 밸브(44)측으로부터 연장되는 배관의 단부와, 제2 실외 팽창 밸브(45)측으로부터 연장되는 배관의 단부의 양쪽 모두가 내부 공간에 위치하고 있고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다.

제2 실시형태의 실외 유닛(20)은, 도 11i에 나타내는 바와 같이, 대략 직방체 상자형의 하우징(60)의 내부 공간이 연직으로 연장되는 칸막이판(66)에 의해 좌우로 분할됨으로써 송풍기실 및 기계실이 형성된 구조(이른바, 트렁크형 구조)를 갖고 있다.

하우징(60) 내의 송풍기실에는, 실외 열교환기(23), 실외 팬(25)(제1 실외 팬(25a)과 제2 실외 팬(25b)) 등이 배치되고, 하우징(60) 내의 기계실에는, 압축기(21), 사로 전환 밸브(22), 제1 실외 팽창 밸브(44), 제2 실외 팽창 밸브(45), 중간압 리시버(41), 가스측 폐쇄 밸브(28), 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 유닛 제어부(27)를 구성하는 전장품 유닛(27a) 등이 배치되어 있다.

하우징(60)은, 주로, 바닥판(63), 천판(64), 좌측 전판(61), 좌측판(도시하지 않음), 우측 전판(도시하지 않음), 우측판(65), 칸막이판(66) 등을 갖고 있다. 바닥판(63)은, 하우징(60)의 바닥면 부분을 구성하고 있다. 천판(64)은, 실외 유닛(20)의 천장면 부분을 구성하고 있다. 좌측 전판(61)은, 주로, 하우징(60)의 좌측 전면 부분을 구성하고 있으며, 전후 방향으로 개구되어 있고 상하로 늘어서 있는 제1 취출구(62a) 및 제2 취출구(62b)가 형성되어 있다. 제1 취출구(62a)에는, 주로, 제1 실외 팬(25a)에 의해 하우징(60)의 배면측 및 좌측면측으로부터 내부로 흡입된 공기이며, 실외 열교환기(23)의 상방 부분을 통과한 공기가 통과한다. 제2 취출구(62b)에는, 주로, 제2 실외 팬(25b)에 의해 하우징(60)의 배면측 및 좌측면측으로부터 내부로 흡입된 공기이며, 실외 열교환기(23)의 하방 부분을 통과한 공기가 통과한다. 제1 취출구(62a) 및 제2 취출구(62b)에는, 각각, 팬 그릴이 설치되어 있다. 좌측판은, 주로, 하우징(60)의 좌측면 부분을 구성하고 있고, 하우징(60) 내에 흡입되는 공기의 흡입구로서도 기능할 수 있도록 되어 있다. 우측 전판은, 주로, 하우징(60)의 우측 전면 부분 및 우측면의 전측 부분을 구성하고 있다. 우측판(65)은, 주로, 하우징(60)의 우측면의 후측 부분 및 배면의 우측 부분을 구성하고 있다. 칸막이판(66)은, 바닥판(63) 상에 배치되는 연직으로 연장되는 판상 부재이며, 하우징(60)의 내부 공간을 송풍기실과 기계실로 분할하고 있다.

실외 열교환기(23)는, 예를 들면, 도 11j에 나타내는 바와 같이, 판두께 방향으로 겹쳐서 배치된 복수의 전열핀(23a)과, 복수의 전열핀(23a)에 관통 고정된 복수의 전열관(23b)을 갖는 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 이 실외 열교환기(23)는, 송풍기실 내에 있어서, 하우징(60)의 좌측면 및 배면을 따르도록 하여, 평면에서 봤을 때 L자형상이 되도록 배치되어 있다. 본 실시형태의 실외 열교환기(23)에서는, 특별히 한정되지 않으나, 냉매가 10 이상 20 이하로 분기되어 흐르도록 복수의 냉매 유로를 갖고 있어도 된다. 본 실시형태의 실외 열교환기(23)의 복수의 전열관(23b)은, 만곡된 부분 이외는 원통형상의 배관이며, 외경이 6.35mm, 7.0mm, 8.0mm, 및, 9.5mm로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류로 구성되어 있다. 또한, 전열관(23b)의 외경과 두께의 관계는, 상기 제1 실시형태와 동일하다.

압축기(21)는, 하우징(60)의 기계실 내에 있어서, 바닥판(63) 상에 재치되고, 볼트로 고정되어 있다.

가스측 폐쇄 밸브(28) 및 액측 폐쇄 밸브(29)는, 하우징(60)의 기계실 내에 있어서, 압축기(21)의 상단 근방의 높이 위치이며, 우측 전방의 모서리부 근방에 배치되어 있다.

전장품 유닛(27a)은, 하우징(60)의 기계실 내에 있어서, 가스측 폐쇄 밸브(28) 및 액측 폐쇄 밸브(29) 중 어느 하나보다 상방의 공간에 배치되어 있다.

이상의 공기 조화 장치(1a)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제2 실외 팽창 밸브(45)는, 예를 들면, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실외 팽창 밸브(44)는, 예를 들면, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

(11-2-2) 실내 유닛(30)

제2 실시형태의 실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 상방 공간에 매달림으로써 설치되거나, 천장면에 대해 설치된다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있고, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32)과, 실내 하우징(70) 등을 갖고 있다.

실내 하우징(70)은, 도 11k, 도 11l에 나타내는 바와 같이, 하우징 본체(71)와, 화장 패널(72)을 갖고 있다. 하우징 본체(71)는, 하방이 개구되어 있고, 내부에 실내 열교환기(31), 실내 팬(32) 등을 수용한다. 화장 패널(72)은, 하우징 본체(71)의 하면을 덮고 있고, 흡입구(72a), 복수의 플랩(72b), 복수의 취출구(72c) 등을 갖고 있다. 흡입구(72a)로부터 흡입된 실내 공기는, 필터(73)를 통과한 후, 벨 마우스(74)에 의해 실내 팬(32)의 흡입측으로 안내된다. 실내 팬(32)으로부터 송출된 공기는, 드레인 팬(75) 상에 배치된 실내 열교환기(31)를 통과하고, 드레인 팬(75) 주위에 설치된 유로를 통과한 후, 취출구(72c)로부터 실내로 취출된다.

제2 실시형태의 실내 열교환기(31)는, 평면에서 봤을 때, 실내 팬(32)을 주위로부터 둘러싼 대략 사각형상이 되도록 설치되어 있다. 이 실내 열교환기(31)는, 판두께 방향으로 겹쳐서 배치된 복수의 전열핀(31a)과, 복수의 전열핀(31a)에 관통 고정된 복수의 전열관(31b)을 갖고 있다. 또한, 제2 실시형태의 실내 열교환기(31)의 복수의 전열관(31b)은, 원통형상이며, 외경이 4.0mm, 5.0mm, 6.35mm, 7.0mm, 8.0mm, 및, 9.5mm로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류로 구성되어 있다. 또한, 외경이 9.5mm인 전열관(31b)은, 두께가 0.32mm 이상 0.36mm 이하이며, 0.340mm인 것이 바람직하다. 또한, 다른 전열관(31b)에 대한 외경과 두께의 관계는, 상기 제1 실시형태와 동일하다.

(11-2-3) 제2 실시형태의 특징

이상의 제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1a)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 마찬가지로, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1a)가 갖는 실외 유닛(20)의 실외 열교환기(23)에 있어서도, R32보다 압력 손실이 생기기 쉬운 상기 냉매에 대해 전열관(23b)을 통과할 때의 압력 손실을 저감시킬 수 있어, 실외 열교환기(23)를 흐르는 냉매의 온도 변화(온도 글라이드)가 생기는 경우여도, 그 정도를 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 실외 열교환기(23)에 있어서 유지되는 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1a)가 갖는 실내 유닛(30)의 실내 열교환기(31)에 있어서도, R32보다 압력 손실이 생기기 쉬운 상기 냉매를 이용한 경우여도, R32보다 압력 손실이 생기기 쉬운 상기 냉매에 대해 전열관(31b)을 통과할 때의 압력 손실을 저감시킬 수 있어, 실내 열교환기(31)를 흐르는 냉매의 온도 변화(온도 글라이드)가 생기는 경우여도, 그 정도를 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 실내 열교환기(31)에 있어서 유지되는 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

(11-2-4) 제2 실시형태의 변형예 A

상기 제2 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

(11-3) 제3 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 11m, 개략 제어 블록 구성도인 도 11n을 참조하면서, 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1b)에 대해 설명한다.

이하, 주로, 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1b)에 대해, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(1)와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.

공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매로서, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나가 충전되어 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(11-3-1) 실외 유닛(20)

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실외 유닛(20)에 있어서, 저압 리시버(26), 과냉각 열교환기(47) 및 과냉각 회로(46)가 설치되어 있다.

저압 리시버(26)는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 압축기(21)의 흡입측에 도달할 때까지의 사이에 설치되고, 냉매를 모을 수 있는 용기이다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 압축기(21)가 갖는 부속의 어큐뮬레이터와는 별도로 설치되어 있다.

과냉각 열교환기(47)는, 실외 팽창 밸브(24)와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

과냉각 회로(46)는, 실외 팽창 밸브(24)와 과냉각 열교환기(47) 사이의 주회로로부터 분기되고, 사로 전환 밸브(22)의 접속 포트 중 1개로부터 저압 리시버(26)에 도달할 때까지의 도중의 부분에 합류하도록 연장된 회로이다. 과냉각 회로(46)의 도중에는, 통과하는 냉매를 감압시키는 과냉각 팽창 밸브(48)가 설치되어 있다. 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매로서, 과냉각 팽창 밸브(48)에서 감압된 냉매는, 과냉각 열교환기(47)에 있어서, 주회로측을 흐르는 냉매와의 사이에서 열교환을 행한다. 이에 의해, 주회로측을 흐르는 냉매는 추가로 냉각되고, 과냉각 회로(46)를 흐르는 냉매는 증발한다.

제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)의 상세 구조에 대해, 도 11o의 외관 사시도, 도 11p의 분해 사시도를 참조하면서, 이하에 설명한다.

공기 조화 장치(1b)의 실외 유닛(20)은, 하방으로부터 실외 하우징(80) 내에 공기를 도입하여 상방으로부터 실외 하우징(80) 외로 공기를 취출하는 상취형 구조로 불리는 것이다.

실외 하우징(80)은, 주로, 좌우 방향으로 연장되는 한 쌍의 설치 다리(82) 상에 걸쳐지는 바닥판(83)과, 바닥판(83)의 모서리부로부터 연직 방향으로 연장되는 지주(84)와, 전면 패널(81)과, 팬 모듈(85)을 갖고 있다. 바닥판(83)은, 실외 하우징(80)의 바닥면을 형성하고 있고, 좌측의 제1 바닥판(83a)과 우측의 제2 바닥판(83b)으로 나뉘어 있다. 전면 패널(81)은, 팬 모듈(85)의 하방에 있어서, 전면측의 지주(84) 사이에 걸쳐져 있으며, 실외 하우징(80)의 전면을 구성하고 있다. 실외 하우징(80) 내 중, 팬 모듈(85)의 하방이며 바닥판(83) 상방의 공간에는, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 저압 리시버(26), 사로 전환 밸브(22), 실외 팽창 밸브(24), 과냉각 열교환기(47), 과냉각 팽창 밸브(48), 과냉각 회로(46), 가스측 폐쇄 밸브(28), 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 유닛 제어부(27) 등이 배치되어 있다. 실외 열교환기(23)는, 실외 하우징(80)의 팬 모듈(85)의 하방의 부분 중, 배면 및 좌우 양측면에 면하는 평면에서 봤을 때 대략 U자형상이며, 실외 하우징(80)의 배면 및 좌우 양측면을 실질적으로 형성하고 있다. 이 실외 열교환기(23)는, 바닥판(83)의 좌측 가장자리부, 후측 가장자리부, 우측 가장자리부 상을 따르도록 배치되어 있다. 제3 실시형태의 실외 열교환기(23)는, 판두께 방향으로 겹쳐서 배치된 복수의 전열핀(23a)과, 복수의 전열핀(23a)에 관통 고정된 복수의 전열관(23b)을 갖는 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 본 실시형태의 실외 열교환기(23)에서는, 특별히 한정되지 않으나, 냉매가 20 이상 40 이하로 분기되어 흐르도록 복수의 냉매 유로를 갖고 있어도 된다. 제3 실시형태의 실외 열교환기(23)의 복수의 전열관(23b)은, 만곡된 부분 이외는 원통형상의 배관이며, 외경이 7.0mm, 8.0mm, 및, 9.5mm로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류로 구성되어 있다. 또한, 전열관(23b)의 외경과 두께의 관계는, 상기 제1 실시형태와 동일하다.

팬 모듈(85)은, 실외 열교환기(23)의 상측에 설치되어 있고, 실외 팬(25)과, 도시되지 않는 벨 마우스 등을 갖고 있다. 실외 팬(25)은, 회전축이 연직 방향이 되는 자세로 배치되어 있다.

이상의 구조에 의해, 실외 팬(25)이 형성시키는 공기 흐름은, 실외 열교환기(23)의 주위로부터 실외 열교환기(23)를 통과하여 실외 하우징(80) 내부에 유입되고, 실외 하우징(80)의 상단면에 있어서 상하 방향으로 관통하도록 형성된 취출구(86)를 통해, 상방으로 취출된다.

(11-3-2) 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)

또, 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에서는, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30) 대신에, 서로 병렬로 설치된 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)을 갖고 있다.

제1 실내 유닛(30)은, 상기 제1 실시형태에 있어서의 실내 유닛(30)과 마찬가지로 제1 실내 열교환기(31)와 제1 실내 팬(32)과 제1 실내 유닛 제어부(34)가 설치되어 있고, 또한, 제1 실내 열교환기(31)의 액측에 있어서 제1 실내 팽창 밸브(33)가 설치되어 있다. 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 밸브 개도를 제어 가능하다.

제2 실내 유닛(35)은, 제1 실내 유닛(30)과 마찬가지이며, 제2 실내 열교환기(36)와, 제2 실내 팬(37)과, 제2 실내 유닛 제어부(39)와, 제2 실내 열교환기(36)의 액측에 설치된 제2 실내 팽창 밸브(38)를 갖고 있다. 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 밸브 개도를 제어 가능하다.

또한, 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)의 제1 실내 유닛(30) 및 제2 실내 유닛(35)의 구체적인 구조는, 상기 제1 실내 팽창 밸브(33)나 제2 실내 팽창 밸브(38)를 제외하고, 제2 실시형태의 실내 유닛(30)과 동일한 구성이다. 또한, 제1 실내 열교환기(31) 및 제2 실내 열교환기(36)는, 모두, 원통형상인 복수의 전열관을 갖고 있고, 전열관의 외경이 4.0mm, 5.0mm, 6.35mm, 7.0mm, 8.0mm, 및, 9.5mm로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류로 구성되어 있다. 또한, 전열관(23b)의 외경과 두께의 관계는, 상기 제2 실시형태와 동일하다.

또한, 제3 실시형태의 컨트롤러(7)는, 실외 유닛 제어부(27)와, 제1 실내 유닛 제어부(34)와, 제2 실내 유닛 제어부(39)가 서로 통신 가능하게 접속되어 구성되어 있다.

이상의 공기 조화 장치(1b)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 냉방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 냉방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33) 및 제2 실내 팽창 밸브(38)는, 전개 상태로 제어된다.

또, 난방 운전 모드에서는, 제1 실내 팽창 밸브(33)는, 제1 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 제2 실내 팽창 밸브(38)도 마찬가지로, 제2 실내 열교환기(36)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 또, 난방 운전 모드에서는, 실외 팽창 밸브(45)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다. 또한, 난방 운전 모드에서는, 과냉각 팽창 밸브(48)는, 압축기(21)가 흡입하는 냉매의 과열도가 소정의 조건을 만족하도록 제어된다.

(11-3-3) 제3 실시형태의 특징

이상의 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1b)에 있어서도, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)와 마찬가지로, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가 이용되고 있기 때문에, GWP를 충분히 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1b)가 갖는 실외 유닛(20)의 실외 열교환기(23)에 있어서도, R32보다 압력 손실이 생기기 쉬운 상기 냉매에 대해 전열관(23b)을 통과할 때의 압력 손실을 저감시킬 수 있어, 실외 열교환기(23)를 흐르는 냉매의 온도 변화(온도 글라이드)가 생기는 경우여도, 그 정도를 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 실외 열교환기(23)에 있어서 유지되는 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 공기 조화 장치(1b)가 갖는 실내 유닛(30)의 실내 열교환기(31)에 있어서도, R32보다 압력 손실이 생기기 쉬운 상기 냉매를 이용한 경우여도, R32보다 압력 손실이 생기기 쉬운 상기 냉매에 대해 전열관(31b)을 통과할 때의 압력 손실을 저감시킬 수 있어, 실내 열교환기(31)를 흐르는 냉매의 온도 변화(온도 글라이드)가 생기는 경우여도, 그 정도를 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 실내 열교환기(31)에 있어서 유지되는 냉매량을 적게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

(11-4) 그 외

상기 제1 실시형태 내지 제3 실시형태 및 각 변형예를 적절히 조합하여 공기 조화 장치나 실외 유닛을 구성해도 된다.

(12) 제12 그룹의 기술의 실시형태

(12-1) 공조기(1)의 구성

도 12a는, 일실시형태에 따른 압축기(100)가 이용되는 공조기(1)의 냉매 회로도이다. 공조기(1)는, 압축기(100)를 구비한 냉동 사이클 장치이다. 압축기(100)가 채용되는 공조기(1)로서, 「냉방 운전 전용의 공조기」, 「난방 운전 전용의 공조기」, 및 「사로 전환 밸브를 이용하여 냉방 운전 및 난방 운전 중 어느 하나로 전환 가능한 공조기」 등을 들 수 있다. 여기서는, 「사로 전환 밸브를 이용하여 냉방 운전 및 난방 운전 중 어느 하나로 전환 가능한 공조기」를 이용하여 설명한다.

도 12a에 있어서, 공조기(1)는, 실내 유닛(2) 및 실외 유닛(3)을 구비하며, 실내 유닛(2)과 실외 유닛(3)은, 액냉매 연락 배관(4) 및 가스 냉매 연락 배관(5)에 의해 접속되어 있다. 도 12a에 나타내는 바와 같이, 공조기(1)는, 실내 유닛(2)과 실외 유닛(3)을 각각 1개 갖는 페어식이다. 단, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 공조기(1)는, 실내 유닛(2)을 복수 갖는 멀티식이어도 된다.

공조기(1)에서는, 어큐뮬레이터(15), 압축기(100), 사방 전환 밸브(16), 실외 열교환기(17), 팽창 밸브(18), 실내 열교환기(13) 등의 기기가 배관에 의해 접속됨으로써, 냉매 회로(11)가 구성되어 있다.

본 실시형태에서는, 냉매 회로(11)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(11)에는, 당해 혼합 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(12-1-1) 실내 유닛(2)

실내 유닛(2)에 탑재되는 실내 열교환기(13)는, 전열관과 다수의 전열핀에 의해 구성된 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 실내 열교환기(13)는, 액측이 액냉매 연락 배관(4)에 접속되고, 가스측이 가스 냉매 연락 배관(5)에 접속되며, 냉방 운전 시에는 냉매의 증발기로서 기능한다.

(12-1-2) 실외 유닛(3)

실외 유닛(3)은, 어큐뮬레이터(15), 압축기(100), 실외 열교환기(17), 및 팽창 밸브(18)를 탑재하고 있다.

(12-1-2-1) 실외 열교환기(17)

실외 열교환기(17)는, 전열관과 다수의 전열핀에 의해 구성된 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기이다. 실외 열교환기(17)는, 그 한쪽이 압축기(100)로부터 토출된 냉매가 흐르는 토출관(24)측에 접속되고, 다른 쪽이 액냉매 연락 배관(4)측에 접속되어 있다. 실외 열교환기(17)는, 압축기(100)로부터 토출관(24)을 개재하여 공급되는 가스 냉매의 응축기로서 기능한다.

(12-1-2-2) 팽창 밸브(18)

팽창 밸브(18)는, 실외 열교환기(17)와 액냉매 연락 배관(4)을 접속하는 배관에 설치되어 있다. 팽창 밸브(18)는, 배관을 흐르는 냉매의 압력이나 유량의 조절을 행하기 위한 개도 조정 가능한 전동 밸브이다.

(12-1-2-3) 어큐뮬레이터(15)

어큐뮬레이터(15)는, 가스 냉매 연락 배관(5)과 압축기(100)의 흡입관(23)을 접속하는 배관에 설치되어 있다. 어큐뮬레이터(15)는, 압축기(100)에 액냉매가 공급되는 것을 방지하기 위해, 실내 열교환기(13)로부터 가스 냉매 연락 배관(5)을 거쳐 흡입관(23)으로 향하는 냉매를, 기상과 액상으로 분리한다. 압축기(100)에는, 어큐뮬레이터(15)의 상부 공간에 모이는 기상의 냉매가 공급된다.

(12-1-2-4) 압축기(100)

도 12b는, 일실시형태에 따른 압축기(100)의 종단면도이다. 도 12b에 있어서, 압축기(100)는, 스크롤 압축기이다. 압축기(100)는, 흡입관(23)을 개재하여 흡입한 냉매를, 압축실(Sc)에서 압축하고, 압축 후의 냉매를 토출관(24)으로부터 토출한다. 또한, 압축기(100)에 대해서는, 「(12-2) 압축기(100)의 구성」 부분에서 상세를 설명한다.

(12-1-2-5) 사방 전환 밸브(16)

사방 전환 밸브(16)는, 제1에서 제4 까지의 포트를 갖고 있다. 사방 전환 밸브(16)에서는, 제1 포트가 압축기(100)의 토출측에 접속되고, 제2 포트가 압축기(100)의 흡입측에 접속되고, 제3 포트가 실외 열교환기(17)의 가스측 단부에 접속되고, 제4 포트가 가스측 폐쇄 밸브(Vg)에 접속되어 있다.

사방 전환 밸브(16)는, 제1 상태(도 12a의 실선으로 나타내는 상태)와 제2 상태(도 12a의 파선으로 나타내는 상태)로 전환된다. 제1 상태의 사방 전환 밸브(16)에서는, 제1 포트와 제3 포트가 연통하고 또한 제2 포트와 제4 포트가 연통한다. 제2 상태의 사방 전환 밸브(16)에서는, 제1 포트와 제4 포트가 연통하고 또한 제2 포트와 제3 포트가 연통한다.

(12-2) 압축기(100)의 구성

압축기(100)는, 증발기나, 응축기, 팽창 기구 등과 함께 냉매 회로를 구성하고, 그 냉매 회로 중의 가스 냉매를 압축하는 역할을 담당하는 것이다. 도 12b에 나타나는 바와 같이, 압축기(100)는, 주로, 세로로 긴 원통형의 밀폐돔형의 케이싱(20), 모터(70), 압축 기구(60), 올댐 링(39), 하부 베어링(90), 흡입관(23), 및 토출관(24)으로 구성되어 있다.

(12-2-1) 케이싱(20)

케이싱(20)은, 대략 원통형상의 원통 부재(21)와, 원통 부재(21)의 상단부에 기밀형상으로 용접되는 밥공기형의 상측 덮개(22a)와, 원통 부재(21)의 하단부에 기밀형상으로 용접되는 밥공기형의 하측 덮개(22b)를 갖고 있다.

케이싱(20)에는, 주로, 가스 냉매를 압축하는 압축 기구(60)와, 압축 기구(60)의 하방에 배치되는 모터(70)가 수용되어 있다. 압축 기구(60)와 모터(70)는, 케이싱(20) 내를 상하 방향으로 연장되도록 배치되는 크랭크 샤프트(80)에 의해 연결되어 있다. 압축 기구(60)와 모터(70) 사이에는, 간극 공간(68)이 생긴다.

또, 케이싱(20)의 하부에는 기름 저류 공간(So)이 형성된다. 기름 저류 공간(So)에는, 압축 기구(60) 등을 윤활하기 위한 냉동기유(O)가 모인다. 또한, 냉동기유(O)는, 「(1-4-1) 냉동기유」 부분에서 설명한 냉동기유를 말한다.

크랭크 샤프트(80)의 내부에는, 압축 기구(60) 등에 냉동기유(O)를 공급하기 위한 급유 경로(83)가 형성되어 있다. 크랭크 샤프트(80)의 주축(82)의 하단은, 케이싱(20)의 하부에 형성된 기름 저류 공간(So) 내에 위치하고, 기름 저류 공간(So)의 냉동기유(O)는, 급유 경로(83)를 통해 압축 기구(60) 등에 공급된다.

(12-2-2) 모터(70)

모터(70)는, 유도 모터이며, 주로, 케이싱(20)의 내벽면에 고정된 환상의 고정자(72)와, 고정자(72)의 내측에 약간의 간극(에어 갭)을 가지고 회전 가능하게 수용된 회전자(71)로 구성되어 있다.

모터(70)는, 고정자(72)의 상측에 형성되어 있는 코일(727)의 코일 엔드의 상단이 하우징(61)의 베어링부(61b)의 하단과 거의 같은 높이 위치가 되도록 배치되어 있다.

고정자(72)에는, 치부에 구리선이 권회되어 있고, 상방 및 하방에 코일(727)의 코일 엔드가 형성되어 있다.

회전자(71)는, 상하 방향으로 연장되도록 원통 부재(21)의 축심에 배치된 크랭크 샤프트(80)를 개재하여 압축 기구(60)의 가동 스크롤(40)에 구동 연결되어 있다. 또, 연락 통로(46)의 출구(49)를 유출한 냉매를 모터 냉각 통로(55)로 안내하는 안내판(58)이, 간극 공간(68)에 배치되어 있다.

고정자(72)는, 이른바 분포권 고정자이며, 철심인 몸체부(725)와, 몸체부(725)에 감긴 코일(727)을 갖고 있다. 또, 몸체부(725)의 상부 및 하부에는, 몸체부(725)의 외주면보다 내측으로 패이는 코일(727)의 잘록함 부분인 잘록부(727a)가 형성되어 있다.

또한, 모터(70)의 상세에 대해서는, 「(12-4) 모터(70)의 구성」 부분에서 설명한다.

(12-2-3) 압축 기구(60)

압축 기구(60)는, 도 12b에 나타나는 바와 같이, 주로, 하우징(61)과, 하우징(61)의 상방에 밀착하여 배치되는 고정 스크롤(30)과, 고정 스크롤(30)에 맞물리는 가동 스크롤(40)로 구성되어 있다.

(12-2-3-1) 고정 스크롤(30)

고정 스크롤(30)은, 도 12b에 나타나는 바와 같이, 주로, 경판(34)과, 경판(34)의 하면에 형성된 소용돌이상(인벌류트상)의 랩(33)으로 구성되어 있다.

경판(34)에는, 압축실(Sc)에 연통하는 토출 구멍(341)과, 토출 구멍(341)에 연통하는 확대 오목부(342)가 형성되어 있다. 토출 구멍(341)은, 경판(34)의 중앙 부분에 있어서 상하 방향으로 연장되도록 형성되어 있다.

확대 오목부(342)는, 경판(34)의 상면에 수평 방향으로 확대되는 오목부에 의해 구성되어 있다. 그리고, 고정 스크롤(30)의 상면에는, 이 확대 오목부(342)를 막도록 덮개(344)가 볼트(344a)에 의해 체결 고정되어 있다. 그리고, 확대 오목부(342)에 덮개(344)가 덮어 씌워짐으로써 압축 기구(60)의 운전음을 소음(消音)시키는 팽창실로 이루어지는 머플러 공간(345)이 형성되어 있다.

(12-2-3-2) 가동 스크롤(40)

가동 스크롤(40)은, 도 12b에 나타나는 바와 같이, 주로, 경판(41)과, 경판(41)의 상면에 형성된 소용돌이상(인벌류트상)의 랩(42)과, 경판(41)의 하면에 형성된 보스부(43)로 구성되어 있다.

가동 스크롤(40)은, 아우터 드라이브의 가동 스크롤이다. 즉, 가동 스크롤(40)은, 크랭크 샤프트(80)의 외측에 끼워맞춰지는 보스부(43)를 갖고 있다.

가동 스크롤(40)은, 경판(41)에 형성된 홈부에 올댐 링(39)이 끼워넣어짐으로써 하우징(61)에 지지된다. 또, 보스부(43)에는 크랭크 샤프트(80)의 상단이 끼워넣어진다. 가동 스크롤(40)은, 이와 같이 압축 기구(60)에 장착됨으로써 크랭크 샤프트(80)의 회전에 의해 자전하는 일 없이 하우징(61) 내를 공전한다. 그리고, 가동 스크롤(40)의 랩(42)은 고정 스크롤(30)의 랩(33)에 맞물려져 있고, 양쪽 (33, 42)의 접촉부 사이에는 압축실(Sc)이 형성되어 있다. 압축실(Sc)에서는, 가동 스크롤(40)의 공전에 수반하여, 양쪽 랩(33, 42) 간의 용적이 중심을 향해 수축한다. 이에 의해, 가스 냉매를 압축하는 것이 가능하다.

(12-2-3-3) 하우징(61)

하우징(61)은, 그 외주면에 있어서 둘레방향 전체에 걸쳐 원통 부재(21)에 압입 고정되어 있다. 즉, 원통 부재(21)와 하우징(61)은 전제 둘레에 걸쳐 기밀형상으로 밀착되어 있다. 이 때문에, 케이싱(20)의 내부는, 하우징(61) 하방의 고압 공간과 하우징(61) 상방의 저압 공간으로 구획되어 있게 된다. 또, 이 하우징(61)에는, 상면 중앙으로 패여 형성된 하우징 오목부(61a)와, 하면 중앙으로부터 하방으로 연장 설치된 베어링부(61b)가 형성되어 있다. 베어링부(61b)에는, 상하 방향으로 관통하는 베어링 구멍(63)이 형성되어 있고, 크랭크 샤프트(80)가 베어링 구멍(63)을 개재하여 회전 가능하게 끼워넣어져 있다.

(12-2-4) 올댐 링(39)

올댐 링(39)은, 가동 스크롤(40)의 자전 운동을 방지하기 위한 부재로서, 하우징(61)에 형성되는 올댐 홈(도시되지 않음)에 끼워넣어져 있다. 또한, 이 올댐 홈은, 타원형상의 홈이며, 하우징(61)에 있어서 서로 대향하는 위치에 배치되어 있다.

(12-2-5) 하부 베어링(90)

하부 베어링(90)은, 모터(70)의 하방의 하부 공간에 배치되어 있다. 이 하부 베어링(90)은, 원통 부재(21)에 고정됨과 더불어 크랭크 샤프트(80)의 하단측 베어링을 구성하여, 크랭크 샤프트(80)를 지지하고 있다.

(12-2-6) 흡입관(23)

흡입관(23)은, 냉매 회로의 냉매를 압축 기구(60)로 유도하기 위한 것으로서, 케이싱(20)의 상측 덮개(22a)에 기밀형상으로 끼워넣어져 있다. 흡입관(23)은, 저압 공간(Sl)을 상하 방향으로 관통함과 더불어, 내단부가 고정 스크롤(30)에 끼워넣어져 있다.

(12-2-7) 토출관(24)

토출관(24)은, 케이싱(20) 내의 냉매를 케이싱(20) 외로 토출시키기 위한 것으로서, 케이싱(20)의 원통 부재(21)에 기밀형상으로 끼워넣어져 있다. 그리고, 이 토출관(24)은, 상하 방향으로 연장되는 원통형상으로 형성되며, 하우징(61)의 하단부에 고정되는 내단부(36)를 갖고 있다. 또한, 토출관(24)의 내단 개구, 즉 유입구는, 하방을 향해 개구되어 있다.

(12-3) 압축기(100)의 동작

모터(70)가 구동되면, 크랭크 샤프트(80)가 회전하고, 가동 스크롤(40)이 자전하는 일 없이 공전 운전을 행한다. 그러면, 저압의 가스 냉매가, 흡입관(23)을 통과해 압축실(Sc)의 둘레 가장자리측으로부터 압축실(Sc)로 흡인되고, 압축실(Sc)의 용적 변화에 수반하여 압축되어, 고압의 가스 냉매가 된다.

고압의 가스 냉매는, 압축실(Sc)의 중앙부로부터 토출 구멍(341)을 통과해 머플러 공간(345)으로 토출되고, 그 후, 연락 통로(46), 스크롤측 통로(47), 하우징측 통로(48), 출구(49)를 통과해 간극 공간(68)으로 유출되고, 안내판(58)과 원통 부재(21)의 내면 사이를 하측을 향해 흐른다.

가스 냉매는, 안내판(58)과 원통 부재(21)의 내면 사이를 하측을 향해 흐를 때에, 일부가 분류(分流)하여 안내판(58)과 모터(70) 사이를 원주 방향으로 흐른다. 또한, 이 때, 가스 냉매에 혼입되어 있는 윤활유가 분리된다.

한편, 분류한 가스 냉매의 다른 부는, 모터 냉각 통로(55)를 하측을 향해 흐르고, 모터 하부 공간에까지 흐른 후, 반전되어 고정자(72)와 회전자(71) 사이의 에어 갭 통로, 또는 연락 통로(46)에 대향하는 측(도 12b에 있어서의 좌측)의 모터 냉각 통로(55)를 상방을 향해 흐른다.

그 후, 안내판(58)을 통과한 가스 냉매와, 에어 갭 또는 모터 냉각 통로(55)를 흘러 온 가스 냉매는, 간극 공간(68)에서 합류하여 토출관(24)의 내단부(36)로부터 토출관(24)으로 유입되고, 케이싱(20) 외로 토출된다.

그리고, 케이싱(20) 외로 토출된 가스 냉매는, 냉매 회로를 순환한 후, 다시 흡입관(23)을 통과해 압축 기구(60)에 흡입되어 압축된다.

(12-4) 모터(70)의 구성

도 12c는, 회전축에 수직인 평면으로 절단된 모터(70)의 단면도이다. 또, 도 12d는, 회전축에 수직인 평면으로 절단된 회전자(71)의 단면도이다. 또한, 도 12e는, 회전자(71)의 사시도이다.

또한, 도 12c~도 12e에서는, 회전자(71)에 연결되어 외부로 회전력을 전달하기 위한 샤프트에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 도 12c~도 12e에 있어서, 모터(70)는, 유도 모터이다. 모터(70)는, 회전자(71)와 고정자(72)를 갖고 있다.

(12-4-1) 고정자(72)

고정자(72)는, 몸체부(725)와 복수의 치부(726)를 구비하고 있다. 몸체부(725)는, 회전자(71)의 외주 직경보다 큰 내주 직경을 갖는 대략 통형상으로 형성되어 있다. 몸체부(725)는, 두께 0.05mm 이상 0.5mm 이하의 얇은 전자 강판을 소정의 형상으로 가공하고, 소정의 장수를 적층함으로써 형성된다.

복수의 치부(726)는, 몸체부(725)의 내주부에 그 둘레방향을 따라 대략 균등 간격으로 위치하는 양태로 돌출하고 있다. 각 치부(726)는, 몸체부(725)의 내주부로부터 회전축을 중심으로 하는 원의 경방향을 따라 중심을 향해 연장되며, 회전자(71)와 소정의 간극을 두고 대향하고 있다.

각 치부(726)는, 외주측에서 몸체부(725)를 개재하여 자기적으로 연결되어 있다. 각 치부(726)에는, 권선으로서 코일(727)이 감겨져 있다(도 12c에서는 1개만 도시). 코일(727)에는, 회전자(71)를 회전시키는 회전 자계를 발생시키기 위한 삼상 교류가 흐른다. 코일(727)의 코일 방식은 특별히 한정되지 않고, 복수의 치부(726)에 대해 집중권된 형태여도, 분포권된 형태여도 된다.

이들 회전자(71) 및 고정자(72)는, 케이싱(20)에 장착되어 회전 전기로서 사용된다.

(12-4-2) 회전자(71)

회전자(71)는, 바구니형 회전자이다. 회전자(71)는, 대략 원기둥형상의 외관 형상으로 형성되고, 그 중심축을 따라 크랭크 샤프트(80)의 주축(82)이 연결 고정된다. 회전자(71)는, 회전자 코어(710)와, 복수의 도체봉(716)과, 단락환(717)을 갖고 있다.

(12-4-2-1) 회전자 코어(710)

회전자 코어(710)는, 자성 재료에 의해 대략 원통형상으로 형성되어 있다. 두께 0.05mm 이상 0.5mm 이하의 얇은 전자 강판을 소정의 형상으로 가공하고, 도 12e에 나타내는 바와 같이, 소정의 장수를 적층함으로써 형성된다.

전자 강판으로서는, 고속 회전 시의 회전자의 내구성을 향상시키기 위해, 인장 강도가 400MPa 이상인 복수의 고장력 전자 강판이 바람직하다. 도 12d에 나타내는 바와 같이, 회전자 코어(710)는, 복수의 도체봉 형성 구멍(718)과, 축삽입 구멍(719)을 갖고 있다.

1장의 전자 강판(711)에는, 중앙에 [축삽입 구멍(719)과 같은 평면형상의 구멍]이 형성되고, 또한 [도체봉 형성 구멍(718)과 같은 평면형상의 구멍]이 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. [도체봉 형성 구멍(718)과 같은 평면형상의 구멍]이 소정 각도 어긋난 상태에서 전자 강판(711)이 적층됨으로써, 도체봉 형성 구멍(718)과, 축삽입 구멍(719)이 형성된다. 도체봉 형성 구멍(718)은, 회전자 코어(710) 내에 도체봉(716)을 성형하기 위한 구멍이다. 또한, 도 12e에는, 일부의 도체봉(716) 및 도체봉 형성 구멍(718)만을 기재하고 있다.

축삽입 구멍(719)은, 회전자 코어(710)의 중심축을 따라 크랭크 샤프트(80)의 주축(82)(도 12b 참조)을 고정하기 위한 구멍이다.

(12-4-2-2) 도체봉(716)과 단락환(717)

도체봉 형성 구멍(718)에 충전되는 도체봉(716)과, 회전자 코어(710)를 양쪽 끝으로부터 끼운 단락환(717)은, 일체로 성형된다. 예를 들면, 도체로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 채용하는 경우, 회전자 코어(710)가 알루미늄 다이캐스트 금형에 세팅된 후, 용융한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 형 내에 압입됨으로써, 일체적으로 성형된다.

이에 의해, 환상으로 배치되는 복수의 도체봉(716)과, 복수의 도체봉(716)을 축방향의 단부에서 단락하는 단락환(717)을 갖는, 바구니형의 회전자(71)가 실현된다.

(12-5) 특징

압축기(100)는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 압축하는 압축기로서, 유도 모터(70)를 채용함으로써, 비교적 저비용으로 고출력화가 가능해진다.

(12-6) 변형예

(12-6-1) 제1 변형예

상기 실시형태에서는, 도체봉(716)과 단락환(717)이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 일체로 성형되는 양태로 설명했는데, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 도체봉(716)과 단락환(717)이 알루미늄보다 전기 저항이 낮은 금속으로 성형되어도 된다. 구체적으로는, 도체봉(716)과 단락환(717)이 구리 또는 구리 합금으로 성형되어도 된다.

제1 변형예에 의하면, 유도 모터(70)의 도체봉(716)을 흐르는 전류에 의한 발열이 억제되므로, 압축기(100)의 고출력화가 가능해진다.

또한, 구리 및 구리 합금의 경우, 도체봉(716) 및 단락환(717)을 다이캐스트 방식으로 성형할 수 없으므로, 도체봉(716) 및 단락환(717)은 납땜에 의해 용접된다.

물론, 도체봉(716) 및 단락환(717) 각각을 이종 금속으로 해도 되고, 예를 들면, 도체봉(716)이 구리 또는 구리 합금으로 성형되고, 단락환(717)이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 성형되어도 된다.

(12-6-2) 제2 변형예

도 12f는, 제2 변형예에 따른 압축기(100)의 유도 모터(70)에 사용되는 회전자(71)의 사시도이다. 도 12f에 있어서, 회전자(71)는, 방열 구조로서의 히트 싱크(717a)를 갖고 있다.

히트 싱크(717a)는, 단락환(717)의 단면으로부터 회전자(71)의 중심축 방향으로 돌출되고, 또한, 회전자(71)의 반경 방향을 따라 연장되는 방열핀(717af)을 갖고 있다. 본 변형예에서는, 6개의 방열핀(717af)이, 중심축 둘레로 중심각 60° 간격으로 배치되어 있다.

압축기(100)에서는, 회전자(71)의 회전에 의해 히트 싱크(717a)가 회전하므로, 방열핀(717af)의 방열성이 향상될 뿐만 아니라, 회전에 의해 강제 대류가 일어나, 주변의 온도 상승이 억제되므로, 압축기(100)의 고출력화가 가능해진다.

또, 히트 싱크(717a)는 단락환(717)에 형성되어 있고, 히트 싱크(717a)는 단락환(717)을 성형할 때에 단락환(717)과 일체적으로 성형할 수 있으므로, 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.

(12-6-3) 제3 변형예

도 12g는, 제3 변형예에 따른 압축기(100)가 이용되는 공조기(1)의 냉매 회로도이다. 도 12g에 있어서, 도 12a와의 차이는, 냉매 회로(11)가 분기 회로(110)를 포함하는 냉각 구조를 갖고 있는 점이며, 그 이외에는, 도 12a와 같은 구성이다.

분기 회로(110)에는, 냉매 회로(11)로부터 분기된 냉매가 흐른다. 분기 회로(110)는, 냉매 회로(11)의 실외 열교환기(17)와 팽창 밸브(18) 사이로부터, 팽창 밸브(18)와 실내 열교환기(13) 사이까지의 부분에 병렬로 설치되어 있다. 분기 회로(110)에는, 제2 팽창 밸브(112), 냉각부(111) 및 제3 팽창 밸브(113)가 접속되어 있다.

냉각부(111)는 압축기(100)의 케이싱(20)의 외주면에 전열판을 개재하여 장착되고, 그 장착 위치는 유도 모터(70)의 고정자(72)의 측방에 대응되어 있다. 냉각부(111)는, 냉매 회로(11)를 흐르는 냉매의 냉열을 이용하여 고정자(72)를 간접적으로 냉각하는 것이다. 구체적으로는, 서펜타인상으로 굽혀진 상태에서 상기 전열판에 끼워넣어진 관의 일단에 제2 팽창 밸브(112), 타단에 제3 팽창 밸브(113)가 접속되어 있다.

냉방 운전 시에는, 냉매 회로(11)를 흐르는 냉매의 일부가, 실외 열교환기(17)와 팽창 밸브(18) 사이로부터 분기 회로(110)로 분기되고, 개도 조절된 제2 팽창 밸브(112), 냉각부(111) 및 개도 전개인 제3 팽창 밸브(113)의 순서로 흘러, 팽창 밸브(18)와 실내 열교환기(13) 사이로 합류한다. 제2 팽창 밸브(112)의 개도는, 제2 팽창 밸브(112)에서 감압된 냉매가 냉각부(111)에서 흡열하여 증발할 수 있도록 조절된다.

또, 난방 운전 시에는, 냉매 회로(11)를 흐르는 냉매의 일부가, 실내 열교환기(13)와 팽창 밸브(18) 사이로부터 분기 회로(110)로 분기되고, 개도 조절된 제3 팽창 밸브(113), 냉각부(111) 및 개도 전개인 제2 팽창 밸브(112)의 순서로 흘러, 팽창 밸브(18)와 실외 열교환기(17) 사이에 합류한다. 제3 팽창 밸브(113)의 개도는, 제3 팽창 밸브(113)에서 감압된 냉매가 냉각부(111)에서 흡열하여 증발할 수 있도록 조절된다.

상기의 냉각 구조에 의해, 냉매 회로(11)를 흐르는 냉매의 냉열에 의해 고정자(72)를 냉각할 수 있으므로, 압축기의 고출력화가 가능해진다.

(12-7) 제2 실시형태에 따른 압축기(300)의 구성

제1 실시형태에서는, 압축기(100)로서 스크롤 압축기를 설명했는데, 압축기는 스크롤 압축기로 한정되는 것은 아니다.

도 12h는, 본 개시의 제2 실시형태에 따른 압축기(300)의 종단면도이다. 도 12h에 있어서, 압축기(300)는 로터리 압축기이다. 압축기(300)는, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의 냉매가 순환하는 냉매 회로의 일부를 구성한다. 압축기(300)는, 냉매를 압축하여, 고압의 가스 냉매를 배출한다. 도면 중의 화살표는, 냉매의 흐름을 나타내고 있다.

(12-7-1) 케이싱(220)

압축기(300)는, 세로로 긴 원통형상의 케이싱(220)을 갖는다. 케이싱(220)은, 상하가 개구된 대략 원통형상의 원통 부재(221)와, 원통 부재(221)의 상단 및 하단에 각각 설치된 상측 덮개(222a) 및 하측 덮개(222b)를 갖는다. 원통 부재(221)와, 상측 덮개(22a) 및 하측 덮개(22b)는, 기밀함을 유지하도록 용접에 의해 고정되어 있다.

케이싱(220)에는, 압축 기구(260), 모터(270), 크랭크 샤프트(280), 상부 베어링(263) 및 하부 베어링(290)을 포함하는 압축기(300)의 구성 기기가 수용된다. 또, 케이싱(220)의 하부에는 기름 저류 공간(So)이 형성된다.

케이싱(220)의 하부에는, 가스 냉매를 흡입하고, 압축 기구(260)에 가스 냉매를 공급하는 흡입관(223)이, 원통 부재(221)의 하부를 관통해 설치된다. 흡입관(223)의 일단은, 압축 기구(260)의 실린더(230)에 접속된다. 흡입관(223)은, 압축 기구(260)의 압축실(Sc)과 연통한다. 흡입관(223)에는, 압축기(300)에 의한 압축 전의, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매가 흐른다.

케이싱(220)의 상측 덮개(222a)에는, 케이싱(220) 외로 토출되는 냉매가 통과하는 토출관(224)이 설치된다. 보다 구체적으로는, 케이싱(220)의 내부의 토출관(224)의 단부가, 모터(270)의 상방에 형성된 고압 공간(S1)에 배치된다. 토출관(224)에는, 압축 기구(260)에 의한 압축 후의, 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매가 흐른다.

(12-7-2) 모터(270)

모터(270)는, 고정자(272) 및 회전자(271)를 갖고 있다. 모터(270)는, 로터리 압축기인 압축기(300)에 사용되어 있다는 것 이외에는, 기본적으로 제1 실시형태의 모터(70)와 동등하며, 제1 실시형태의 모터(70)와 동등한 성능, 작용·효과를 발휘한다. 따라서, 여기서는, 모터(270)의 설명을 생략한다.

(12-7-3) 크랭크 샤프트(280), 상부 베어링(263), 하부 베어링(290)

크랭크 샤프트(280)는, 회전자(271)에 고정되어 있다. 또한, 크랭크 샤프트(280)는, 상부 베어링(263) 및 하부 베어링(290)에 의해, 회전축심(Rs)을 중심으로 하여 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 크랭크 샤프트(280)는 편심부(241)를 갖고 있다.

(12-7-4) 압축 기구(260)

압축 기구(260)는, 단일의 실린더(230)와, 당해 실린더(230) 중에 설치된 단일의 피스톤(242)을 갖고 있다. 실린더(230)는, 소정의 용적을 가지고, 케이싱(220)에 고정되어 있다.

피스톤(242)은, 크랭크 샤프트(280)의 편심부(241)에 설치되어 있다. 실린더(230) 및 피스톤(242)은, 압축실(Sc)을 규정한다. 회전자(271)의 회전은, 편심부(241)를 개재하여, 피스톤(242)을 공전시킨다. 이 공전에 수반하여, 압축실(Sc)의 용적이 변동됨으로써, 기체 냉매가 압축된다.

여기서, 「실린더 용적」이란, 이른바 이론 용적을 의미하고, 즉, 피스톤(242)이 1회전하는 동안에 흡입관(223)으로부터 실린더(230)로 흡입되는 기체 냉매의 체적에 상당한다.

(12-7-5) 기름 저류 공간(So)

케이싱(220)의 하부에는, 기름 저류 공간(So)이 형성되어 있다. 기름 저류 공간(So)에는, 압축 기구(260)를 윤활하기 위한 냉동기유(O)가 모인다. 또한, 냉동기유(O)는, 「(1-4-1) 냉동기유」 부분에서 설명한 냉동기유를 말한다.

(12-8) 압축기(300)의 동작

압축기(300)의 동작에 대해 설명한다. 모터(270)가 기동하면, 회전자(271)가 고정자(272)에 대해 회전하고, 회전자(271)와 고정된 크랭크 샤프트(280)가 회전한다. 크랭크 샤프트(280)가 회전하면, 크랭크 샤프트(280)와 연결된 피스톤(242)이 실린더(230)에 대해 공전한다. 그리고, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 가스 냉매가, 흡입관(223)을 통과해 압축실(Sc)에 흡인된다. 피스톤(242)이 공전함에 따라, 흡입관(223)과 압축실(Sc)은 연통하지 않게 되고, 압축실(Sc)의 용적이 감소함에 따라, 압축실(Sc)의 압력이 상승하기 시작한다.

압축실(Sc) 내의 냉매는, 압축실(Sc)의 용적이 감소함에 따라 압축되고, 최종적으로 고압의 가스 냉매가 된다. 고압의 가스 냉매는, 토출구(232a)로부터 토출된다. 그 후, 고압의 가스 냉매는, 고정자(272)와 회전자(271) 사이의 갭 및 그 외의 개소를 통과해, 케이싱(220)의 상방에 설치된 토출관(224)으로부터 배출된다.

(12-9) 제2 실시형태의 특징

(12-9-1)

압축기(300)는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 압축하는 압축기로서, 모터(270)에 유도 모터를 채용함으로써, 비교적 저비용으로 고출력화가 가능해진다.

(12-9-2)

공조기(1)의 압축기로서, 로터리 압축기인 압축기(300)를 사용하는 경우는, 스크롤 압축기를 사용하는 경우에 비해 냉매 충전량을 적게 할 수 있으므로, 가연성 냉매를 사용하는 공조기에 적합하다.

(12-10) 제2 실시형태의 변형예

압축기(300)는, 제1 실시형태의 모터(70)와 동등한 모터(270)를 채용하고 있으므로, 제1 실시형태의 「(12-6) 변형예」에 기재된 모든 변형예의 적용이 가능하다.

(12-11) 다른 실시형태

압축기의 형태로서는, 모터(70)와 동등한 모터를 사용하는 한, 스크루 압축기, 혹은, 터보 압축기여도 된다.

(13) 제13 그룹의 기술의 실시형태

(13-1) 제1 실시형태

도 13a는, 본 개시의 제1 실시형태에 따른 공조기(1)의 구성도이다. 도 13a에 있어서, 공조기(1)는, 이용 유닛(2)과 열원 유닛(3)에 의해 구성되어 있다.

(13-1-1) 공조기(1)의 구성

공조기(1)는, 압축기(100), 사로 전환 밸브(16), 열원측 열교환기(17), 감압 기구로서의 팽창 밸브(18), 및 이용측 열교환기(13)가, 냉매 배관에 의해 환형으로 접속된 냉매 회로(11)를 갖고 있다.

본 실시형태에서는, 냉매 회로(11)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(11)에는, 당해 혼합 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(13-1-1-1) 이용 유닛(2)

냉매 회로(11) 중, 이용측 열교환기(13)는 이용 유닛(2)에 속하고 있다. 또, 이용 유닛(2)에는, 이용측 팬(14)이 탑재되어 있다. 이용측 팬(14)은, 이용측 열교환기(13)로의 공기의 흐름을 생성한다.

이용 유닛(2)측에는, 이용측 통신기(35), 및 이용측 마이크로 컴퓨터(41)가 탑재되어 있다. 이용측 통신기(35)는 이용측 마이크로 컴퓨터(41)에 접속되어 있다.

이용측 통신기(35)는, 이용 유닛(2)이 열원 유닛(3)과 통신을 행할 때에 사용된다. 이용측 마이크로 컴퓨터(41)는, 공조기(1)가 운전하지 않는 대기 중에도, 제어용 전압의 공급을 받고 있으므로, 이용측 마이크로 컴퓨터(41)는 항상 기동하고 있다.

(13-1-1-2) 열원 유닛(3)

냉매 회로(11) 중의 압축기(100), 사로 전환 밸브(16), 열원측 열교환기(17), 및 팽창 밸브(18)는 열원 유닛(3)에 속하고 있다. 또, 열원 유닛(3)에는, 열원측 팬(19)이 탑재되어 있다. 열원측 팬(19)은, 열원측 열교환기(17)로의 공기의 흐름을 생성한다.

또, 열원 유닛(3)측에는, 전력 변환 장치(30), 열원측 통신기(36), 및 열원측 마이크로 컴퓨터(42)가 탑재되어 있다. 전력 변환 장치(30), 및 열원측 통신기(36)는 모두 열원측 마이크로 컴퓨터(42)에 접속되어 있다.

전력 변환 장치(30)는, 압축기(100)의 모터(70)를 구동하기 위한 회로이다. 열원측 통신기(36)는, 열원 유닛(3)이 이용 유닛(2)과 통신을 행할 때에 사용된다. 열원측 마이크로 컴퓨터(42)는 전력 변환 장치(30)를 통해 압축기(100)의 모터(70)를 제어하고, 추가로 열원 유닛(3)의 다른 기기(예를 들면, 열원측 팬(19))의 제어도 행한다.

도 13b는, 전력 변환 장치(30)의 회로 블록도이다. 도 13b에 있어서, 압축기(100)의 모터(70)는, 3상의 브러시리스 DC모터로서, 고정자(72)와, 회전자(71)를 구비하고 있다. 고정자(72)는, 스타 결선된 U상, V상 및 W상의 각 상 권선(Lu, Lv, Lw)을 포함한다. 각 상 권선(Lu, Lv, Lw)의 한쪽 단은, 각각 인버터(25)로부터 연장되는 U상, V상 및 W상의 각 배선의 각 상 권선 단자(TU, TV, TW)에 접속되어 있다. 각 상 권선(Lu, Lv, Lw)의 다른 쪽 단은, 서로 단자(TN)로서 접속되어 있다. 이들 각 상 권선(Lu, Lv, Lw)은, 회전자(71)가 회전함으로써 그 회전 속도와 회전자(71)의 위치에 따른 유도 전압을 발생시킨다.

회전자(71)는, N극 및 S극으로 이루어지는 복수 극의 영구 자석을 포함하고, 고정자(72)에 대해 회전축을 중심으로 하여 회전한다.

(13-1-2) 전력 변환 장치 30의 구성

전력 변환 장치(30)는, 도 13a에 나타내는 바와 같이, 열원 유닛(3)측에 탑재되어 있다. 전력 변환 장치(30)는, 도 13b에 나타내는 바와 같이, 전원 회로(20), 인버터(25)와, 게이트 구동 회로(26)와, 열원측 마이크로 컴퓨터(42)로 구성되어 있다. 전원 회로(20)는, 정류 회로(21)와, 콘덴서(22)로 구성되어 있다.

(13-1-2-1) 정류 회로(21)

정류 회로(21)는, 4개의 다이오드(D1a, D1b, D2a, D2b)에 의해 브릿지형으로 구성되어 있다. 구체적으로는, 다이오드(D1a와 D1b, D2a와 D2b)는, 각각 서로 직렬로 접속되어 있다. 다이오드(D1a, D2a)의 각 캐소드 단자는, 모두 콘덴서(22)의 플러스측 단자에 접속되어 있으며, 정류 회로(21)의 양측 출력 단자로서 기능한다. 다이오드(D1b, D2b)의 각 애노드 단자는, 모두 콘덴서(22)의 마이너스측 단자에 접속되어 있으며, 정류 회로(21)의 음측 출력 단자로서 기능한다.

다이오드(D1a) 및 다이오드(D1b)의 접속점은, 교류 전원(90)의 한쪽의 극에 접속되어 있다. 다이오드(D2a) 및 다이오드(D2b)의 접속점은, 교류 전원(90)의 다른 쪽의 극에 접속되어 있다. 정류 회로(21)는, 교류 전원(90)으로부터 출력되는 교류 전압을 정류하여 직류 전압을 생성하고, 이것을 콘덴서(22)로 공급한다.

(13-1-2-2) 콘덴서(22)

콘덴서(22)는, 일단이 정류 회로(21)의 양측 출력 단자에 접속되고, 타단이 정류 회로(21)의 음측 출력 단자에 접속되어 있다. 콘덴서(22)는, 정류 회로(21)에 의해 정류된 전압을 평활화할 정도의 큰 정전 용량을 갖지 않는, 소용량의 콘덴서이다. 이하, 설명의 편의상, 콘덴서(22)의 단자 간 전압을 DC버스 전압(Vdc)이라고 한다.

DC버스 전압(Vdc)은, 콘덴서(22)의 출력측에 접속되는 인버터(25)로 인가된다. 바꾸어 말하면, 정류 회로(21) 및 콘덴서(22)는, 인버터(25)에 대한 전원 회로(20)를 구성하고 있다.

그리고, 콘덴서(22)는, 인버터(25)의 스위칭에 의해 발생하는 전압 변동을 평활화한다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 콘덴서(22)로서 필름 콘덴서가 채용된다.

(13-1-2-3) 전압 검출기(23)

전압 검출기(23)는, 콘덴서(22)의 출력측에 접속되어 있으며, 콘덴서(22)의 양단 전압, 즉 DC버스 전압(Vdc)의 값을 검출하기 위한 것이다. 전압 검출기(23)는, 예를 들면, 서로 직렬로 접속된 2개의 저항이 콘덴서(22)에 병렬 접속되어, DC버스 전압(Vdc)이 분압되도록 구성된다. 그들 2개의 저항끼리의 접속점의 전압치는, 열원측 마이크로 컴퓨터(42)에 입력된다.

(13-1-2-4) 전류 검출기(24)

전류 검출기(24)는, 콘덴서(22) 및 인버터(25)의 사이이며, 또한 콘덴서(22)의 음측 출력 단자측에 접속되어 있다. 전류 검출기(24)는, 모터(70)의 기동 후, 모터(70)에 흐르는 모터 전류를 삼상 분의 전류의 합계치로서 검출한다.

전류 검출기(24)는, 예를 들면, 션트 저항 및 당해 저항의 양단의 전압을 증폭시키는 오피 앰프를 이용한 증폭 회로로 구성되어도 된다. 전류 검출기(24)에 의해 검출된 모터 전류는, 열원측 마이크로 컴퓨터(42)에 입력된다.

(13-1-2-5) 인버터(25)

인버터(25)는, 모터(70)의 U상, V상 및 W상의 각 상 권선(Lu, Lv, Lw) 각각에 대응하는 3개의 상하 아암이 서로 병렬로, 또한 콘덴서(22)의 출력측에 접속되어 있다.

도 13b에 있어서, 인버터(25)는, 복수의 IGBT(절연 게이트형 바이폴러 트랜지스터, 이하, 간단히 트랜지스터라고 한다)(Q3a, Q3b, Q4a, Q4b, Q5a, Q5b) 및 복수의 환류용의 다이오드(D3a, D3b, D4a, D4b, D5a, D5b)를 포함한다.

트랜지스터(Q3a와 Q3b, Q4a와 Q4b, Q5a와 Q5b)는, 각각 서로 직렬로 접속됨으로써 각 상하 아암을 구성하고 있으며, 그것에 의해 형성된 접속점(NU, NV, NW) 각각으로부터 대응하는 상의 각 상 권선(Lu, Lv, Lw)을 향하여 출력선이 연장되어 있다.

각 다이오드(D3a~D5b)는, 각 트랜지스터(Q3a~Q5b)에, 트랜지스터의 컬렉터 단자와 다이오드의 캐소드 단자가, 또한, 트랜지스터의 이미터 단자와 다이오드의 애노드 단자가 접속되도록, 병렬 접속되어 있다. 이 각각 병렬 접속된 트랜지스터와 다이오드에 의해, 스위칭 소자가 구성된다.

인버터(25)는, 콘덴서(22)로부터의 DC버스 전압(Vdc)이 인가되고, 또한 게이트 구동 회로(26)에 의해 지시된 타이밍으로 각 트랜지스터(Q3a~Q5b)가 온 및 오프를 행함으로써, 모터(70)를 구동하는 구동 전압(SU, SV, SW)을 생성한다. 이 구동 전압(SU, SV, SW)은, 각 트랜지스터(Q3a와 Q3b, Q4a와 Q4b, Q5a와 Q5b)의 각 접속점(NU, NV, NW)으로부터 모터(70)의 각 상 권선(Lu, Lv, Lw)에 출력된다.

(13-1-2-6) 게이트 구동 회로(26)

게이트 구동 회로(26)는, 열원측 마이크로 컴퓨터(42)로부터의 지령 전압에 의거하여, 인버터(25)의 각 트랜지스터(Q3a~Q5b)의 온 및 오프의 상태를 변화시킨다. 구체적으로는, 게이트 구동 회로(26)는, 열원측 마이크로 컴퓨터(42)에 의해 결정된 듀티를 갖는 펄스형의 구동 전압(SU, SV, SW)이 인버터(25)로부터 모터(70)에 출력되도록, 각 트랜지스터(Q3a~Q5b)의 게이트에 인가하는 게이트 제어 전압(Gu, Gx, Gv, Gy, Gw, Gz)을 생성한다. 생성된 게이트 제어 전압(Gu, Gx, Gv, Gy, Gw, Gz)은, 각각의 트랜지스터(Q3a~Q5b)의 게이트 단자에 인가된다.

(13-1-2-7) 열원측 마이크로 컴퓨터(42)

열원측 마이크로 컴퓨터(42)는, 전압 검출기(23), 전류 검출기(24), 및 게이트 구동 회로(26)와 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 열원측 마이크로 컴퓨터(42)는, 모터(70)를 로터 위치 센서리스 방식으로 구동시키고 있다. 또, 로터 위치 센서리스 방식으로 한정되는 것은 아니므로, 센서 방식으로 행해도 된다.

로터 위치 센서리스 방식이란, 모터(70)의 특성을 나타내는 각종 파라미터, 모터(70) 기동 후의 전압 검출기(23)의 검출 결과, 전류 검출기(24)의 검출 결과, 및 모터(70)의 제어에 관한 소정의 수식 모델 등을 이용하여, 로터 위치 및 회전수의 추정, 회전수에 대한 PI제어, 모터 전류에 대한 PI제어 등을 행하여 구동하는 방식이다. 모터(70)의 특성을 나타내는 각종 파라미터로서는, 사용되는 모터(70)의 권선 저항, 인덕턴스 성분, 유도 전압, 극수 등을 들 수 있다. 또, 로터 위치 센서리스 제어에 대해서는 많은 특허 문헌이 존재하므로, 상세한 것은 그들을 참조하길 바란다(예를 들면, 일본국 특허공개 2013-17289호 공보).

(13-1-3) 제1 실시형태의 특징

(13-1-3-1)

적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 이용한 공조기(1)에 있어서, 필요에 따라, 전력 변환 장치(30)를 통해 모터(70)의 회전수를 변경할 수 있다. 바꾸어 말하면, 공조 부하에 따라 압축기(100)의 모터 회전수를 변경할 수 있으므로, 높은 연간 에너지 소비 효율［Annual Performance Factor (APF)］을 실현할 수 있다.

(13-1-3-2)

또, 정류 회로(21)의 출력측에 전해 콘덴서를 필요로 하지 않기 때문에, 회로의 대형화, 고비용화가 억제된다.

(13-1-4) 제1 실시형태의 변형예

도 13c는, 제1 실시형태의 변형예에 있어서의 전력 변환 장치(130)의 회로 블록도이다. 도 13c에 있어서, 본 변형예와 상기 제1 실시형태의 차이점은, 단상 교류 전원(90)을 대신하여 삼상 교류 전원(190)에 대응할 수 있도록, 단상용의 정류 회로(21)를 대신하여 삼상용의 정류 회로(121)를 채용하고 있는 점이다.

정류 회로(121)는, 6개의 다이오드(D0a, D0b, D1a, D1b, D2a, D2b)에 의해 브릿지형으로 구성되어 있다. 구체적으로는, 다이오드(D0a와 D0b), 다이오드(D1a와 D1b, D2a와 D2b)는, 각각 서로 직렬로 접속되어 있다.

다이오드(D0a, D1a, D2a)의 각 캐소드 단자는, 모두 콘덴서(22)의 플러스측 단자에 접속되어 있으며, 정류 회로(121)의 양측 출력 단자로서 기능한다. 다이오드(D0b, D1b, D2b)의 각 애노드 단자는, 모두 콘덴서(22)의 마이너스측 단자에 접속되어 있으며, 정류 회로(121)의 음측 출력 단자로서 기능한다.

다이오드(D0a) 및 다이오드(D0b)의 접속점은, 교류 전원(190)의 R상의 출력측에 접속되어 있다. 다이오드(D1a) 및 다이오드(D1b)의 접속점은, 교류 전원(190)의 S상의 출력측에 접속되어 있다. 다이오드(D2a) 및 다이오드(D2b)의 접속점은, 교류 전원(190)의 T상의 출력측에 접속되어 있다. 정류 회로(121)는, 교류 전원(190)으로부터 출력되는 교류 전압을 정류하여 직류 전압을 생성하고, 이것을 콘덴서(22)로 공급한다.

또, 다른 구성에 대해서는, 상기 실시형태와 동일하므로 설명을 생략한다.

(13-1-5) 제1 실시형태의 변형예의 특징

(13-1-5-1)

적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 이용한 공조기(1)에 있어서, 필요에 따라, 전력 변환 장치(130)를 통해 모터(70)의 회전수를 변경할 수 있다. 바꾸어 말하면, 공조 부하에 따라 압축기(100)의 모터 회전수를 변경할 수 있으므로, 높은 연간 에너지 소비 효율［Annual Performance Factor (APF)］을 실현할 수 있다.

(13-1-5-2)

또, 정류 회로(121)의 출력측에 전해 콘덴서를 필요로 하지 않기 때문에, 회로의 대형화, 고비용화가 억제된다.

(13-2) 제2 실시형태

도 13d는, 본 개시의 제2 실시형태에 따른 공조기에 탑재되는 전력 변환 장치(30B)의 회로 블록도이다.

(13-2-1) 전력 변환 장치(30B)의 구성

도 13d에 있어서, 전력 변환 장치(30B)는, 인다이렉트 매트릭스 컨버터이다. 도 13b의 제1 실시형태의 전력 변환 장치(30)와의 차이점은, 정류 회로(21)를 대신하여 컨버터(27)를 채용하고, 게이트 구동 회로(28)와, 리액터(33)를 새롭게 추가하고 있는 점이며, 이들 이외는, 제1 실시형태와 동일하다.

여기에서는, 컨버터(27), 게이트 구동 회로(28)와, 리액터(33)에 대해 설명하고, 다른 구성에 대해서는 기재를 생략한다.

(13-2-1-1) 컨버터(27)

도 13d에 있어서, 컨버터(27)는, 복수의 IGBT(절연 게이트형 바이폴러 트랜지스터, 이하, 간단히 트랜지스터라고 한다)(Q1a, Q1b, Q2a, Q2b) 및 복수의 다이오드(D1a, D1b, D2a, D2b)를 포함하고 있다.

트랜지스터(Q1a와 Q1b)는 서로 직렬로 접속됨으로써 상하 아암을 구성하고 있으며, 그것에 의해 형성된 접속점은 교류 전원(90)의 한쪽의 극에 접속되어 있다. 트랜지스터(Q2a와 Q2b)는 서로 직렬로 접속됨으로써 상하 아암을 구성하고 있으며, 그것에 의해 형성된 접속점은 교류 전원(90)의 다른 쪽의 극에 접속되어 있다.

각 다이오드(D1a~D2b)는, 각 트랜지스터(Q1a~Q2b)에, 트랜지스터의 컬렉터 단자와 다이오드의 캐소드 단자가, 또한, 트랜지스터의 이미터 단자와 다이오드의 애노드 단자가 접속되도록, 병렬 접속되어 있다. 이 각각 병렬 접속된 트랜지스터와 다이오드에 의해, 스위칭 소자가 구성된다.

컨버터(27)는, 게이트 구동 회로(28)에 의해 지시된 타이밍으로 각 트랜지스터(Q1a~Q2b)가 온 및 오프를 행한다.

(13-2-1-2) 게이트 구동 회로(28)

게이트 구동 회로(28)는, 열원측 마이크로 컴퓨터(42)로부터의 지령 전압에 의거하여, 컨버터(27)의 각 트랜지스터(Q1a~Q2b)의 온 및 오프의 상태를 변화시킨다. 구체적으로는, 게이트 구동 회로(28)는, 교류 전원(90)으로부터 열원측에 흐르는 전류를 소정의 값으로 제어하도록 열원측 마이크로 컴퓨터(42)에 의해 결정된 듀티를 갖는 펄스형의 게이트 제어 전압(Pq, Pr, Ps, Pt)을 생성한다. 생성된 게이트 제어 전압(Pq, Pr, Ps, Pt)은, 각각의 트랜지스터(Q1a~Q2b)의 게이트 단자에 인가된다.

(13-2-1-3) 리액터(33)

리액터(33)는, 교류 전원(90)과 컨버터(27)의 사이에 교류 전원(90)과 직렬로 접속되어 있다. 구체적으로는, 그 일단이 교류 전원(90)의 하나의 극에 접속되고, 타단이 컨버터(27)의 하나의 입력단에 접속되어 있다.

(13-2-2) 동작

열원측 마이크로 컴퓨터(42)는, 컨버터(27)의 상하 아암의 트랜지스터(Q1a, Q1b) 또는 트랜지스터(Q2a, Q2b)를 온·오프함으로써, 소정 시간만큼 합선·개방시키고, 예를 들면 전류를 대략 정현파형으로 제어함으로써, 전원 입력 역률의 개선이나 고조파 성분의 억제를 행한다.

또, 열원측 마이크로 컴퓨터(42)는, 인버터(25)를 제어하는 게이트 제어 전압의 듀티비에 의거하여 합선 기간을 제어하는, 컨버터와 인버터의 협조 제어를 행한다.

(13-2-3) 제2 실시형태의 특징

공조기(1)는, 고효율인 데다가, 컨버터(27)의 출력측에 전해 콘덴서를 필요로 하지 않기 때문에 회로의 대형화, 고비용화가 억제된다.

(13-2-4) 제2 실시형태의 변형예에 있어서의 전력 변환 장치(130B)의 구성

도 13e는, 제2 실시형태의 변형예에 있어서의 전력 변환 장치(130B)의 회로 블록도이다. 도 13e에 있어서, 본 변형예와 상기 제2 실시형태의 차이점은, 단상 교류 전원(90)을 대신하여 삼상 교류 전원(190)에 대응할 수 있도록, 단상용의 컨버터(27)를 대신하여 삼상용의 컨버터(127)를 채용하고 있는 점이다. 또, 단상용의 컨버터(27)로부터 삼상용의 컨버터(127)로의 변경에 수반하여, 게이트 구동 회로(28)를 대신하여 게이트 구동 회로(128)를 채용하고 있는 점이다. 또, 각 상의 출력측과 컨버터(127)의 사이에 리액터(33)가 접속되어 있다. 또, 리액터(33)의 입력측 단자 간에 콘덴서를 접속하고 있는데, 제외하는 것도 가능하다.

(13-2-4-1) 컨버터(127)

컨버터(127)는, 복수의 IGBT(절연 게이트형 바이폴러 트랜지스터, 이하, 간단히 트랜지스터라고 한다)(Q0a, Q0b, Q1a, Q1b, Q2a, Q2b) 및 복수의 다이오드(D0a, D0b, D1a, D1b, D2a, D2b)를 포함하고 있다.

트랜지스터(Q0a와 Q0b)는 서로 직렬로 접속됨으로써 상하 아암을 구성하고 있으며, 그것에 의해 형성된 접속점은 교류 전원(190)의 R상의 출력측에 접속되어 있다. 트랜지스터(Q1a와 Q1b)는 서로 직렬로 접속됨으로써 상하 아암을 구성하고 있으며, 그것에 의해 형성된 접속점은 교류 전원(190)의 S상의 출력측에 접속되어 있다. 트랜지스터(Q2a와 Q2b)는 서로 직렬로 접속됨으로써 상하 아암을 구성하고 있으며, 그것에 의해 형성된 접속점은 교류 전원(190)의 T상의 출력측에 접속되어 있다.

각 다이오드(D0a~D2b)는, 각 트랜지스터(Q0a~Q2b)에, 트랜지스터의 컬렉터 단자와 다이오드의 캐소드 단자가, 또는, 트랜지스터의 이미터 단자와 다이오드의 애노드 단자가 접속되도록, 병렬 접속되어 있다. 이 각각 병렬 접속된 트랜지스터와 다이오드에 의해, 스위칭 소자가 구성된다.

컨버터(127)는, 게이트 구동 회로(128)에 의해 지시된 타이밍으로 각 트랜지스터(Q0a~Q2b)가 온 및 오프를 행한다.

(13-2-4-2) 게이트 구동 회로(128)

게이트 구동 회로(128)는, 열원측 마이크로 컴퓨터(42)로부터의 지령 전압에 의거하여, 컨버터(127)의 각 트랜지스터(Q0a~Q2b)의 온 및 오프의 상태를 변화시킨다. 구체적으로는, 게이트 구동 회로(128)는, 교류 전원(190)으로부터 열원측에 흐르는 전류를 소정의 값으로 제어하도록 열원측 마이크로 컴퓨터(42)에 의해 결정된 듀티를 갖는 펄스형의 게이트 제어 전압(Po, Pp, Pq, Pr, Ps, Pt)을 생성한다. 생성된 게이트 제어 전압(Po, Pp, Pq, Pr, Ps, Pt)은, 각각의 트랜지스터(Q0a~Q2b)의 게이트 단자에 인가된다.

(13-2-5) 제2 실시형태의 변형예의 특징

공조기(1)는, 고효율인 데다가, 컨버터(127)의 출력측에 전해 콘덴서를 필요로 하지 않기 때문에 회로의 대형화, 고비용화가 억제된다.

(13-3) 제3 실시형태

도 13f는, 본 개시의 제3 실시형태에 따른 공조기에 탑재되는 전력 변환 장치(30C)의 회로 블록도이다.

(13-3-1) 제3 실시형태에 있어서의 전력 변환 장치(30C)의 구성

도 13f에 있어서, 전력 변환 장치(30C)는, 매트릭스 컨버터(29)이다.

(13-3-1-1) 매트릭스 컨버터(29)의 구성

매트릭스 컨버터(29)는, 교류 전원(90)으로부터의 입력의 일단에는 쌍방향 스위치(S1a, S2a, S3a)를 접속하고, 다른 쪽의 일단에는 쌍방향 스위치(S1b, S2b, S3b)를 접속함으로써 구성되어 있다.

직렬로 접속된 쌍방향 스위치(S1a)와 쌍방향 스위치(S1b)의 중간단에는, 모터(70)의 3상 권선 중 U상 권선(Lu)의 일단이 접속되어 있다. 또, 직렬로 접속된 쌍방향 스위치(S2a)와 쌍방향 스위치(S2b)의 중간단에는, 모터(70)의 3상 권선 중 V상 권선(Lv)의 일단이 접속되어 있다. 또, 직렬로 접속된 쌍방향 스위치(S3a)와 쌍방향 스위치(S3b)의 중간단에는, 모터(70)의 3상 권선 중 W상 권선(Lw)의 일단이 접속되어 있다.

교류 전원(90)으로부터 입력된 교류 전력은, 쌍방향 스위치(S1a~S3b)로 스위칭됨으로써, 소정의 주파수의 교류로 변환되어, 모터(70)를 구동할 수 있다.

(13-3-1-2) 쌍방향 스위치의 구성

도 13g는, 쌍방향 스위치를 개념적으로 나타내는 회로도이다. 도 13g에 있어서, 트랜지스터(Q61, Q62)와, 다이오드(D61, D62)와, 단자(Ta, Tb)를 갖고 있다. 트랜지스터(Q61, Q62)는, 절연 게이트형 바이폴러 트랜지스터(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)이다.

트랜지스터(Q61)는, 이미터(E)가 단자(Ta)에 접속되고, 컬렉터(C)가 다이오드(D61)를 통해 단자(Tb)에 접속되어 있다. 이 컬렉터(C)에는, 다이오드(D61)의 캐소드가 접속된다.

트랜지스터(Q62)는, 이미터(E)가 단자(Tb)에 접속되고, 컬렉터(C)가 다이오드(D62)를 통해 단자(Ta)에 접속되어 있다. 이 컬렉터(C)에는, 다이오드(D62)의 캐소드가 접속된다. 단자(Ta)는 입력측에 접속되고, 단자(Tb)는 출력측에 접속된다.

트랜지스터(Q61)를 온으로, 트랜지스터(Q62)를 오프로 함으로써, 단자(Tb)로부터 단자(Ta)로 다이오드(D61) 및 트랜지스터(Q61)를 이 순서를 통해 전류를 흐르게 할 수 있다. 이 때, 단자(Ta)로부터 단자(Tb)로의 전류의 흐름(역류)은, 다이오드(D61)에 의해 저지된다.

한편, 트랜지스터(Q61)를 오프로, 트랜지스터(Q62)를 온으로 함으로써, 단자(Ta)로부터 단자(Tb)로 다이오드(D62) 및 트랜지스터(Q62)를 이 순서를 통해 전류를 흐르게 할 수 있다. 이 때, 단자(Tb)로부터 단자(Ta)로의 전류의 흐름(역류)은, 다이오드(D62)에 의해 저지된다.

(13-3-2) 동작

도 13h는, 매트릭스 컨버터(29)의 전류 방향의 일례를 나타낸 회로도이다. 교류 전원(90)으로부터 매트릭스 컨버터(29)를 통하여, 모터(70)로 흐르는 전류의 경로의 일례를 나타내고 있다. 교류 전원(90)의 하나의 극으로부터 쌍방향 스위치(S1a)를 통하여, 모터(70)의 3상 권선의 하나인 U상 권선(Lu)으로부터 W상 권선(Lw)을 거치고, 쌍방향 스위치(S3b)를 통과하여, 교류 전원(90)의 다른 극으로 전류는 흐른다. 이것에 의해, 모터(70)로 전력이 공급되어 모터(70)가 구동된다.

도 13i는, 매트릭스 컨버터(29)의 다른 전류 방향의 일례를 나타낸 회로도이다. 도 13i에 있어서, 교류 전원(90)의 하나의 극으로부터 쌍방향 스위치(S3a)를 통하여, 모터(70)의 3상 권선의 하나인 W상 권선(Lw)으로부터 U상 권선(Lu)을 거치고, 쌍방향 스위치(S1b)를 통과하여, 교류 전원(90)의 다른 극으로 전류는 흐른다. 이것에 의해, 모터(70)로 전력이 공급되어 모터(70)가 구동된다.

(13-3-3) 제3 실시형태의 특징

공조기(1)는, 고효율인 데다가, 매트릭스 컨버터(29)의 출력측에 전해 콘덴서를 필요로 하지 않기 때문에 회로의 대형화, 고비용화가 억제된다.

(13-3-4) 제3 실시형태의 변형예에 있어서의 전력 변환 장치(130C)의 구성

도 13j는, 제3 실시형태의 변형예에 있어서의 전력 변환 장치(130C)의 회로 블록도이다. 도 13j에 있어서, 본 변형예와 상기 제3 실시형태의 차이점은, 단상 교류 전원(90)을 대신하여 삼상 교류 전원(190)에 대응할 수 있도록, 단상용의 매트릭스 컨버터(29)를 대신하여 삼상용의 매트릭스 컨버터(129)를 채용하고 있는 점이다.

(13-3-4-1) 매트릭스 컨버터(129)의 구성

또, 단상용의 매트릭스 컨버터(29)로부터 삼상용의 매트릭스 컨버터(129)로의 변경에 수반하여, 게이트 구동 회로(31)를 대신하여 게이트 구동 회로(131)를 채용하고 있는 점도 차이점이다. 또, 각 상의 출력측과 매트릭스 컨버터(129)의 사이에 리액터(L1, L2, L3)가 접속되어 있다.

쌍방향 스위치(S1a~S3c)로 변환하여 얻어진 소정의 삼상 교류 전압은, 각 상 권선 단자(TU, TV, TW)를 통해, 모터(70)에 공급된다. 각 리액터(L1, L2, L3)는, 각 입력 단자에 접속되어 있다. 각 콘덴서(C1, C2, C3)는, 각각의 일단이 서로 접속되고, 각각의 타단이 출력 단자에 접속되어 있다.

전력 변환 장치(130C)에서는, 리액터(L1, L2, L3)를, 매트릭스 컨버터(129)를 통해 합선시킴으로써, 삼상 교류 전원(190)으로부터 공급되는 에너지를 리액터(L1, L2, L3)에 축적할 수 있으며, 콘덴서(C1, C2, C3)의 양단 전압을 승압할 수 있다. 따라서, 전압 이용률을 1 이상으로 할 수 있다.

이 때, 매트릭스 컨버터(129)의 입력 단자에는 전압형의 삼상 교류 전압(Vr, Vs, Vt)이 입력되고, 출력 단자로부터는 전류형의 삼상 교류 전압(Vu, Vv, Vw)이 출력된다.

또, 콘덴서(C1, C2, C3) 각각이, 리액터(L1, L2, L3)로 LC 필터를 구성하므로, 출력 단자에 출력되는 전압에 포함되는 고주파 성분을 저감할 수 있으며, 모터(70)에 발생하는 토크의 맥동 성분이나, 소음을 저감할 수 있다.

또, 정류 회로와 인버터를 이용한 AC-AC 변환 회로에 비하여, 스위칭 소자수는 적어도 되고, 전력 변환 장치(130C)에서 발생하는 손실을 저감할 수 있다.

(13-3-4-2) 클램프 회로(133)의 구성

또, 전력 변환 장치(130C)에서는, 입력 단자와 출력 단자의 사이에 클램프 회로(133)가 접속되어 있으므로, 쌍방향 스위치(S1a~S3c)의 스위칭에 의해 매트릭스 컨버터(129)의 입력 단자와 출력 단자의 사이에 발생하는 서지 전압을, 클램프 회로(133) 내의 콘덴서(도 13i 참조)로 흡수할 수 있다.

도 13k는, 클램프 회로(133)의 회로도이다. 도 13i에 있어서, 클램프 회로(133)는, 다이오드(D31a~D36b)와, 콘덴서(C37)와, 단자(135~140)를 갖는다.

단자(135)에는, 다이오드(D31a)의 애노드와, 다이오드(D31b)의 캐소드가 접속되어 있다. 단자(136)에는, 다이오드(D32a)의 애노드와, 다이오드(D32b)의 캐소드가 접속되어 있다. 단자(137)에는, 다이오드(D33a)의 애노드와, 다이오드(D33b)의 캐소드가 접속되어 있다.

각 다이오드(D31a, D32a, D33a)의 캐소드는, 콘덴서(C37)의 일단에 접속되고, 각 다이오드(D31b, D32b, D33b)의 애노드는, 콘덴서(C37)의 타단에 접속되어 있다.

단자(138)에는, 다이오드(D34a)의 애노드와, 다이오드(D34b)의 캐소드가 접속되어 있다. 단자(139)에는, 다이오드(D35a)의 애노드와, 다이오드(D35b)의 캐소드가 접속되어 있다. 단자(140)에는, 다이오드(D36a)의 애노드와, 다이오드(D36b)의 캐소드가 접속되어 있다.

각 다이오드(D34a, D35a, D36a)의 캐소드는, 콘덴서(C37)의 일단에 접속되고, 각 다이오드(D34b, D35b, D36b)의 애노드는, 콘덴서(C37)의 타단에 접속되어 있다.

각 단자(135, 136, 137)는 매트릭스 컨버터(129)의 입력측에 접속되고, 단자(138, 139, 140)는 매트릭스 컨버터(129)의 출력측에 접속된다. 클램프 회로(133)에 의해, 입력 단자와 출력 단자의 사이에 클램프 회로(133)가 접속되어 있으므로, 쌍방향 스위치(S1a~S3c)의 스위칭에 의해 매트릭스 컨버터(129)의 입력 단자와 출력 단자의 사이에 발생하는 서지 전압을 클램프 회로(133) 내의 콘덴서(C37)로 흡수할 수 있다.

상기와 같이, 전력 변환 장치(130C)는 전원 전압보다 큰 전압을 모터(70)에 공급할 수 있으므로, 전력 변환 장치(130C) 및 모터(70)에 흐르는 전류가 작아도, 소정의 모터 출력을 얻을 수 있으며, 환언하면, 전류가 작아도 되기 때문에, 전력 변환 장치(130C) 및 모터(70)에서 발생하는 손실을 저감할 수 있다.

(13-3-5) 제3 실시형태의 변형예의 특징

공조기(1)는, 고효율인 데다가, 매트릭스 컨버터(129)의 출력측에 전해 콘덴서를 필요로 하지 않기 때문에 회로의 대형화, 고비용화가 억제된다.

(13-4) 그 외

(13-4-1)

공조기(1)의 압축기(100)는, 스크롤 압축기, 로터리 압축기, 터보 압축기, 및 스크루 압축기 중 어느 하나가 채용된다.

(13-4-2)

압축기(100)의 모터(70)는, 영구 자석을 포함하는 회전자(71)를 갖는 영구 자석 동기 모터이다.

(14) 제14 그룹의 기술의 실시형태

(14-1) 도 14a는, 본 개시의 일실시형태에 따른 공조기(1)의 구성도이다. 도 14a에 있어서, 공조기(1)는, 이용 유닛(2)과 열원 유닛(3)에 의해 구성되어 있다.

(14-1-1) 공조기(1)의 구성

공조기(1)는, 압축기(100), 사로 전환 밸브(16), 열원측 열교환기(17), 감압 기구로서의 팽창 밸브(18), 및 이용측 열교환기(13)가, 냉매 배관에 의해 환상으로 접속된 냉매 회로(11)를 갖고 있다.

본 실시형태에서는, 냉매 회로(11)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(11)에는, 당해 혼합 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(14-1-1-1) 이용 유닛(2)

냉매 회로(11) 중, 이용측 열교환기(13)는 이용 유닛(2)에 속하고 있다. 또, 이용 유닛(2)에는, 이용측 팬(14)이 탑재되어 있다. 이용측 팬(14)은, 이용측 열교환기(13)로의 공기의 흐름을 생성한다.

이용 유닛(2)측에는, 이용측 통신기(35), 및 이용측 마이크로 컴퓨터(41)가 탑재되어 있다. 이용측 통신기(35)는 이용측 마이크로 컴퓨터(41)에 접속되어 있다.

이용측 통신기(35)는, 이용 유닛(2)이 열원 유닛(3)과 통신을 행할 때에 사용된다. 이용측 마이크로 컴퓨터(41)는, 공조기(1)가 운전하고 있지 않는 대기 중에도, 제어용 전압의 공급을 받고 있으므로, 이용측 마이크로 컴퓨터(41)는 항상 기동하고 있다.

(14-1-1-2) 열원 유닛(3)

냉매 회로(11) 중 압축기(100), 사로 전환 밸브(16), 열원측 열교환기(17), 및 팽창 밸브(18)는 열원 유닛(3)에 속하고 있다. 또, 열원 유닛(3)에는, 열원측 팬(19)이 탑재되어 있다. 열원측 팬(19)은, 열원측 열교환기(17)으로의 공기의 흐름을 생성한다.

또, 열원 유닛(3)측에는, 접속부(30), 열원측 통신기(36), 및 열원측 마이크로 컴퓨터(42)가 탑재되어 있다. 접속부(30) 및 열원측 통신기(36)는 모두 열원측 마이크로 컴퓨터(42)에 접속되어 있다.

(14-1-2) 접속부(30)의 구성

도 14b는, 압축기(100)의 모터(70)의 운전 회로도이다. 도 14b에 있어서, 접속부(30)는, 교류 전원(90)으로부터 압축기(100)의 모터(70)로 주파수 변환을 시키지 않고 전력을 공급시키는 회로이다.

모터(70)는, 유도 모터이며, 바구니형의 회전자(71)와, 주권선(727) 및 보조 권선(728)을 갖는 고정자(72)를 포함하고 있다. 바구니형의 회전자(71)는, 고정자(72)에서 발생하는 회전 자계에 추종하여 회전한다.

압축기(100)는, M단자, S단자 및 C단자를 갖고 있다. M단자와 C단자 사이는, 주권선(727)에 의해 연결되어 있다. S단자와 M단자 사이는, 보조 권선(728)에 의해 연결되어 있다.

교류 전원(90)과 압축기(100)는, 압축기(100)에 교류 전압을 공급하는 전원 라인(901, 902)에 의해 연결되어 있다. 전원 라인(901)은, 서모스탯(26)을 개재하여 C단자에 접속되어 있다.

서모스탯(26)은, 공조기(1)가 설치되어 있는 실내의 온도를 검출하고, 실온이 설정 온도 범위 내일 때는 접점을 개방하고, 실온이 설정 온도 범위 외일 때에 접점을 닫는다.

전원 라인(902)은, 도중에 제1 분기 라인(902A)과 제2 분기 라인(902B)으로 나뉘어져 있고, 제1 분기 라인(902A)은 M단자에 접속되고, 제2 분기 라인(902B)은 기동 회로(20)를 개재하여 S단자에 접속되어 있다.

기동 회로(20)는, 정특성 서미스터(21)와, 운전 콘덴서(22)를 병렬로 접속한 회로이다.

본 실시형태에서는, 전원 라인(901)에 접속되어 있는 서모스탯(26), 및 전원 라인(902)에 접속되어 있는 기동 회로(20)를 접속부(30)라고 부른다.

(14-1-3) 동작

상기와 같이 구성된 압축기(100)의 운전 회로에 있어서, 교류 전원(90)이 투입되면, 보조 권선(728)에 정특성 서미스터(21)를 통해 전류가, 흘러 모터(70)가 기동한다.

모터(70)의 기동 후, 정특성 서미스터(21)는 자신을 흐르는 전류에 의해 자기 발열하고, 저항치가 증대한다. 그 결과, 정특성 서미스터(21) 대신에 운전 콘덴서(22)와 보조 권선(728)이 접속된 상태가 되어, 안정 동작으로 이행한다.

(14-1-4) 특징

(14-1-4-1)

적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 사용한 공조기(1)에 있어서, 교류 전원(90)과 모터(70) 사이에 전력 변환 장치를 개재시키지 않고 압축기(100)를 구동할 수 있으므로, 비교적 저렴한 구성으로, 환경 보호를 고려한 공조기(1)를 제공할 수 있다.

(14-1-4-2)

적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 사용한 공조기(1)에 있어서, 정특성 서미스터(21)와 운전 콘덴서(22)의 병렬 회로인 기동 회로(20)를 보조 권선(728)에 접속함으로써, 압축기(100)의 모터(70)의 기동 토크를 크게 취할 수 있다.

압축기(100)의 기동 후에는, 정특성 서미스터(21)는 자기 발열하여 저항치가 증대되고, 실질적으로 운전 콘덴서(22)와 보조 권선(728)이 접속된 상태로 전환되고, 일정한 회전수(전원 주파수)로 운전되므로, 압축기(100)는 정격 토크를 출력 할 수 있는 상태가 된다. 상기와 같이, 공조기(1)에서는, 운전 콘덴서(22)로의 접속 전환이 적시에 실시되므로, 압축기(100)의 고효율화가 가능해진다.

(14-1-4-3)

모터(70)가 유도 모터이며, 비교적 저비용으로 고출력이 가능하므로, 공조기(1)의 고효율화가 가능하다.

(14-1-5) 변형예

도 14c는, 변형예에 따른 공조기(1)에 있어서의 압축기(200)의 모터(170)의 운전 회로도이다. 도 14c에 있어서, 모터(170)는, 삼상 유도 모터이며, 접속부(130)를 개재하여 삼상 교류 전원(190)에 접속되어 있다.

접속부(130)는, 접점(130u, 130v 및 130w)을 갖는 릴레이이다. 접점(130u)은, 삼상 교류 전원(190)의 R단자와 모터(170)의 U상 권선(Lu) 사이의 전원 라인(903)을 개폐한다. 접점(130v)은, 삼상 교류 전원(190)의 S단자와 모터(170)의 V상 권선(Lv) 사이의 전원 라인(904)을 개폐한다. 접점(130w)은, 삼상 교류 전원(190)의 T단자와 모터(170)의 W상 권선(Lw) 사이의 전원 라인(905)을 개폐한다.

그리고, 삼상 교류 전원(190)의 R단자, S단자 및 T단자로부터, 대응되는 모터(170)의 U상 권선(Lu), V상 권선(Lv) 및 W상 권선(Lw)에 교류 전압이 공급된다. 모터(170)의 V상 권선(Lv)에 공급되는 교류 전압은, U상 권선(Lu)에 공급되는 교류 전압에 대해 위상이 120° 어긋나 있다. 또, 모터(170)의, W상 권선(Lw)에 공급되는 교류 전압은, V상 권선(Lv)에 공급되는 교류 전압에 대해 위상이 120° 어긋나 있다.

따라서, 모터(170)에 삼상 교류 전원(190)으로부터 교류 전압이 공급되는 것만으로, 고정자(172)에 회전 자계가 발생하고, 회전자(171)가 그 회전 자계에 추종 하여 회전한다. 그 결과, 압축기(200)는 일정한 회전수(전원 주파수)로 운전된다. 따라서, 모터(170)의 운전 회로에는, 상기 실시형태와 같은 기동 회로(20)는 필요없고, 접속부(130)의 릴레이 회로만이어도 된다.

(14-1-6) 변형예의 특징

(14-1-6-1)

적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 사용한 공조기(1)에 있어서, 삼상 교류 전원(190)과 모터(170) 사이에 전력 변환 장치를 개재시키지 않고 압축기(200)를 구동할 수 있으므로, 비교적 저렴한 구성으로, 환경 보호를 고려한 공조기(1)를 제공할 수 있다.

(14-1-6-2)

모터(170)가 유도 모터이며, 비교적 저비용으로 고출력이 가능하므로, 공조기(1)의 고효율화가 가능하다.

(15) 제15 그룹의 기술의 실시형태

(15-1) 제1 실시형태

제1 실시형태에 따른 온수 제조 장치인 급탕 시스템(1)은, 도 15a~도 15c에 나타내는 바와 같이, 히트 펌프(2), 저탕 유닛(3), 이들의 관리나 제어를 행하는 컨트롤러(50), 유저에게로의 정보 표시나 유저의 조작 접수를 담당하는 리모컨(90) 등을 구비하고 있다.

(15-1-1) 히트 펌프

히트 펌프(2)는, 물을 가열하기 위한 열원 장치로서 기능하는 유닛이며, 냉매가 순환하는 냉매 회로(20), 송풍 팬(24F), 각종 센서 등을 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로(20)에는, 증기 압축식 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

냉매 회로(20)는, 압축기(21), 이용측 수열교환기(22), 전동 팽창 밸브(23), 열원측 공기 열교환기(24), 냉매 배관(25) 등으로 구성되어 있다.

압축기(21)는, 인버터식 출력 가변 전동 압축기이다.

수열교환기(22)는, 냉매의 열을 이용하는 이용측 열교환기로서 기능하고, 냉매관(22r)과, 수관(水管)(32w)을 갖고 있다. 수열교환기(22)는, 히트 펌프(2)의 압축기(21)에 의해 토출된 후에 냉매관(22r)을 흐르는 고온 고압의 가스 냉매와, 후술하는 저탕 유닛(3)으로부터 흘러와서 수관(32w)을 흐르는 순환수 사이에서, 열교환을 행하게 한다. 이 수열교환기(22)에 있어서의 열교환에 의해, 냉매관(22r)을 통과하는 냉매가 냉각됨과 동시에, 수관(32w)을 통과하는 물이 가열되어, 탕(고온의 물=온수)이 생성된다.

전동 팽창 밸브(23)는, 압축기(21)를 나와, 물과의 열교환으로 냉각된 저온 고압의 냉매를 팽창시킨다.

공기 열교환기(24)는, 외기로부터 열을 빼앗는 열원측 열교환기로서 기능하고, 전동 팽창 밸브(23)에서 팽창한 저온 저압의 2상 상태의 냉매와, 외기 사이에서, 열교환을 행하게 한다. 외기로부터 흡열한 냉매는, 증발하여 저압의 가스 냉매가 되어 압축기(21)에 흡입된다.

냉매 배관(25)는, 압축기(21)의 토출구, 수열교환기(22) 내의 냉매관(22r), 전동 팽창 밸브(23), 공기 열교환기(24), 압축기(21)의 흡입구 순으로 각 기기를 접속하고 있다.

각종 센서로서는, 예를 들면, 냉매에 관한 온도나 압력을 검지하는 센서가 설치된다. 도 15b에는, 이들 센서 중, 열교환기 입구 수온 센서(31T)와, 열교환기 출구 수온 센서(32T)를 나타내고 있다. 열교환기 입구 수온 센서(31T)는, 수열교환기(22)에 들어가기 전의 물의 온도를 검출한다. 즉, 열교환기 입구 수온 센서(31T)는, 수열교환기(22)를 통과하기 전의 물의 온도를 검출한다. 열교환기 출구 수온 센서(32T)는, 수열교환기(22)를 통과한 후의 물의 온도를 검출한다.

(15-1-2) 저탕 유닛

저탕 유닛(3)은, 시수(市水)(수도물) 등의 외부로부터 공급되는 물을, 히트 펌프(2)에 보내서 가열시키고, 히트 펌프(2)로부터 되돌아온 물(탕)을 모으는 유닛이다. 또, 저탕 유닛(3)은, 유저가 설정하는 온도의 탕이 공급되도록, 연소 가열 장치(4)나 혼합 밸브(77)에 의해 온도 조정된 탕을 급탕부(82)에 보내는 기능을 갖는다.

저탕 유닛(3)은, 취수부(81), 급탕부(82), 저탕 탱크(35), 순환수 배관(30), 취수 급탕 배관(70), 연소 가열 장치(4) 등을 구비하고 있다.

(15-1-2-1) 취수부 및 급탕부

취수부(81)는, 접속구를 갖고, 시수(수도물)의 공급관(89a)이 접속된다.

급탕부(82)는, 접속구를 갖고, 설치 대상의 건물 내의 수도꼭지(99) 등으로부터 연장되는 급수·급탕용의 건물 내 배관(99a)이 접속된다.

(15-1-2-2) 저탕 탱크

저탕 탱크(35)는, 히트 펌프(2)에 의해 가열된 물(탕)을, 유저가 수도꼭지(99)를 돌려 이용하기 전부터 미리 모아 두는 탱크이다. 저탕 탱크(35)는, 물이 항상 채워져 있다. 그리고, 저탕 탱크(35)에는, 소정 온도 이상, 여기에서는 70℃ 이상의 고온의 물(이하, 고온수라고 한다.)의 양을 컨트롤러(50)로 하여금 파악하게 하기 위한, 탱크 온도 분포 검지 센서가 설치되어 있다. 탱크 온도 분포 검지 센서는, 저탕 탱크(35)의 하부에서 상부를 향해, 순서대로, 제1 센서(T1), 제2 센서(T2), 제3 센서(T3), 제4 센서(T4), 제5 센서(T5), 제6 센서(T6)의 6개에 의해 구성된다. 컨트롤러(50)는, 이들 탱크 온도 분포 검지 센서(T1~T6)가 검지하는 저탕 탱크(35) 내의 각 높이 위치에서의 수온 및 리모컨(90)에 의한 설정에 의거하여, 히트 펌프(2)를 구동시켜 끓이기 운전을 행한다. 끓이기 운전이란, 저탕 탱크(35) 안의 물의 온도가 목적 온도에 도달할 때까지 물의 열량을 올려 가는 운전이다. 끓이기 운전에 있어서의 목적 온도, 즉, 저탕 탱크(35) 안의 물의 목표 저탕 온도는, 예를 들면 미리 급탕 시스템(1)의 제조 공장에서 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 목표 저탕 온도는 75℃이다.

또한, 제6 센서(T6)의 온도 검출치가 70℃를 밑돌고 있으면, 잔탕량은 0, 제6 센서(T6)의 온도 검출치가 70℃ 이상이면, 잔탕량은 1이다. 또한, 제5 센서(T5)의 온도 검출치도 70℃ 이상이면, 잔탕량은 2이다. 마찬가지로, 잔탕량은 3, 4, 5, 6까지 존재하고, 제1 센서(T1)의 온도 검출치도 70℃ 이상이면, 잔탕량은 최대인 6이다.

(15-1-2-3) 순환수 배관

순환수 배관(30)은, 저탕 탱크(35) 안의 물에 히트 펌프(2)에서 얻어지는 열을 전달하기 위한 회로이며, 송수관(31), 수열교환기(22) 내의 수관(32w), 환수관(33), 및, 순환용 펌프(34)를 갖고 있다. 송수관(31)은, 저탕 탱크(35)의 하단 근방과 수열교환기(22) 내의 수관(32w)의 상류측 단부를 접속하고 있다. 환수관(33)은, 수열교환기(22) 내의 수관(32w)의 하류측 단부와 저탕 탱크(35)의 상단 근방을 접속하고 있다. 순환용 펌프(34)는, 송수관(31)의 도중에 설치되어 있다. 순환용 펌프(34)는, 출력을 조정할 수 있는 전동 펌프이며, 저탕 탱크(35)와 수열교환기(22) 사이에서 물을 순환시키는 역할을 완수한다. 구체적으로는, 순환수 배관(30)에서는, 순환용 펌프(34)가 컨트롤러(50)로부터의 지령을 받아서 구동함으로써, 저탕 탱크(35) 내의 물 중에서 하부에 존재하고 있는 온도가 낮은 물이, 송수관(31)에 유출되고, 수열교환기(22) 내의 수관(32w)을 통과함으로써 온도 상승하고, 환수관(33)을 통해 저탕 탱크(35)의 상단 근방으로 되돌아온다. 이로 인해, 저탕 탱크(35) 내의 고온수와 그것보다 온도가 낮은 물의 경계가 위에서 아래를 향해 이동해가게 되고, 저탕 탱크(35) 내의 고온수의 양이 증가해 간다.

(15-1-2-4) 취수 급탕 배관 및 연소 가열 장치

취수 급탕 배관(70)은, 외부의 시수 등으로부터 물의 공급을 받으면서, 저탕 탱크(35)에 모여 있는 고온수를 이용하기 위한 회로로서, 취수관(71), 급탕관(73), 바이패스관(74), 및, 혼합 밸브(77)를 갖고 있다.

취수관(71)은, 외부의 시수 등으로부터 물의 공급을 받아서, 저탕 탱크(35)의 하단 근방에 상온의 물을 공급한다. 이 취수관(71)에는, 시수에 의해 공급되는 물의 온도를 검지하기 위한 취수 온도 센서(71T)가 설치되어 있다.

급탕관(73)은, 저탕 탱크(35)에 모여 있는 물 중에서, 상단 근방에 존재하고 있는 온도가 높은 물을, 급탕부(82)로부터, 유저의 이용 개소, 예를 들면 건물 내의 수도꼭지(99)로부터 연장되는 건물 내 배관(99a)으로 이끈다.

연소 가열 장치(4)는, 급탕관(73)의 도중에 배치되어 있다. 연소 가열 장치(4)는, 저탕 탱크(35)와 혼합 밸브(77) 사이에 배치되어 있고, 연료 가스를 연소시키는 연소 버너(41)를 구비하고 있다. 연소 버너(41)는, 그 가열 능력을 조정할 수 있는 가스 버너이며, 컨트롤러(50)의 지령에 따라 가열량을 조정하면서 급탕관(73)을 흐르는 물을 가열한다.

또, 급탕관(73)의 연소 가열 장치(4)와 혼합 밸브(77) 사이에는, 통과하는 물의 온도를 검지하기 위한 혼합 전 탕온 센서(4T)가 설치되어 있다.

바이패스관(74)은, 취수관(71)을 흐르고 있는 상온의 물과, 급탕관(73)을 흘러오는 물(탕)을 혼합시키기 위한 배관이다. 바이패스관(74)은, 취수관(71)으로부터 급탕관(73)까지 연장되어 있으며, 혼합 밸브(77)에 의해 급탕관(73)에 접속되어 있다.

혼합 밸브(77)는, 컨트롤러(50)로부터의 지령을 받아, 급탕관(73)을 흘러오는 높은 온도의 물(탕)과, 바이패스관(74)을 흘러오는 상온의 물의 혼합 비율을 조절하기 위한 조정 밸브이다.

(15-1-3) 컨트롤러 및 리모컨

컨트롤러(50)는, 저탕 유닛(3)의 내부에 설치되어 있고, 압축기(21), 전동 팽창 밸브(23), 송풍 팬(24F), 혼합 밸브(77), 연소 버너(41), 순환용 펌프(34) 등의 액츄에이터와 접속되어, 이들 액츄에이터에 동작 지시를 보낸다. 또, 컨트롤러(50)는, 열교환기 입구 수온 센서(31T), 열교환기 출구 수온 센서(32T), 탱크 온도 분포 검지 센서(T1~T6), 취수 온도 센서(71T), 혼합 전 탕온 센서(4T) 등의 센서류와 접속되어 있으며, 이들 센서류로부터 검지 결과를 취득한다. 또한, 컨트롤러(50)에는, 유저의 설정 입력을 접수하거나 유저에게로의 정보 제공을 행하기 위한 리모컨(90)이 접속되어 있다.

리모컨(90)에는, 도 15c에 나타내는 바와 같이, 필요한 탕(물)의 온도를 설정하기 위한 탕온 설정부(91)나, 설정 탕온이나 잔탕량 등을 표시하는 표시부(92) 등이 설치되어 있다.

(15-1-4) 급탕 시스템의 특징

본 실시형태에 따른 급탕 시스템(1)에서는, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용하여, 수열교환기(22)에 의해 물을 가열하고 있기 때문에, 효율이 높다. 공급되는 물이 경수(硬水)인 경우, 스케일이 발생한다는 단점이 있지만, 공급되는 물이 연수(軟水)인 경우에는, 본 실시형태에 따른 급탕 시스템(1)을 채용하는 장점이 특히 크다.

(15-1-5) 제1 실시형태의 제1 변형예

제1 실시형태의 급탕 시스템(1)을 대신하여, 도 15d에 나타내는 급탕 시스템(1a)을 채용하면, 스케일 발생의 단점을 억제할 수 있다. 도 15d의 급탕 시스템(1a)에서는, 히트 펌프(2a)가, 제1 실시형태의 히트 펌프(2)가 보유하지 않은 서브 순환수 배관(60)을 구비하고 있다. 서브 순환수 배관(60)에는, 서브 순환용 펌프(64)가 설치되어 있다. 서브 순환수 배관(60) 안의 물은, 수열교환기(22)에 있어서 냉매로부터 열을 빼앗아, 서브 수열교환기(62)에 있어서 메인 순환수 배관(30)을 흐르는 물에 방열한다. 메인 수열교환기(22)는, 냉매와 물 사이에서 열교환을 시키는 열교환기이지만, 서브 수열교환기(62)는, 물과 물 사이에서 열교환을 시키는 열교환기이다.

도 15d에 나타내는 급탕 시스템(1a)에서는, 히트 펌프(2a)의 압축기(21)로부터 토출된 고온의 가스 냉매에 의해, 서브 순환수 배관(60)을 흐르는 물이 서브 수열교환기(62)에 있어서 가열되고, 그 가열된 물에 의해, 메인 순환수 배관(30)을 흐르는 물이 서브 수열교환기(62)에 있어서 가열된다. 서브 순환수 배관(60)에 의해 구성되는 물의 유로는 폐루프이며, 여기에서는 거의 스케일은 발생하지 않는다.

(15-1-6) 제1 실시형태의 제2 변형예

제1 실시형태의 급탕 시스템(1)을 대신하여, 도 15e에 나타내는 급탕 시스템(1b)을 채용하면, 스케일 발생의 단점을 억제할 수 있다. 도 15e의 급탕 시스템(1b)에서는, 저탕 유닛(3b)이, 제1 실시형태의 저탕 유닛(3)이 보유하지 않은 열교환부(38)를 구비하고 있다. 열교환부(38)는, 순환수 배관(30b)의 일부로서, 저탕 탱크(35)의 내부에 배치된다. 제1 실시형태의 급탕 시스템(1)에서는, 저탕 탱크(35)의 하부로부터 물을 순환수 배관(30)에 유출시키고, 가열 후의 물을 저탕 탱크(35)의 상단 근방으로 되돌리고 있는데, 도 15e에 나타내는 급탕 시스템(1b)에서는, 폐루프를 구성하는 순환수 배관(30b)을 흐르는 가열수에 의해, 저탕 탱크(35) 안의 물의 끓이기가 행해진다. 저탕 탱크(35) 안의 물은, 열교환부(38)를 흐르는 온수로부터 열을 빼앗아 온도가 올라 간다.

도 15e에 나타내는 급탕 시스템(1b)에서는, 순환수 배관(30b)에 의해 구성되는 물의 유로는 폐루프이며, 여기에서는 거의 스케일은 발생하지 않는다.

또, 도 15e에 나타내는 급탕 시스템(1b)의 히트 펌프(2b)에는, 이용측 열교환기로서 기능하는 수열교환기(22)에 더하여, 동일하게 이용측 수열교환기(22a)를 구비한다. 수열교환기(22a)는, 수열교환기(22)의 냉매 흐름의 상류측에 배치되고, 물 순환 유로(190)를 흐르는 물을 가열한다. 물 순환 유로(190)는, 바닥 난방을 행하기 위해 바닥 아래에 배치된 열교환기(192)와, 히트 펌프(2b)의 수열교환기(22a)를 연결하는, 닫힌 루프 유로이다. 물 순환 유로(190)에는, 펌프(194)가 설치되어 있다. 수열교환기(22a)에 있어서 압축기(21)로부터 토출된 고온의 혼합 냉매로부터 열을 빼앗아 가열된 물은, 펌프(194)의 구동에 의해 바닥 아래의 열교환기(192)에 보내어진다. 열교환기(192)에 있어서 방열하고, 바닥 난방을 행한 물은, 물 순환 유로(190)를 지나 다시 수열교환기(22a)에 유입된다.

여기에서는, 히트 펌프(2b)가, 저탕 탱크(35) 안의 물을 가열하여 급탕에 도움이 됨과 더불어, 바닥 난방의 열원으로서의 역할도 완수한다.

(15-2) 제2 실시형태

(15-2-1) 온수 순환 난방 시스템의 주요 구성

제2 실시형태에 따른 온수 제조 장치인 온수 순환 난방 시스템의 구성을, 도 15f~도 15h에 나타낸다. 온수 순환 난방 시스템은, 건물에 있어서 온수를 순환시켜 난방을 행함과 더불어 급탕 기능을 갖는 시스템으로서, 온수를 저장하는 탱크(240)와, 거실 내 라디에이터(261a, 262a)와, 화장실 내 방열기(269b, 269c, 269e)와, 실내 난방용 순환 펌프(251)와, 온수를 가열하기 위한 증기 압축식 히트 펌프(210)와, 온수 가열용 순환 펌프(225)와, 급탕용 열교환기(241a)와, 가열수 산포 장치(275)와, 컨트롤 유닛(220)을 구비하고 있다.

거실 내 라디에이터(261a, 262a)는, 건물의 거실(261, 262)에 배치되고, 온수가 가진 열을 거실(261,262)의 실내 공기에 방열시킨다.

화장실 내 방열기(269b, 269c, 269e)는, 건물의 화장실(269)에 배치되고, 온수가 가진 열을 화장실(269) 내에서 방열시킨다.

실내 난방용 순환 펌프(251)는, 탱크(240)로부터 거실 내 라디에이터(261a, 262a) 및 화장실 내 방열기(269b, 269c, 269e)로 온수를 흐르게 하고, 거실 내 라디에이터(261a, 262a) 및 화장실 내 방열기(269b, 269c, 269e)에서 방열을 행한 온수를 다시 탱크(240)로 되돌린다. 탱크(240)를 나온 온수는, 거실 내 라디에이터(261a, 262a)를 흐른 후, 화장실 내 방열기(269b, 269c, 269e)를 흘러, 탱크(240)로 되돌아온다.

히트 펌프(210)는, 압축기(211), 방열기(212), 팽창 밸브(213) 및 증발기(214)를 갖는 냉매 회로를 구비하고, 증발기(214)에 의해 외기로부터 열을 빼앗아, 방열기(212)로부터 방출되는 열에 의해 탱크(240)로부터 흘러오는 온수를 가열한다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로에는, 증기 압축식 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

온수 가열용 순환 펌프(225)는, 탱크(240)로부터 히트 펌프(210)의 방열기(212)로 온수를 흐르게 하고, 히트 펌프(210)의 방열기(212)로부터 다시 탱크(240)로 온수를 되돌린다.

급탕용 열교환기(241a)는, 탱크(240) 내에 배치되고, 급수원으로부터 취입(取入)된 물과 탱크(240) 내의 온수 사이에서 열교환을 시켜, 물을 가열하여 건물의 급탕 배관(272)에 공급한다. 급탕용 열교환기(241a)에서 가열되어 급탕 배관(272)에 공급되는 물을, 이하, 가열수라고 칭한다. 또한, 급수원으로부터 취입되어 급탕 배관(272)에 공급되는 물과, 탱크(240) 내의 온수는, 서로 섞이는 일은 없다. 도 15f의 부호 241은, 급수원으로부터 급탕 배관(272)에 도달하는 물의 유로이다.

가열수 산포 장치(275)는, 급탕용 열교환기(241a)로부터 급탕 배관(272)에 공급되는 가열수를, 히트 펌프(210)의 증발기(214)의 외표면에 산포하는 장치이다.

또한, 탱크(240)에 저장되어, 실내 난방용 순환 펌프(251)나 온수 가열용 순환 펌프(225)에 의해 닫힌 루프를 순환하는 온수는, 여기에서는 보통 물을 이용하고 있는데, 액체이면 되고, 반드시 물(H₂O)이 아니어도 된다. 실내 난방용 순환 펌프(251)나 온수 가열용 순환 펌프(225)의 동력을 저감할 수 있으며, 순환 루트가 되는 배관(252, 231) 등의 사이즈를 물(H₂O)보다 작게 할 수 있는 액체라면, 그 액체를 이용하는 것이 바람직하다.

(15-2-2) 온수 순환 난방 시스템의 개략 동작

온수 순환 난방 시스템에서는, 온수 가열용 순환 펌프(225)의 작동에 의해 탱크(240)로부터 히트 펌프(210)의 방열기(212)로 흘러오는 온수를, 히트 펌프(210)의 작동에 의해 방열기(212)로부터 방출되는 열을 사용하여 가열한다. 이로 인해, 히트 펌프(210)로부터 탱크(240)로는, 고온의 온수가 되돌려진다. 한편, 탱크(240) 내의 온수는, 실내 난방용 순환 펌프(251)의 작동에 의해, 거실(261, 262)에 있는 거실 내 라디에이터(261a, 262a)나 화장실(269)에 있는 화장실 내 방열기(269b, 269c, 269e)에 보내어진다. 온수의 열은, 거실(261, 262)의 실내 공기나 화장실 내 방열기(269b, 269c, 269e)의 주위로 이동하여, 거실(261, 262)이 난방되고, 화장실(269)에 있어서도 화장실 탱크(269a) 내의 세정수나 변좌(269d) 등을 따뜻하게 할 수 있다. 그리고, 약 10℃~20℃로 온도가 내려간 온수가, 다시 탱크(240)로 되돌아온다. 이 온도가 내려간 온수는, 히트 펌프(210)의 작동에 의해 다시 고온으로 된다.

이와 같이, 여기에서는, 배관(231)으로 접속되는 탱크(240)와 히트 펌프(210)를 순환하는 제1 루프와, 배관(252)으로 접속되는 탱크(240)와 거실 내 라디에이터(261a, 262a)나 화장실 내 방열기(269b, 269c, 269e)를 순환하는 제2 루프가 형성되고 있고, 각각의 루프를 온수가 순환한다. 이로 인해, 히트 펌프(210)의 작동에 의해 실외로부터 모은 열이나 압축기(211)의 작동에 의해 발생한 열이, 탱크(240)에 저장된 온수를 통해, 최종적으로는 거실(261, 262)의 실내 공기나 화장실(269)의 각 부로 이동하게 된다.

또, 탱크(240) 내에는 급탕용 열교환기(241a)가 배치되어 있으며, 급수원으로부터 취입된 물이, 급탕용 열교환기(241a)를 지날 때에 탱크(240) 내의 온수로부터 열을 빼앗아 가열수가 되고, 건물의 급탕 배관(272)으로 흘러 간다. 이 급탕 배관(272)으로 흐른 가열수는, 샤워기(273)나 욕조(274) 등에서 사용되게 된다. 또한, 급탕 배관(272)으로 흐른 가열수의 일부는, 가열수 산포 장치(275)에 의해, 히트 펌프(210)의 증발기(214)의 외표면에 산포된다. 이 산포는, 히트 펌프(210)의 증발기(214)에 서리가 붙는 소정 조건일 때에, 정기적으로 행해진다.

(15-2-3) 컨트롤 유닛(220)의 상세 구성

종합 컨트롤러(229)는, 도 15f 및 도 15i에 나타내는 바와 같이, 히트 펌프(210)에 부수하는 기기 및 탱크(240)에 부수하는 기기를, 외부로부터 입력되는 신호에 의거하여 제어한다. 종합 컨트롤러(229)는, 삼방 밸브(221, 222)나 온수 가열용 순환 펌프(225)와 함께 케이싱 안에 넣어져, 하나의 컨트롤 유닛(220)을 형성하고 있다(도 15f 참조).

삼방 밸브(221, 222)는, 탱크(240)의 높이 방향의 어느 부분에서 온수를 끌어내어 거실 내 라디에이터(261a, 262a) 등으로 송출할지나, 화장실 내 방열기(269b, 269c, 269e)로부터 되돌아오는 저온의 온수를 탱크(240)의 높이 방향의 어느 부분으로 되돌릴지를 조정하기 위해서 설치되어 있다. 이들 삼방 밸브(221, 222)는, 종합 컨트롤러(229)로부터의 지시에 의해 작동한다.

종합 컨트롤러(229)는, 삼방 밸브(221, 222) 이외에, 부스터 히터(242), 히트 펌프 제어 유닛(219), 실내 난방용 순환 펌프(251), 온수 가열용 순환 펌프(225), 온수 유량 조정 밸브(253~255), 디프로스트용 밸브(277) 등을 제어한다. 또, 종합 컨트롤러(229)는, 난방 온수 송수 온도 센서(252a), 난방 온수 환수 온도 센서(252b), 탱크(240)의 온도 센서(240a~240e), 급수 배관 온도 센서(271a), 급탕 배관 온도 센서(272a) 등으로부터 계측 결과의 신호를 받음과 더불어, 거실(261, 262) 등에 배치된 리모컨/서모스탯(291)으로부터 실내 온도나 실내 설정 온도의 정보 등을 받는다.

(15-2-4) 온수 순환 난방 시스템의 특징

제2 실시형태에 따른 온수 순환 난방 시스템에서는, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용하여, 히트 펌프(210)의 방열기(212)에 의해 물을 가열하고 있기 때문에, 효율이 높다. 또, 히트 펌프(210)의 방열기(212)에 의해 가열되는 물은, 탱크(240)에 저장되고, 실내 난방용 순환 펌프(251)나 온수 가열용 순환 펌프(225)에 의해 닫힌 루프를 순환한다. 바꾸어 말하면, 히트 펌프(210)의 방열기(212)에 의해 가열되는 물은, 급수원으로부터 취입되어 급탕 배관(272)에 공급되는 물과 서로 섞일 일은 없다. 이 때문에, 히트 펌프(210)의 방열기(212)에 의한 물의 가열에 의해 과도한 스케일이 발생하는 일이 없다.

(15-2-5) 제2 실시형태의 제1 변형예

제2 실시형태의 온수 순환 난방 시스템에서는, 탱크(240) 내에 배치된 급탕용 열교환기(241a)에 의해 급수원으로부터 취입된 물을 가열하여 급탕용의 가열수를 만들고 있는데, 도 15j에 나타내는 바와 같이, 수열교환기(112)에 의해 가열수를 만들어도 된다. 도 15j에 나타내는 온수 순환 난방 시스템에서는, 제3 루프를 구성하는 물 순환 유로(110) 및 펌프(115)를 설치하여, 탱크(240)의 상부에서 온수를 취출(取出)하고, 수열교환기(112)를 통과시킨 후에, 방열한 온수가 탱크(240)의 하부로 되돌아오도록 하고 있다. 수열교환기(112)에서는, 탱크(240)로부터 흘러오는 온수의 방열에 의해, 급수원으로부터 취입된 물이 가열되고, 급탕용의 가열수가 되어 급탕 배관(272)으로 흘러 간다. 도 15j의 부호 118은, 급수원으로부터 급탕 배관(272)에 도달하는 물의 유로이다.

(15-2-6) 제2 실시형태의 제2 변형예

제2 실시형태의 온수 순환 난방 시스템에서는, 온수 가열용 순환 펌프(225)에 의해, 탱크(240)의 하부로부터 히트 펌프(210)의 방열기(212)로 온수를 흐르게 하고, 히트 펌프(210)의 방열기(212)로부터 다시 탱크(240)의 상부로 온수를 되돌리고 있는데, 도 15k에 나타내는 바와 같이, 방열기(212)를 없애고, 압축기(211)로부터 토출된 고온 고압의 혼합 냉매를 탱크(240) 안까지 이끄는 냉매 순환 유로(217)를 설치하고, 탱크(240) 안에 배치한 열교환기(216)에 의해 탱크(240) 내의 물을 가열하는 구성을 채용해도 된다. 도 15k에 나타내는 온수 순환 난방 시스템에서는, 탱크(240) 내의 열교환기(216)가, 급탕용 열교환기(241a)의 근방에 배치된다. 냉매 순환 유로(217)를 흘러온 고온의 혼합 냉매는, 열교환기(216)에 있어서 탱크(240) 내의 물에 방열하고, 응축하여 저온 고압의 액상 냉매가 되어, 히트 펌프(210)의 유닛으로 되돌아온다. 히트 펌프(210)의 유닛으로 되돌아온 액냉매는, 팽창 밸브(213)에서 감압되어 증발기(214)에 유입되고, 외기로부터 열을 빼앗아 증발한다. 그 후, 혼합 냉매는, 다시 압축기(211)에 있어서 압축되어, 고온 고압이 된다. 열교환기(216)에 의해 가열된 탱크(240) 내의 물은, 열교환기(216)에 인접하는 급탕용 열교환기(241a)를 흐르는 물을 가열한다. 또, 열교환기(216)로부터 복사에 의해서도, 냉매의 열이 급탕용 열교환기(241a)로 전달된다. 급수원으로부터 취입되어 급탕용 열교환기(241a)를 흐르는 물은, 탱크(240) 내의 물을 통해 열교환기(216)로부터 열을 빼앗아, 또 복사에 의해 열교환기(216)로부터 열을 빼앗아, 가열수가 된다.

도 15k에 나타내는 온수 순환 난방 시스템에서는, 탱크(240) 내의 물과, 급수원으로부터 급탕 배관(272)에 도달하는 물(유로(241)를 흐르는 물)이 분리되어 있고, 혼합 냉매의 응축기로서 기능하는 탱크(240) 내의 열교환기(216)에 의한 물의 급격한 가열이 있었다고 해도, 스케일의 발생량이 적어진다.

(15-3) 제3 실시형태

도 15l은, 제3 실시형태에 따른 온수 제조 장치인 급탕 시스템(310)의 개략 구성도이다. 급탕 시스템(310)은, 호텔, 병원 및 스포츠 시설 등의 대형 시설에서 이용되는 급탕 설비이다. 도 15l에 나타나는 바와 같이, 급탕 시스템(310)은, 주로, 수수조(受水槽)(320)와, 열원 유닛(330)과, 저탕 탱크(340)와, 탕 이용부(350)와, 제어부(360)와, 급수 라인(312)과, 출탕 라인(314)과, 탕 순환로(316)를 구비한다. 급수 라인(312)은, 수수조(320)와 열원 유닛(330)을 접속하는 관이다. 출탕 라인(314)은, 열원 유닛(330)과 저탕 탱크(340)를 접속하는 관이다. 탕 순환로(316)는, 저탕 탱크(340)와 탕 이용부(350)를 접속하는 관이다. 도 15l에 있어서, 급수 라인(312), 출탕 라인(314) 및 탕 순환로(316)를 따른 화살표는, 물 또는 탕이 흐르는 방향을 나타낸다. 다음으로, 수수조(320), 열원 유닛(330), 저탕 탱크(340), 탕 이용부(350) 및 제어부(360)에 대해, 각각 설명한다.

(15-3-1) 수수조

수수조(320)는, 급탕 시스템(310)에 의해 사용되는 물을 저류하기 위한 조이다. 수수조(320)는, 상수도 등에 접속된다. 수수조(320)는, 급수 라인(312)을 통해, 열원 유닛(330)에 물을 공급한다. 수수조(320)의 급수 압력은, 40kPa~500kPa이다.

(15-3-2) 열원 유닛

열원 유닛(330)은, 실외에 설치된다. 열원 유닛(330)은, 수수조(320)로부터 급수 라인(312)을 통해 물의 공급을 받는다. 열원 유닛(330)은, 급수 라인(312)으로부터 취입된 물을 가열한다. 열원 유닛(330)은, 가열된 물인 탕을, 출탕 라인(314)을 통해 저탕 탱크(340)에 보낸다.

도 15m은, 열원 유닛(330)의 개략 구성도이다. 도 15n는, 급탕 시스템(310)의 블록도이다. 도 15m 및 도 15n에 나타나는 바와 같이, 열원 유닛(330)은, 주로, 물 유로(331)와, 급수 펌프(332)와, 제2 열교환기(333)와, 냉매 순환 유로(334)와, 압축기(335)와, 팽창 밸브(336)와, 제1 열교환기(337)와, 출탕 온도 센서(338)를 갖고 있다. 물 유로(331)는, 급수 펌프(332) 및 제2 열교환기(333)에 접속되어 있다. 냉매 순환 유로(334)는, 압축기(335), 팽창 밸브(336) 및 제1 열교환기(337)에 접속되어 있다. 도 15m에 있어서, 물 유로(331) 및 냉매 순환 유로(334)를 따른 화살표는, 물 또는 냉매가 흐르는 방향을 나타낸다. 다음으로, 열원 유닛(330)의 각 구성요소에 대해 설명한다.

(15-3-2-1) 물 유로

물 유로(331)는, 급수 라인(312)으로부터 취입된 물이 흐르는 관이다. 물 유로(331)는, 제1 수배관(331a)과, 제2 수배관(331b)과, 제3 수배관(331c)으로 구성된다. 제1 수배관(331a)은, 급수 라인(312)에 접속되며, 또한, 급수 펌프(332)의 흡입구에 접속된다. 제2 수배관(331b)은, 급수 펌프(332)의 토출구에 접속되며, 또한, 제2 열교환기(333)의 수관(333a)에 접속된다. 제3 수배관(331c)은, 제2 열교환기(333)의 수관(333a)에 접속되며, 또한, 출탕 라인(314)에 접속된다. 제3 수배관(331c)은, 출탕 라인(314)과의 접속부의 근방에 있어서, 제3 수배관(331c)을 흐르는 물의 온도를 측정하기 위한 출탕 온도 센서(338)가 장착되어 있다.

(15-3-2-2) 급탕 펌프

급수 펌프(332)는, 용량 가변 펌프이며, 물 유로(331)를 흐르는 물의 양을 조절할 수 있다. 물 유로(331)를 흐르는 물은, 급수 라인(312)으로부터 공급되고, 급수 펌프(332) 및 제2 열교환기(333)를 통과하여, 출탕 라인(314)에 공급된다.

(15-3-2-3) 제2 열교환기

제2 열교환기(333)는, 물 유로(331)를 흐르는 물이 통과하는 수관(333a)과, 냉매 순환 유로(334)를 흐르는 냉매가 통과하는 냉매관(333b)을 갖는다. 제2 열교환기(333)는, 예를 들면, 수관(333a)의 외주에 냉매관(333b)이 나선 형상으로 감기며, 또한, 수관(333a)의 내부에 홈이 형성되어 있는 구성을 갖는 토네이도식 열교환기이다. 제2 열교환기(333)에서는, 수관(333a)을 흐르는 저온의 물과, 냉매관(333b)을 흐르는 고온 고압의 냉매 사이에서 열교환이 행해진다. 제2 열교환기(333)의 수관(333a)을 흐르는 저온의 물은, 제2 열교환기(333)의 냉매관(333b)을 흐르는 고온의 냉매와 열교환이 행해져 가열된다. 이로 인해, 급수 라인(312)으로부터 공급된 물은, 제2 열교환기(333)에서 가열되어, 탕으로서 출탕 라인(314)에 공급된다.

(15-3-2-4) 냉매 순환 유로

냉매 순환 유로(334)는, 제2 열교환기(333)에 있어서 물과 열교환되는 냉매가 순환하는 관이다. 본 실시형태에서는, 냉매 순환 유로(334)에는, 증기 압축식 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

도 15m에 나타나는 바와 같이, 냉매 순환 유로(334)는, 압축기(335)의 토출구와 제2 열교환기(333)의 냉매관(333b)을 연결하고, 제2 열교환기(333)의 냉매관(333b)과 팽창 밸브(336)를 연결하고, 팽창 밸브(336)와 제1 열교환기(337)를 연결하고, 제1 열교환기(337)와 압축기(335)의 흡입구를 연결한다. 제2 열교환기(333)는, 냉동 사이클에 있어서의 응축기로서의 기능을 갖는다. 제1 열교환기(337)는, 냉동 사이클에 있어서의 증발기로서의 기능을 갖는다.

(15-3-2-5) 압축기

압축기(335)는, 용량 가변 인버터 압축기이다. 압축기(335)는, 냉매 순환 유로(334)를 흐르는 저압의 가스 냉매를 흡입하여 압축한다. 압축기(335)에 있어서 압축된 고온 고압의 가스 냉매는, 압축기(335)로부터 토출되어, 제2 열교환기(333)의 냉매관(333b)에 보내어진다. 제2 열교환기(333)에서는, 제2 열교환기(333)의 냉매관(333b)을 흐르는 고온 고압의 가스 냉매는, 제2 열교환기(333)의 수관(333a)을 흐르는 저온의 물과 열교환한다. 이로 인해, 제2 열교환기(333)에 있어서, 고온 고압의 가스 냉매는, 응축하여 고압의 액냉매가 된다.

(15-3-2-6) 팽창 밸브

팽창 밸브(336)는, 냉매 순환 유로(334)를 흐르는 냉매의 압력 및 유량을 조절하기 위한 전동 밸브이다. 제2 열교환기(333)의 냉매관(333b)에서 열교환된 고압의 액냉매는, 팽창 밸브(336)를 통과함으로써 감압되고, 저압의 기액 2상 상태의 냉매가 된다.

(15-3-2-7) 제1 열교환기

제1 열교환기(337)는, 예를 들면, 플레이트 핀 코일 열교환기이다. 제1 열교환기(337)의 근방에는, 팬(337a)이 설치되어 있다. 팬(337a)은, 제1 열교환기(337)에 대해 외기를 송풍하고, 제1 열교환기(337)에 있어서 냉매와 열교환된 외기를 배출한다. 제1 열교환기(337)에서는, 팽창 밸브(336)에서 감압된 저압의 기액 2상 상태의 냉매가, 팬(337a)에 의해 공급되는 외기와의 열교환에 의해 증발하여, 저압의 가스 냉매가 된다. 제1 열교환기(337)를 통과한 저압의 가스 냉매는, 압축기(335)에 보내어진다.

(15-3-2-8) 출탕 온도 센서

출탕 온도 센서(338)는, 물 유로(331)의 제3 수배관(331c)과 출탕 라인(314)의 접속부의 근방에 있어서, 제3 수배관(331c)에 장착되는 온도 센서이다. 출탕 온도 센서(338)는, 제2 열교환기(333)에 있어서 가열되어, 제3 수배관(331c)을 흐르는 물의 온도를 측정한다. 즉, 출탕 온도 센서(338)는, 열원 유닛(330)에 의해 공급되는 탕의 온도를 측정한다.

(15-3-3) 저탕 탱크

저탕 탱크(340)는, 열원 유닛(330)으로부터 출탕 라인(314)을 통해 공급되는 탕을 저장하기 위한 개방형 저탕 탱크이다. 저탕 탱크(340)는, 예를 들면, 스테인리스제 탱크, 및, FRP제 탱크이다. 저탕 탱크(340)에 저장된 탕은, 탕 순환로(316)를 통해 탕 이용부(350)에 공급된다. 탕 순환로(316)는, 도 15l에 나타나는 바와 같이, 제1 탕배관(316a)과, 제2 탕배관(316b)으로 구성된다. 저탕 탱크(340)는, 내부에 저장된 탕을 제1 탕배관(316a)에 공급하고, 제1 탕배관(316a)을 통해 탕 이용부(350)에 탕을 보낸다. 탕 이용부(350)에서 이용되지 않았던 탕은, 제2 탕배관(316b)을 통해 저탕 탱크(340)에 되돌려진다. 즉, 저탕 탱크(340)에 저장된 탕의 일부는, 제1 탕배관(316a) 및 제2 탕배관(316b)을 흘러, 저탕 탱크(340)에 다시 되돌려진다.

또한, 도 15l에 나타나는 바와 같이, 제1 탕배관(316a)에는, 급탕 펌프(351)가 장착되어 있다. 급탕 펌프(351)는, 저탕 탱크(340)에 저장된 탕을 탕 이용부(350)에 보내기 위한 가압 펌프이다. 급탕 펌프(351)는, 용량 가변이며, 탕 이용부(350)에 보내지는 탕의 양을 조절할 수 있다.

도 15n에 나타나는 바와 같이, 저탕 탱크(340)는, 주로, 보온 히터(341)와, 수압 센서(342)와, 플로트 스위치(343)와, 저탕 온도 센서(344)를 갖고 있다. 다음으로, 저탕 탱크(340)의 각 구성요소에 대해 설명한다.

(15-3-3-1) 보온 히터

보온 히터(341)는, 저탕 탱크(340)에 저장되어 있는 탕의 온도를, 탕 이용부(350)에 있어서 탕으로서 이용 가능한 온도 이상으로 유지하기 위해서, 저탕 탱크(340)의 내부에 장착되는 히터이다. 저탕 탱크(340)는, 보온 히터(341)를 이용하여, 내부에 저장된 탕의 보온 운전을 행한다.

(15-3-3-2) 수압 센서

수압 센서(342)는, 저탕 탱크(340)에 저장되어 있는 탕의 잔량을 측정하기 위한 센서이다. 수압 센서(342)는, 저탕 탱크(340) 내부의 하부에 장착되고, 저탕 탱크(340) 내부의 탕에 의한 수압을 검출함으로써, 저탕 탱크(340)에 저장되어 있는 탕의 잔량 및 수위를 산출한다. 수압 센서(342)는, 예를 들면, 저탕 탱크(340)에 저장되어 있는 탕의 잔량이, 미리 설정되어 있는 목표 잔탕량 미만인지의 여부를 검출할 수 있다.

(15-3-3-3) 플로트 스위치

플로트 스위치(343)는, 저탕 탱크(340)에 저장되어 있는 탕의 수위에 따라 오르내리는 플로트를 이용하여, 저탕 탱크(340)에 저장되어 있는 탕의 잔량을 보조적으로 검출한다.

(15-3-3-4) 저탕 온도 센서

저탕 온도 센서(344)는, 탕 순환로(316)의 제1 탕배관(316a)과, 저탕 탱크(340)의 접속부의 근방에 있어서, 저탕 탱크(340)의 내부에 설치되어 있는 온도 센서이다. 저탕 온도 센서(344)는, 저탕 탱크(340)에 저장되어 있는 탕의 온도를 측정한다.

(15-3-4) 탕 이용부

탕 이용부(350)는, 부엌, 샤워기 및 수영장 등, 저탕 탱크(340)에 저장되어 있는 탕이 이용되는 장소이다. 저탕 탱크(340)에 저장되어 있는 탕은, 급탕 펌프(351)에 의해, 탕 순환로(316)의 제1 탕배관(316a)을 통해, 탕 이용부(350)에 공급된다. 탕 이용부(350)에서는, 제1 탕배관(316a)을 통해 공급된 탕 전부가 이용된다고는 할 수 없다. 탕 이용부(350)에서 이용되지 않았던 탕은, 탕 순환로(316)의 제2 탕배관(316b)을 통해, 저탕 탱크(340)에 되돌려진다.

(15-3-5) 제어부

제어부(360)는, 도 15n에 나타나는 바와 같이, 급탕 시스템(310)의 구성요소에 접속되어 있다. 구체적으로는, 제어부(360)는, 급수 펌프(332), 압축기(335), 팽창 밸브(336), 팬(337a), 출탕 온도 센서(338), 보온 히터(341), 수압 센서(342), 플로트 스위치(343), 저탕 온도 센서(344) 및 급탕 펌프(351)에 접속되어 있다. 제어부(360)는, 예를 들면, 열원 유닛(330) 내부의 전장품 유닛(도시하지 않음)에 설치되어 있다.

제어부(360)는, 급탕 시스템(310)의 구성요소를 제어하기 위한 컴퓨터이다. 예를 들면, 제어부(360)는, 급수 펌프(332)의 회전수, 압축기(335)의 운전 주파수, 팽창 밸브(336)의 개도(開度), 팬(337a)의 회전수, 보온 히터(341)의 소비 전력 및 급탕 펌프(351)의 회전수를 제어하고, 출탕 온도 센서(338), 수압 센서(342), 플로트 스위치(343) 및 저탕 온도 센서(344)의 측정값을 취득한다.

또, 도 15n에 나타나는 바와 같이, 제어부(360)는, 또한, 리모컨(370)과 접속되어 있다. 리모컨(370)은, 급탕 시스템(310)을 제어하기 위한 기기이다.

(15-3-6) 급탕 시스템의 특징

제3 실시형태에 따른 급탕 시스템에서는, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용하여, 열원 유닛(330)의 제2 열교환기(333)에 의해 물을 가열하고 있기 때문에, 효율이 높다.

(16) 제16 그룹의 기술의 실시형태

(16-1) 제1 실시형태

제1 실시형태에서는, 냉동 사이클 장치의 일례인 공기 조화 장치(10)에 대해 설명한다. 냉동 사이클 장치란, 냉동 사이클로 운전되는 모든 장치를 말하고, 공기 조화기, 제습기, 히트 펌프식의 급탕 장치, 냉장고, 냉동용의 냉동 장치, 제조 프로세스용 냉각 장치 등을 포함한다.

이 공기 조화 장치(10)는, 실외기(도시 생략)와 실내기(도시 생략)를 구비한 세퍼레이트 타입의 공기 조화 장치이며, 냉방 운전과 난방 운전을 전환 가능하도록 구성되어 있다.

이 공기 조화 장치(10)는, 도 16a에 나타내는 바와 같이, 증기 압축식 냉동 사이클을 행하는 냉매 회로(20)를 구비하고 있다. 냉매 회로(20)는, 실외기에 탑재된 실외 회로(20a)와, 실내기에 탑재된 실내 회로(20b)를 구비하고 있다. 실외 회로(20a)에는, 압축기(21)와 실외 열교환기(23)와 실외 팽창 밸브(24)와 사방 밸브(22)와 브릿지 회로(31)와 기액 분리기(25)가 접속되어 있다. 실외 열교환기(23)는 열원측 열교환기를 구성하고 있다. 한편, 실내 회로(20b)에는, 실내 열교환기(27)와 실내 팽창 밸브(26)가 접속되어 있다. 실내 열교환기(27)는 이용측 열교환기를 구성하고 있다. 압축기(21)의 토출관(45)은, 사방 밸브(22)의 제1 포트(P1)에 접속되어 있다. 압축기(21)의 흡입관(46)은, 사방 밸브(22)의 제2 포트(P2)에 접속되어 있다.

기액 분리기(25)에는, 유입관(36)과 유출관(37)과 인젝션관(38)이 접속되어 있다. 유입관(36)은, 기액 분리기(25)의 내부 공간의 상부에 개구되어 있다. 유출관(37)은, 기액 분리기(25)의 내부 공간의 하부에 개구되어 있다. 인젝션관(38)은,기액 분리기(25)의 내부 공간의 상부에 개구되어 있다. 기액 분리기(25)에서는, 유입관(36)으로부터 유입된 냉매가 포화액과 포화 가스로 분리되며, 포화액이 유출관(37)으로부터 유출되고, 포화 가스가 인젝션관(38)으로부터 유출된다. 유입관(36) 및 유출관(37)은, 브릿지 회로(31)에 각각 접속되어 있다. 인젝션관(38)은, 압축기(21)의 중간 접속관(47)에 접속되어 있다.

한편, 인젝션관(38)으로부터 유출된 포화 가스 상태의 냉매는, 중간 포트를 통해 압축 기구(32)의 중간압의 압축실에 주입된다. 본 실시형태에서는, 유입관(36)과 유출관(37)과 인젝션관(38)과 기액 분리기(25)가, 냉각 동작 중에 실외 열교환기(23)로부터 유출되어, 냉동 사이클의 중간압에 감압된 냉매 중, 포화액 상태의 냉매를 실내 열교환기(27)에 공급하고, 포화 가스 상태의 냉매를 압축기(21)에 공급하기 위한 인젝션 회로(15)를 구성한다.

브릿지 회로(31)는, 제1 역지 밸브(CV1), 제2 역지 밸브(CV2), 제3 역지 밸브(CV3) 및 제4 역지 밸브(CV4)를 브릿지형상으로 접속한 회로이다. 브릿지 회로(31)에서는, 제1 역지 밸브(CV1)의 유입측 및 제2 역지 밸브(CV2)의 유입측에 위치하는 접속단이, 유출관(37)에 접속되어 있다. 제2 역지 밸브(CV2)의 유출측 및 제3 역지 밸브(CV3)의 유입측에 위치하는 접속단이, 실내 열교환기(27)에 접속되어 있다. 이 접속단과 실내 열교환기(27)를 연결하는 냉매 배관에는, 개도 가변인 실내 팽창 밸브(26)가 설치되어 있다. 제3 역지 밸브(CV3)의 유출측 및 제4 역지 밸브(CV4)의 유출측에 위치하는 접속단이, 유입관(36)에 접속되어 있다. 제1 역지 밸브(CV1)의 유출측 및 제4 역지 밸브(CV4)의 유입측에 위치하는 접속단이, 실외 열교환기(23)에 접속되어 있다.

냉방 운전에서는, 사방 밸브(22)가, 제1 포트(P1)와 제3 포트(P3)가 서로 연통하고, 제2 포트(P2)와 제4 포트(P4)가 서로 연통하는 상태(도 16a에 실선으로 나타내는 상태)로 설정된다. 그리고, 이 상태에서 압축기(21)의 운전이 행해지면, 냉매 회로(20)에서는 실외 열교환기(23)가 응축기로서 동작하고 실내 열교환기(27)가 증발기로서 동작하는 냉각 동작이 행해진다.

난방 운전에서는, 사방 밸브(22)가 제1 포트(P1)와 제4 포트(P4)가 서로 연통하고, 제2 포트(P2)와 제3 포트(P3)가 서로 연통하는 상태(도 16a에 파선으로 나타내는 상태)로 설정된다. 그리고, 이 상태에서 압축기(21)의 운전이 행해지면, 냉매 회로(20)에서는 실외 열교환기(23)가 증발기로서 동작하고 실내 열교환기(27)가 응축기로서 동작하는 가열 동작이 행해진다.

실외 열교환기(23)는, 냉매의 유로가 되는 마이크로 채널(13)이 형성된 마이크로 채널 열교환기(마이크로 열교환기라고도 한다.) 에 의해 구성되어 있다. 마이크로 채널(13)이란, 미세 가공 기술 등을 사용하여 가공한 미세한 유로(유로 면적이 매우 작은 유로)이다. 일반적으로, 표면 장력의 영향이 나타나는 수밀리 직경 이하의 유로의 마이크로 채널(13)을 갖는 열교환기가, 마이크로 채널 열교환기라고 불린다.

구체적으로, 실외 열교환기(23)는, 도 16b에 나타내는 바와 같이, 복수의 편평관(16)과, 한 쌍의 헤더(17, 18)를 구비하고 있다. 한 쌍의 헤더(17, 18)는, 통형상의 밀폐 용기에 의해 구성되어 있다. 각 편평관(16)에는, 도 16c에 나타내는 바와 같이, 복수의 마이크로 채널(13)이 형성되어 있다. 복수의 마이크로 채널(13)은, 편평관(16)의 폭방향으로 소정의 피치로 형성되어 있다. 각 편평관(16)은, 마이크로 채널(13)의 일단이 한쪽의 헤더(17) 내에 개구되고, 마이크로 채널(13)의 타단이 다른 쪽의 헤더(18) 내에 개구되도록, 한 쌍의 헤더(17, 18)에 고정되어 있다. 또, 편평관(16) 사이에는, 파형의 금속판(19)이 설치되어 있다.

실외 열교환기(23)의 근방에는, 실외 팬(28)이 설치되어 있다. 실외 열교환기(23)에서는, 실외 팬(28)에 의해 공급된 실외 공기가, 편평관(16)과 금속판(19)에 의해 형성되는 간극을 흐른다. 실외 공기는, 편평관(16)의 폭방향으로 흐른다.

실외 열교환기(23)에서는, 한쪽의 헤더(17)가 사방 밸브(22)의 제3 포트(P3)에 접속되고, 다른 쪽의 헤더(18)가 브릿지 회로(31)에 접속되어 있다. 실외 열교환기(23)에서는, 한쪽의 헤더(17, 18)에 유입된 냉매가 복수의 마이크로 채널(13)에 분배되고, 각 마이크로 채널(13)을 통과한 냉매가 다른 쪽의 헤더(17, 18)에서 합류한다. 각 마이크로 채널(13)은, 냉매가 흐르는 냉매 유로가 된다. 실외 열교환기(23)에서는, 각 마이크로 채널(13)을 흐르는 냉매가 실외 공기와 열교환을 행한다.

실내 열교환기(27)는, 마이크로 채널 열교환기에 의해 구성되어 있다. 실내 열교환기(27)는 실외 열교환기(23)와 같은 구조이기 때문에, 실내 열교환기(27)의 구조의 설명은 생략한다. 실내 열교환기(27)의 근방에는, 실내 팬(29)이 설치되어 있다. 실내 열교환기(27)에서는, 각 마이크로 채널(13)을 흐르는 냉매가, 실내 팬(29)에 의해 공급된 실내 공기와 열교환을 행한다. 실내 열교환기(27)에서는, 한쪽의 헤더(17)가 사방 밸브(22)의 제4 포트(P4)에 접속되고, 다른 쪽의 헤더(18)가 브릿지 회로(31)에 접속되어 있다.

본 실시형태에서는, 실외 열교환기(23) 및 실내 열교환기(27)가, 마이크로 채널 열교환기에 의해 구성되어 있다. 마이크로 채널 열교환기 내의 용적은, 동등한 성능의 다른 구조 형식의 열교환기(예를 들면, 크로스핀식의 핀·앤드·튜브형 열교환기)에 비해 작아진다. 이 때문에, 다른 구조 형식의 열교환기를 사용한 냉동 사이클 장치에 비해, 냉매 회로(20) 내의 총 용적을 작게 하는 것이 가능하다.

내압성, 내부식성을 감안하여 「0.9mm≤편평관 두께(도 16c에 나타나 있는 편평관(16)의 세로 높이 h16)≤4.0mm」, 열교환 능력을 감안하여 「8.0mm≤편평관 두께(도 16c에 나타나 있는 편평관(16)의 가로폭 W16)≤25.0mm」로 하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 냉매 회로(20)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

(16-2) 제2 실시형태

도 16d에 나타나 있는 바와 같이, 실외 열교환기(125)는, 열교환부(195)와 헤더 집합관(191, 192)을 갖는다. 열교환부(195)는, 복수의 편평 다공관(193) 및 복수의 삽입핀(194)을 갖는다. 편평 다공관(193)은, 편평관의 일례이다. 실외 열교환기(125)는, 냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 포함된다. 냉동 사이클 장치의 냉매 회로는, 압축기와, 증발기와, 응축기와, 팽창 밸브를 구비한다. 난방 운전에서는, 냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 있어서, 실외 열교환기(125)가 증발기로서 기능한다. 냉방 운전에서는, 냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 있어서, 실외 열교환기(125)가 응축기로서 기능한다.

도 16e는, 편평 다공관(193) 및 삽입핀(194)을 연직 방향으로 절단했을 때의 열교환부(195)의 부분 확대도이다. 편평 다공관(193)은 전열관으로서 기능하고, 삽입핀(194)과 실외 공기 사이에서 이동하는 열을, 내부를 흐르는 냉매에 전달한다.

편평 다공관(193)은, 전열면이 되는 측면부와, 냉매가 흐르는 복수의 내부 유로(193a)를 갖고 있다. 편평 다공관(193)은, 서로 이웃하는 편평 다공관(193)과 측면부를 상하로 대향시킨 상태에서, 간격을 두고 복수 단 배열된다. 삽입핀(194)은, 도 16e에 나타내는 형상의 복수의 핀이며, 편평 다공관(193)에 접속하고 있다. 양쪽 헤더 집합관(191, 192) 사이에 배열된 복수 단의 편평 다공관(193)에 대해 삽입핀(194)을 꽂아 넣도록, 삽입핀(194)에는, 수평으로 가늘고 길게 연장되는 복수의 절결(194a)이 형성되어 있다. 이러한 삽입핀(194)의 절결(194a)의 형상은, 도 16e에 나타내는 바와 같이, 편평 다공관(193)의 단면의 외형과 거의 일치하고 있다.

여기서는, 삽입핀(194)의 연통 부분(194b)이 풍하에 배치되는 경우에 대해 설명했다. 여기서 연통 부분(194b)은, 삽입핀(194) 중에서, 절결(194a)이 없고, 직선적으로 연결되어 있는 부분이다. 그러나, 실외 열교환기(125)에 있어서, 삽입핀(194)의 연통 부분(194b)이 풍상에 배치되어도 된다. 연통 부분(194b)이 풍상에 배치되어 있는 경우에는, 삽입핀(194)에서 먼저 제습된 후에, 편평 다공관(193)에 바람이 닿는다.

여기서는, 실외 열교환기(125)에, 도 16d에 나타나 있는 열교환기를 이용하는 경우에 대해 설명했는데, 도 16d에 나타나 있는 열교환기를 실내 열교환기로 이용해도 된다. 삽입핀이 실내 열교환기에 이용되는 경우에 있어서, 삽입핀의 연통 부분을 풍하에 배치할 수 있다. 이와 같이, 실내 열교환기에 있어서, 삽입핀의 연통 부분이 풍하에 배치되어 있는 경우에는, 물이 튀는 것을 방지할 수 있다.

내압성, 내부식성을 감안하여 「0.9mm≤편평관 두께(도 16e에 나타나 있는 편평 다공관(193)의 세로 높이 h193)≤4.0mm」, 열교환 능력을 감안하여 「8.0mm≤편평관 두께(도 16e에 나타나 있는 편평 다공관(193)의 가로폭 W193)≤25.0mm」로 하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 실외 열교환기(125)를 포함하는 냉매 회로에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

(16-3) 제3 실시형태

도 16i에 나타나 있는 복수의 평행하게 배치된 플레이트핀(211)의 관통 구멍(211a)에 내면홈을 갖는 관(201)을 삽입한다. 다음에, 이 확관용 공구(도시되지 않음)를 내면홈을 갖는 관(201) 내에 압입한다. 이에 의해, 내면홈을 갖는 관(201)이 확관(擴管)되어, 내면홈을 갖는 관(201)과 플레이트핀(211) 사이의 클리어런스가 없어져, 내면홈을 갖는 관(201)과 플레이트핀(211)의 밀착성이 높아진다. 다음에, 확관용 공구를 내면홈을 갖는 관(201)으로부터 꺼낸다. 이에 의해, 내면홈을 갖는 관(201)과 플레이트핀(211)이 간극 없이 접합한 열교환기가 제조된다.

내면홈을 갖는 관(201)은, 공기 조화기 및 냉동 공조 기기 등의 냉동 사이클 장치의 플레이트핀 튜브형 열교환기에 사용된다. 플레이트핀 튜브형 열교환기는, 냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 포함된다. 냉동 사이클 장치의 냉매 회로는, 압축기와, 증발기와, 응축기와, 팽창 밸브를 구비한다. 난방 운전에서는, 냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 있어서, 플레이트핀 튜브형 열교환기가 증발기로서 기능한다. 냉방 운전에서는, 냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 있어서, 플레이트핀 튜브형 열교환기가 응축기로서 기능한다.

내면홈을 갖는 관(201)은, 관의 관 외경 D201는, 4mm 이상 10mm 이하의 것이 사용된다. 또, 내면홈을 갖는 관(201)의 소관의 재질로서는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 또한, 내면홈을 갖는 관(201)의 내면 홈 형상의 형성 방법은, 전조 가공법, 압연법 등이 있는데, 특별히 한정되는 것은 아니다.

그리고, 내면홈을 갖는 관(201)은, 도 16f, 도 16g 및 도 16h에 나타내는 바와 같이, 그 내면에 관축 방향으로 경사지는 방향으로 형성된 다수의 홈(202)과, 이 홈(202) 사이에 형성된 관내 핀(203)을 갖는 구성을 구비하고, 홈(202)의 홈 수는 30 이상 100 이하, 홈(202)과 관축이 이루는 홈 리드각 θ201은 10도 이상 50도 이하, 내면홈을 갖는 관(201)의 관축 직교 단면(I-I선으로 절단)에 있어서의 내면홈을 갖는 관(201)의 바닥 두께(T201)는 0.2mm 이상 1.0mm 이하, 상기 관내 핀의 핀 높이(h201)는 0.1mm 이상이며 바닥 두께(T201)의 1.2배 이하, 핀 꼭지각(δ201)은 5도 이상 45도 이하, 핀 근원 반경(r201)은 높이(h201)의 20% 이상 50% 이하이다.

다음에, 내면홈을 갖는 관(201)의 상기 내면 홈 형상에 있어서의 수치 한정에 대해 설명한다.

(16-3-1) 홈 수 : 30 이상 100 이하

홈 수는, 후술하는 내면 홈 형상의 각 제원(諸元)과 조합하여, 전열 성능 및 단중(單重) 등을 고려하여, 적절히 결정되는 것인데, 30 이상 100 이하가 바람직하다. 홈 수가 30 미만이면 홈 성형성이 나빠지기 쉽고, 또, 홈 수가 100을 초과하면 홈을 갖는 공구(홈을 갖는 플러그)의 결손이 생기기 쉽다. 모두, 내면홈을 갖는 관(201)의 양산성이 저하되기 쉬워진다.

또한, 내면홈을 갖는 관(201)을 냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 포함되는 실외 열교환기 및 실내 열교환기에 이용하는 경우, 실외 열교환기의 내면홈을 갖는 관(201)의 홈 수＞실내 열교환기의 내면홈을 갖는 관(201)의 홈 수로 하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 내면홈을 갖는 관(201)의 관내압력 손실을 저감시키고 또한 전열 성능을 향상시킬 수 있다.

(16-3-2) 홈 리드각 θ201 : 10도 이상 50도 이하

홈 리드각 θ201은, 10도 이상 50도 이하가 바람직하다. 홈 리드각 θ201이 10도 미만이면, 내면홈을 갖는 관(201)(열교환기)의 전열 성능이 저하되기 쉽다. 또, 홈 리드각 θ201이 50도를 초과하면, 내면홈을 갖는 관(201)의 양산성의 확보 및 확관에 의한 관내 핀(203)의 변형을 억제하기 어려워진다.

또한, 내면홈을 갖는 관(201)을 냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 포함되는 실외 열교환기 및 실내 열교환기에 이용하는 경우, 실외 열교환기의 내면홈을 갖는 관(201)의 홈 리드각＜실내 열교환기의 내면홈을 갖는 관(201)의 홈 수로 하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 내면홈을 갖는 관(201)의 관내압력 손실을 저감시키고 또한 전열 성능을 향상시킬 수 있다.

(16-3-3) 바닥 두께(T201) : 0.2mm 이상 1.0mm 이하

바닥 두께(T201)는 0.2mm 이상 1.0mm 이하가 바람직하다. 바닥 두께(T201)가 상기 범위 외이면, 내면홈을 갖는 관(201)의 제조가 어려워진다. 또, 바닥 두께(T201)가 0.2mm 미만이면, 내면홈을 갖는 관(201)의 강도가 저하되기 쉽고, 내압력 강도의 유지가 곤란하게 되기 쉽다.

(16-3-4) 핀 높이(h201) : 0.1mm 이상 (바닥 두께(T201)×1.2)mm 이하

핀 높이(h201)는, 0.1mm 이상 (바닥 두께(T201)×1.2)mm 이하가 바람직하다. 핀 높이(h201)가 0.1mm 미만이면, 내면홈을 갖는 관(201)(열교환기)의 전열 성능이 저하되기 쉽다. 또, 핀 높이(h201)가 (바닥 두께(T201)×1.2)mm를 초과하면, 내면홈을 갖는 관(201)의 양산성의 확보 및 확관에 의한 관내 핀(203)의 극도의 변형을 억제하기 어려워진다.

또한, 내면홈을 갖는 관(201)을 냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 포함되는 실외 열교환기 및 실내 열교환기에 이용하는 경우, 실외 열교환기의 내면홈을 갖는 관(201)의 핀 높이(h201)＞실내 열교환기의 내면홈을 갖는 관(201)의 핀 높이(h201)로 하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 내면홈을 갖는 관(201)의 관내압력 손실을 저감시키고 또한, 실외 열교환기의 전열 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

(16-3-5) 꼭지각(δ201) : 5도 이상 45도 이하

꼭지각(δ201)은, 5도 이상 45도 이하가 바람직하다. 꼭지각(δ201)이 5도 미만이면, 내면홈을 갖는 관(201)의 양산성의 확보 및 확관에 의한 관내 핀(203)의 변형을 억제하기 어려워진다. 또, 꼭지각(δ201)이 45도를 초과하면, 내면홈을 갖는 관(201)(열교환기)의 전열 성능의 유지 및 내면홈을 갖는 관(201)의 단중이 과대해지기 쉽다.

(16-3-6) 핀 근원 반경(r201) : 핀 높이(h201)의 20% 이상 50% 이하

핀 근원 반경(r201)은, 핀 높이(h201)의 20% 이상 50% 이하가 바람직하다. 핀 근원 반경(r201)이 핀 높이(h201)의 20% 미만이면, 확관에 의한 핀 경사가 과대해지기 쉽고, 또한, 양산성이 저하되기 쉽다. 또, 핀 근원 반경(r201)이 핀 높이(h201)의 50%를 초과하면, 냉매기액 계면의 유효 전열 면적이 감소하기 쉬워, 내면홈을 갖는 관(201)(열교환기)의 전열 성능이 저하되기 쉽다.

본 실시형태에서는, 내면홈을 갖는 관(201)이 사용되는 플레이트핀 튜브형 열교환기를 포함하는 냉매 회로에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

(16-4) 특징

제1 실시형태의 냉동 사이클 장치인 공기 조화 장치(10), 제2 실시형태의 냉동 사이클 장치 및 제3 실시형태의 냉동 사이클 장치는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 가연성의 냉매와, 냉매를 증발시키는 증발기와, 냉매를 응축시키는 응축기를 구비하고 있다. 이들 냉동 사이클 장치에서는, 냉매가 증발기와 응축기를 순환하여 냉동 사이클을 반복하도록, 이들 냉동 사이클 장치는 구성되어 있다.

제1 실시형태에서는, 실외 열교환기(23)가, 증발기와 응축기 중 한쪽이며, 실내 열교환기(27)가, 증발기와 응축기 중 다른 쪽이며, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 핀인 금속판(19) 및, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 전열관인 편평관(16)을 갖고 있다. 실외 열교환기(23)와 실내 열교환기(27)는, 편평관(16)의 내부를 흐르는 냉매와 금속판(19)을 따라 흐르는 유체인 공기로 하여금 열교환하게 하는 열교환기이다. 편평관(16)은, 도 16c에 나타나 있는 평면부(16a)를 갖고 있다. 실외 열교환기(23) 및 실내 열교환기(27)에서는, 서로 이웃하는 편평관(16)의 평면부(16a)가, 서로 마주 향하도록 배치되어 있다. 복수의 금속판(19)의 각각이, 파형으로 절곡되고, 서로 이웃하는 편평관(16)의 평면부(16a) 사이에 배치되어 있다. 각 금속판(19)은, 평면부(16a)에 열을 전달하도록, 평면부(16a)에 접속되어 있다.

제2 실시형태에서는, 실외 열교환기(125)가, 증발기와 응축기 중 한쪽이며, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 삽입핀(194) 및, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 전열관인 편평 다공관(193)을 갖고 있다. 실외 열교환기(125)는, 편평 다공관(193)의 내부를 흐르는 냉매와 삽입핀(194)을 따라 흐르는 유체인 공기로 하여금 열교환하게 하는 열교환기이다. 편평 다공관(193)은, 도 16e에 나타나 있는 평면부(193b)를 갖고 있다. 실외 열교환기(125)에서는, 서로 이웃하는 편평 다공관(193)의 평면부(193b)가, 서로 마주 향하도록 배치되어 있다. 복수의 삽입핀(194)의 각각이, 복수의 절결(194a)을 갖고 있다. 복수의 편평 다공관(193)이, 복수의 삽입핀(194)의 복수의 절결(194a)에 끼워넣어져 복수의 삽입핀(194)에 열을 전달하도록 접속되어 있다.

제3 실시형태에서는, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 플레이트핀(211) 및, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 전열관인 내면홈을 갖는 관(201)을 갖고 있는 열교환기가, 증발기와 응축기 중 한쪽이 된다. 이 열교환기는, 내면홈을 갖는 관(201)의 내부를 흐르는 냉매와 플레이트핀(211)을 따라 흐르는 유체인 공기로 하여금 열교환하게 하는 열교환기이다. 복수의 플레이트핀(211)의 각각이, 복수의 관통 구멍(211a)을 갖고 있다. 열교환기에 있어서, 복수의 내면홈을 갖는 관(201)이, 복수의 플레이트핀(211)의 복수의 관통 구멍(211a)을 관통하고 있다. 이들 복수의 내면홈을 갖는 관(201)의 외주가, 복수의 관통 구멍(211a)의 내주에 밀착되어 있다.

상기의 냉동 사이클 장치는, 열교환기에, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 핀인 금속판(19), 삽입핀(194) 또는 플레이트핀(211), 및, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 복수의 전열관인 편평관(16), 편평 다공관(193) 또는 내면홈을 갖는 관(201)을 갖고 있다. 냉동 사이클 장치가 이러한 구성을 갖고 있는 점에서, 예를 들면 전열관에 구리 파이프를 사용하는 경우에 비해, 열교환기의 재료비를 삭감할 수 있다.

(17) 제17 그룹의 기술의 실시형태

(17-1) 제1 실시형태

도 17a는, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)의 배치를 나타내는 모식도이다. 도 17b는, 공기 조화 장치(1)의 개략 구성도이다. 도 17a 및 도 17b에 있어서, 공기 조화 장치(1)는, 주택이나 빌딩의 공조에 사용되는 장치이다.

여기서는, 공기 조화 장치(1)는, 2층 건물 구조의 주택(100)에 설치되어 있다. 주택(100)에는, 1층에 방(101, 102)이 형성되고, 2층에 방(103, 104)이 형성되어 있다. 또, 주택(100)에는, 지하실(105)이 설치되어 있다.

공기 조화 장치(1)는, 이른바 덕트식의 공조 시스템이다. 공기 조화 장치(1)는, 이용측 유닛인 실내기(2)와, 열원측 유닛인 실외기(3)와, 냉매 연락관(306, 307)과, 실내기(2)로 공조된 공기를 방(101~104)으로 보내는 제1 덕트(209)를 갖고 있다. 제1 덕트(209)는, 방(101~104)에 분기되고, 각 방(101~104)의 통풍구(101a~104a)에 접속되어 있다. 또한, 설명의 편의상, 실내기(2)와, 실외기(3)와, 냉매 연락관(306, 307)을 일체로 하여, 공조 기기(80)라고 한다. 이용측 유닛인 실내기(2)와 열원측 유닛인 실외기(3)는, 서로 별체이다.

도 17b에 있어서, 실내기(2), 실외기(3), 및 냉매 연락관(306, 307)은, 증기 압축식의 냉동 사이클에 의해 실내의 난방을 행하는 히트 펌프부(360)를 구성하고 있다. 또, 실내기(2)의 일부인 가스 퍼니스 유닛(205)은, 히트 펌프부(360)와는 다른 열원(여기서는, 가스 연소에 의한 열)에 의해 실내의 난방을 행하는 별도 열원부(270)를 구성하고 있다.

이와 같이, 실내기(2)는, 히트 펌프부(360)를 구성하는 것 이외에, 별도 열원부(270)를 구성하는 가스 퍼니스 유닛(205)을 갖고 있다. 또, 실내기(2)는, 케이싱(230) 내로 방(101~104) 내의 공기를 도입하고, 히트 펌프부(360)나 별도 열원부(270)(가스 퍼니스 유닛(205))에서 공조된 공기를 방(101~104) 내로 공급하기 위한 실내 팬(240)도 갖고 있다. 또, 실내기(2)에는, 케이싱(230)의 공기 출구(231)에 있어서의 공기의 온도인 취출 공기 온도(Trd)를 검출하는 취출 공기 온도 센서(233)와, 케이싱(230)의 공기 입구(232)에 있어서의 공기의 온도인 실내 온도(Tr)를 검출하는 실내 온도 센서(234)가 설치되어 있다. 또한, 실내 온도 센서(234)는, 실내기(2)가 아닌, 방(101~104) 내에 설치되어 있어도 된다. 케이싱(230)의 공기 입구(232)에는, 제2 덕트(210)가 접속되어 있다. 이용측 유닛인 실내기(2)는, 케이싱(230) 및 그들 중에 수납되어 있는 기기를 갖고 있다. 실내기(2)는, 실내로부터 도입한 제1 공기인 실내 공기(F1)를, 이용측 열교환기인 실내 열교환기(242)로 유도하도록 구성되어 있다.

(17-1-1) 히트 펌프부(360)

공조 기기(80)의 히트 펌프부(360)에서는, 냉매 회로(320)는, 실내기(2)와, 실외기(3)가 냉매 연락관(306, 307)을 개재하여 접속됨으로써 구성되어 있다. 냉매 연락관(306, 307)은, 공조 기기(80)를 설치할 때에, 현지에서 시공되는 냉매관이다.

실내기(2)는, 주택(100)의 지하실(105)에 설치되어 있다. 또한, 실내기(2)의 설치 장소는 지하실(105)로 한정되는 것은 아니고, 다른 옥내에 배치되어도 된다. 실내기(2)는, 냉동 사이클에 있어서의 냉매의 방열에 의해 공기를 가열하는 냉매 방열기로서의 실내 열교환기(242)와, 실내 팽창 밸브(241)를 갖고 있다.

실내 팽창 밸브(241)는, 냉방 운전 시, 냉매 회로(320)를 순환하는 냉매를 감압하여 실내 열교환기(242)에 흘린다. 여기서, 실내 팽창 밸브(241)는, 실내 열교환기(242)의 액측에 접속된 전동 팽창 밸브이다.

실내 열교환기(242)는, 케이싱(230)에 형성된 공기 입구(232)로부터 공기 출구(231)까지의 통풍로 내의 가장 풍하측에 배치되어 있다.

실외기(3)는, 주택(100)의 옥외에 설치되어 있다. 실외기(3)는, 압축기(321)와, 실외 열교환기(323)와, 실외 팽창 밸브(324)와, 사방 밸브(328)를 갖고 있다. 압축기(321)는, 케이싱 내에 도시되지 않는 압축 요소 및 압축 요소를 회전 구동하는 압축기 모터(322)가 수용된 밀폐형 압축기이다.

압축기 모터(322)는, 도시되지 않는 인버터 장치를 개재하여 전력이 공급되도록 되어 있고, 인버터 장치의 주파수(즉, 회전수)를 변화시킴으로써, 운전 용량을 가변하는 것이 가능하게 되어 있다.

실외 열교환기(323)는, 실외 공기에 의해 냉동 사이클에 있어서의 냉매를 증발시키는 냉매 증발기로서 기능하는 열교환기이다. 실외 열교환기(323)의 근방에는, 실외 열교환기(323)에 실외 공기를 보내기 위한 실외 팬(325)이 설치되어 있다. 실외 팬(325)은, 실외 팬 모터(326)에 의해 회전 구동되도록 되어 있다.

실외 팽창 밸브(324)는, 난방 운전 시, 냉매 회로(320)를 순환하는 냉매를 감압하여 실외 열교환기(323)에 흘린다. 여기서, 실외 팽창 밸브(324)는, 실외 열교환기(323)의 액측에 접속된 전동 팽창 밸브이다. 또, 실외기(3)에는, 실외기(3)가 배치되는 주택(100)의 옥외의 실외 공기의 온도, 즉, 외기 온도(Ta)를 검출하는 실외 온도 센서(327)가 설치되어 있다.

본 실시형태에서는, 냉매 회로(320)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

사방 밸브(328)는, 냉매의 흐름의 방향을 전환하는 밸브이다. 냉방 운전 시, 사방 밸브(328)는 압축기(321)의 토출측과 실외 열교환기(323)의 가스측을 접속함과 더불어 압축기(321)의 흡입측과 가스 냉매 연락관(307)을 접속한다(냉방 운전 상태 : 도 17b의 사방 밸브(328)의 실선을 참조). 그 결과, 실외 열교환기(323)는 냉매의 응축기로서, 실내 열교환기(242)는 냉매의 증발기로서 기능한다.

난방 운전 시, 사방 밸브(328)는, 압축기(321)의 토출측과 가스 냉매 연락관(307)을 접속함과 더불어 압축기(321)의 흡입측과 실외 열교환기(323)의 가스측을 접속한다(난방 운전 상태 : 도 17b의 사방 밸브(328)의 파선을 참조). 그 결과, 실내 열교환기(242)는 냉매의 응축기로서, 실외 열교환기(323)는 냉매의 증발기로서 기능한다.

(17-1-2) 공기 조화 장치(1)의 중요한 구성의 개요

히트 펌프 난방 운전이 행해지고 있을 때, 공기 조화 장치(1)에서는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매가, 압축기(321)와 이용측 열교환기인 실내 열교환기(242)와 열원측 열교환기인 실외 열교환기(323)를 순환하여 냉동 사이클을 반복한다. 실내 열교환기(242)가, 제1 공기인 실내 공기(F1)와 냉매로 하여금 열교환하게 한다. 실내 공기(F1)가, 실내 팬(240)에 의해 실내 열교환기(242)에 공급된다. 실내 열교환기(242)에 있어서 가열된 실내 공기(F3)(제1 공기)는, 제1 덕트(209)를 통해 실내기(2)로부터 각 방(101~104)으로 보내어지고, 난방이 행해진다. 실외 열교환기(323)가, 제2 공기인 실외 공기와 냉매로 하여금 열교환하게 한다. 케이싱(230)은, 제1 덕트(209)에 접속되고 또한 실내 열교환기(242)를 수납하고 있는 이용측 공간(SP2)을 가지고, 실내 열교환기(242)에서 냉매와 열교환된 후의 실내 공기(F3)를 제1 덕트(209)에 송출하도록 구성되어 있다.

별도 열원 난방 운전이 행해지고 있을 때, 퍼니스 열교환기(255)에 보내어진 고온의 연소 가스는, 퍼니스 열교환기(255)에 있어서, 실내 팬(240)에 의해 공급되는 실내 공기(F1)와 열교환을 행해 냉각되어, 저온의 연소 가스가 된다. 이 저온의 연소 가스는, 배기관(257)을 경유하여 가스 퍼니스 유닛(205)으로부터 배출된다. 한편, 퍼니스 열교환기(255)에 있어서 가열된 실내 공기(F2)는, 제1 덕트(209)를 통해 실내기(2)로부터 각 방(101~104)으로 보내어져, 난방이 행해진다.

(17-1-3) 별도 열원부(270)

별도 열원부(270)는, 공조 기기(80)의 실내기(2)의 일부인 가스 퍼니스 유닛(205)에 의해 구성되어 있다.

가스 퍼니스 유닛(205)은, 주택(100)의 지하실(105)에 설치된 케이싱(230) 내에 설치되어 있다. 가스 퍼니스 유닛(205)은, 가스 연소식 난방 장치이며, 연료 가스 밸브(251)와, 퍼니스 팬(252)과, 연소부(254)와, 퍼니스 열교환기(255)와, 급기관(256)과, 배기관(257)을 갖고 있다.

연료 가스 밸브(251)는, 개폐 제어가 가능한 전자 밸브 등으로 이루어지고, 케이싱(230) 외로부터 연소부(254)까지 연장되는 연료 가스 공급관(258)에 설치되어 있다. 연료 가스로서는, 천연 가스나 석유 가스 등이 사용된다.

퍼니스 팬(252)은, 급기관(256)을 통해 연소부(254)로 공기를 도입하고, 그 후, 퍼니스 열교환기(255)에 공기를 보내, 배기관(257)으로부터 배출한다는 공기의 흐름을 생성하는 팬이다. 퍼니스 팬(252)은, 퍼니스 팬 모터(253)에 의해 회전 구동되도록 되어 있다.

연소부(254)는, 가스 버너 등(도시되지 않음)에 의해 연료 가스와 공기의 혼합 가스를 연소시켜 고온의 연소 가스를 얻는 기기이다.

퍼니스 열교환기(255)는, 연소부(254)에서 얻어진 연소 가스의 방열에 의해 공기를 가열하는 열교환기이며, 히트 펌프부(360)와는 다른 열원(여기서는, 가스 연소에 의한 열)의 방열에 의해 공기를 가열하는 별도 열원 방열기로서 기능하는 것이다.

퍼니스 열교환기(255)는, 케이싱(230)에 형성된 공기 입구(232)로부터 공기 출구(231)까지의 통풍로 내에 있어서, 냉매 방열기로서의 실내 열교환기(242)보다 풍상측에 배치되어 있다.

(17-1-4) 실내 팬(240)

실내 팬(240)은, 히트 펌프부(360)를 구성하는 냉매 방열기로서의 실내 열교환기(242)나 별도 열원부(270)를 구성하는 별도 열원 방열기로서의 퍼니스 열교환기(255)에 의해 가열되는 공기를 방(101~104) 내로 공급하기 위한 송풍기이다.

실내 팬(240)은, 케이싱(230)에 형성된 공기 입구(232)로부터 공기 출구(231)까지의 통풍로 내에 있어서, 실내 열교환기(242) 및 퍼니스 열교환기(255)의 양쪽보다 풍상측에 배치되어 있다. 실내 팬(240)은, 날개(243)와, 날개(243)를 회전 구동하는 팬 모터(244)를 갖고 있다.

(17-1-5) 컨트롤러(30)

실내기(2)는, 실내기(2)의 각 부의 동작을 제어하는 실내측 제어 기판(21)을 탑재하고 있다. 실외기(3)는, 실외기(3)의 각 부의 동작을 제어하는 실외측 제어 기판(31)을 탑재하고 있다. 그리고, 실내측 제어 기판(21) 및 실외측 제어 기판(31)은 마이크로 컴퓨터 등을 갖고 있고, 서모스탯(40)과의 사이에서 제어 신호 등의 교환을 행한다. 또, 실내측 제어 기판(21)과 실외측 제어 기판(31) 사이에서는 제어 신호의 교환은 행하지 않는다. 실내측 제어 기판(21) 및 실외측 제어 기판(31)을 포함한 제어 장치를 컨트롤러(30)라고 한다.

(17-1-6) 컨트롤러(30)의 상세 구조

도 17c는, 제1 실시형태에 따른 공기 조화 장치(1)에 있어서의 컨트롤러(30) 및 서모스탯(40)의 전기적 접속 상태를 나타내는 블록도이다. 서모스탯(40)은, 실내기(2)와 같이 옥내 공간에 장착된다. 또한, 서모스탯(40) 및 실내기(2) 각각이 장착되는 장소는, 옥내 공간의 상이한 장소여도 된다. 또, 서모스탯(40)은, 실내기(2) 및 실외기(3) 각각의 제어계와 통신선으로 연결되어 있다.

트랜스(20)는, 상용 전원(90)의 전압을 사용 가능한 저전압으로 변압 후, 전원 라인(81, 82)을 개재하여 실내기(2), 실외기(3) 및 서모스탯(40) 각각에 공급한다.

(17-2) 제2 실시형태

(17-2-1) 전체 구성

제2 실시형태에 따른 공기 조화 장치(701)는, 도 17d에 나타나 있는 바와 같이, 건물(800)의 지붕(801) 상측, 즉 옥상에 설치된다. 공기 조화 장치(701)는, 건물(800)의 내부인 옥내의 공기 조화를 행하는 기기이다. 건물(800)은, 복수의 방(810)을 갖고 있다. 건물(800)의 방(810)이, 공기 조화 장치(701)에 있어서의 공조 대상 공간이 된다. 도 17d에는, 공기 조화 장치(701)가, 1개의 제1 덕트(721) 및 1개의 제2 덕트(722)를 구비하고 있는 예가 나타나 있다. 그러나, 공기 조화 장치(701)는, 이들 제1 덕트(721) 및 제2 덕트(722)를, 각각 복수 구비하도록 구성할 수도 있다. 또한, 도 17d에 나타나 있는 제1 덕트(721)는, 도중에 분기되어 있다. 제1 덕트(721)는, 서플라이 에어를 위해 설치되어 있고, 제2 덕트(722)는, 리턴 에어를 위해 설치되어 있다. 제1 덕트(721)에서 실내의 복수의 방(810)에 공급되는 서플라이 에어가 제1 공기이다. 제2 덕트(722)에서 실내로부터 도입되는 리턴 에어도 제1 공기이다. 도 17d에 있어서, 제1 덕트(721), 제2 덕트(722) 중의 화살표 Ar1, Ar2는, 제1 덕트(721), 제2 덕트(722) 중의 공기가 흐르고 있는 방향을 나타내고 있다. 공기 조화 장치(701)로부터 방(810)으로는 제1 덕트(721)를 통과해 공기가 보내어지고, 공조 대상 공간의 공기인 방(810)의 옥내 공기가 제2 덕트(722)를 통과해 공기 조화 장치(701)에 보내어진다. 제1 덕트(721)와 방(810)의 경계에는, 복수의 취출구(723)가 형성되어 있다. 제1 덕트(721)에서 공급되는 서플라이 에어는, 취출구(723)로부터 방(810)으로 취출된다. 또, 제2 덕트(722)와 방(810)의 경계에는, 적어도 1개의 흡입구(724)가 형성되어 있다. 흡입구(724)로부터 흡입된 옥내 공기는, 제2 덕트(722)에 의해 공기 조화 장치(701)로 복귀되는 리턴 에어가 된다.

(17-2-2) 공기 조화 장치(701)의 외관

도 17e에는, 공기 조화 장치(701)를 비스듬한 상방으로부터 본 공기 조화 장치(701)의 외관이 나타내어지고, 도 17f에는, 공기 조화 장치(701)를 비스듬한 하방으로부터 본 공기 조화 장치(701)의 외관이 나타내어져 있다. 이하에 있어서는, 편의적으로, 도면에 화살표로 나타나 있는 상하 전후 좌우의 방향을 이용하여 설명한다. 공기 조화 장치(701)는, 직방체를 기초로 하는 형상을 갖는 케이싱(730)을 구비하고 있다. 이 케이싱(730)이, 상면(730a), 정면(730b), 우측면(730c), 좌측면(730d), 배면(730e) 및 바닥면(730f)을 덮는 금속판을 포함하고 있다. 케이싱(730)은, 상면(730a)에 제3 개구(733)를 갖고 있다. 이 제3 개구(733)가 열원측 공간(SP1)(도 17g 참조)에 연통하고 있다. 제3 개구(733)를 통해 열원측 공간(SP1)의 공기를 케이싱(730) 외로 취출시키는 열원측 팬(747)이, 제3 개구(733)에 장착되어 있다. 열원측 팬(747)에는, 예를 들면 프로펠러 팬이 이용된다. 또, 케이싱(730)이, 정면(730b), 좌측면(730d) 및 배면(730e)에 슬릿(734)을 갖고 있다. 이들 슬릿(734)도, 열원측 공간(SP1)에 연통하고 있다. 열원측 팬(747)에 의해 열원측 공간(SP1)으로부터 케이싱(730)의 외측을 향해 공기가 취출되면, 열원측 공간(SP1)이 대기압에 대해 부압이 되므로, 슬릿(734)을 통해 케이싱(730)의 외부로부터 열원측 공간(SP1)으로 옥외 공기가 흡입된다. 또한, 제3 개구(733) 및 슬릿(734)은, 이용측 공간(SP2)(도 17g 참조)에는 연통하고 있지 않다. 따라서, 통상 상태에서는, 제1 덕트(721), 제2 덕트(722) 이외에, 이용측 공간(SP2)으로부터 케이싱(730)의 외부에 연통되는 개소는 없다.

케이싱(730)의 바닥면(730f)에는, 제1 개구(731) 및 제2 개구(732)를 갖는 바닥판(735)이 장착되어 있다. 서플라이 에어를 위한 제1 개구(731)에는, 도 17j에 나타나 있는 바와 같이, 제1 덕트(721)가 접속되어 있다. 또, 리턴 에어를 위한 제2 개구(732)에는, 도 17j에 나타나 있는 바와 같이, 제2 덕트(722)가 접속되어 있다. 공조 대상 공간인 방(810)으로부터 제2 덕트(722)를 통과해 케이싱(730)의 이용측 공간(SP2)으로 복귀한 공기는, 이용측 공간(SP2)으로부터 제1 덕트(721)를 통과해 방(810)으로 보내어진다. 제1 개구(731) 및 제2 개구(732)의 주위에는, 바닥판(735)의 강도를 보강하기 위해, 높이 3cm 미만의 리브(731a, 732a)가 형성되어 있다(도 17h 참조). 리브(731a, 732a)는, 제1 개구(731) 및 제2 개구(732)를 예를 들면 프레스 성형에 의해 바닥판(735)에 형성할 때에, 바닥판(735)의 재료인 금속판을 프레스 성형에 의해 세워 바닥판(735)과 일체로 형성된다.

(17-2-3) 공기 조화 장치(701)의 내부 구성

(17-2-3-1) 케이싱(730) 중의 열원측 공간(SP1)과 이용측 공간(SP2)

도 17g에는, 케이싱(730)의 정면(730b)을 덮고 있던 금속판 및 좌측면(730d)을 덮고 있던 금속판이 떼내어진 상태가 나타나 있다. 도 17h에는, 케이싱(730)의 우측면(730c)을 덮고 있던 금속판 및 배면(730e)을 덮고 있던 일부의 금속판이 떼내어진 상태가 나타나 있다. 도 17h에 있어서, 배면(730e)을 덮고 있던 금속판 중이 떼내어진 금속판은, 이용측 공간(SP2)을 덮고 있던 금속판이다. 따라서, 도 17h에 나타나 있는, 배면(730e)을 덮고 있는 금속판은, 열원측 공간(SP1)만을 덮고 있다. 그리고, 도 17i에는, 케이싱(730)의 우측면(730c)을 덮고 있던 금속판, 좌측면(730d)을 덮고 있던 금속판, 배면(730e)을 덮고 있던 금속판 및 상면(730a)의 일부을 덮고 있던 금속판이 떼내어지고 또한 열원측 열교환기(743) 및 열원측 팬(747)이 떼내어진 상태가 나타나 있다.

열원측 공간(SP1)과 이용측 공간(SP2)이, 칸막이판(739)에 의해 나뉘어져 있다. 열원측 공간(SP1)에 옥외 공기가 흐르고, 이용측 공간(SP2)에 옥내 공기가 흐르는데, 칸막이판(739)은, 열원측 공간(SP1)과 이용측 공간(SP2)을 나눔으로써, 열원측 공간(SP1)과 이용측 공간(SP2) 사이의 공기의 유통을 차단한다. 따라서, 통상 상태에서는, 케이싱(730) 중에서 옥내 공기와 옥외 공기가 섞이는 일은 없고, 공기 조화 장치(701)를 개재하여 옥외와 옥내가 연통되는 일은 없다.

(17-2-3-2) 열원측 공간(SP1) 중의 구성

열원측 공간(SP1)에는, 열원측 팬(747) 이외에도, 압축기(741), 사방 밸브(742), 열원측 열교환기(743) 및 어큐뮬레이터(746)가 수납되어 있다. 열원측 열교환기(743)는, 냉매가 안을 흐르는 복수의 전열관(도시되지 않음)과, 서로의 간극을 공기가 흐르는 복수의 전열핀(도시되지 않음)을 포함하고 있다. 복수의 전열관이 상하 방향(이하, 행방향이라고도 한다)으로 늘어서 있고, 각 전열관이 상하 방향과 실질적으로 직교하는 방향(실질적으로 수평 방향)으로 늘어서 있다. 또, 복수의 전열관은, 케이싱(730)에 가까운 쪽으로부터 순서대로 복수 열 설치되어 있다. 열원측 열교환기(743)의 단부에서는, 어느 열로부터 다른 열로 및/또는 어느 행으로부터 다른 행으로 냉매의 흐름이 꺾여지도록, 예를 들면 U자형으로 굽혀지거나 혹은 U자관으로 전열관끼리가 접속되어 있다. 상하 방향으로 길게 연장된 복수의 전열핀은, 서로 소정의 간격을 유지하여, 전열관이 연장되는 방향을 따라 늘어서 있다. 각 전열핀을 복수의 전열관이 관통하도록, 복수의 전열핀과 복수의 전열관이 조합되어 있다. 그리고, 복수의 전열핀도 복수 열로 배치되어 있다.

열원측 열교환기(743)가, 상면에서 봤을 때, C자형의 형상을 갖고 있고, 케이싱(730)의 정면(730b)과 좌측면(730d)과 배면(730e)에 대향하도록 배치되어 있다. 열원측 열교환기(743)가 둘러싸여 있지 않은 부분은, 칸막이판(739)에 대향하는 부분이다. 그리고, C자형 형상의 2개의 끝에 해당하는 측단부가 칸막이판(739)의 근방에 배치되고, 열원측 열교환기(743)의 2개의 측단부와 칸막이판(739) 사이가, 공기의 통과를 차단하는 금속판(도시되지 않음)에 의해 막혀 있다. 또, 열원측 열교환기(743)는, 실질적으로, 케이싱(730)의 바닥면(730f)으로부터 상면(730a)에 달하는 높이를 갖는다. 이러한 구성에 의해, 슬릿(734)으로부터 들어가, 열원측 열교환기(743)를 통과해 제3 개구(733)로부터 나오는 공기의 유로가 형성된다. 슬릿(734)을 통과해 열원측 공간(SP1)으로 흡입된 옥외 공기가, 열원측 열교환기(743)를 통과할 때에, 열원측 열교환기(743) 중을 흐르는 냉매와 열교환한다. 열원측 열교환기(743)에서 열교환을 한 후의 공기는, 열원측 팬(747)에 의해, 제3 개구(733)로부터 케이싱(730) 외로 배기된다.

(17-2-3-3) 이용측 공간(SP2) 중의 구성

이용측 공간(SP2)에는, 팽창 밸브(744), 이용측 열교환기(745) 및 이용측 팬(748)이 배치되어 있다. 이용측 팬(748)에는, 예를 들면 원심 팬이 이용된다. 원심 팬으로서는, 예를 들면 시로코 팬이 있다. 또한, 팽창 밸브(744)는, 열원측 공간(SP1)에 배치되어도 된다. 도 17h에 나타나 있는 바와 같이, 이용측 팬(748)은, 지지대(751)에 의해, 제1 개구(731)의 상방에 배치되어 있다. 이용측 팬(748)의 취출구(748b)는, 도 17n에 나타나 있는 바와 같이, 상면에서 봤을 때, 제1 개구(731)와는 겹치지 않는 위치에 배치되어 있다. 지지대(751)와 케이싱(730)에 의해 이용측 팬(748)의 취출구(748b)와 제1 개구(731) 이외의 부분이 둘러싸여 있으므로, 이용측 팬(748)의 취출구(748b)로부터 취출되는 공기는, 실질적으로 모두 제1 개구(731)로부터 제1 덕트(721)를 통과해 옥내로 공급된다.

이용측 열교환기(745)는, 냉매가 안을 흐르는 복수의 전열관(745a)(도 17m 참조)과, 서로의 간극을 공기가 흐르는 복수의 전열핀(도시되지 않음)을 포함하고 있다. 복수의 전열관(745a)이 상하 방향(행방향)으로 늘어서 있고, 각 전열관(745a)이 상하 방향과 실질적으로 직교하는 방향(제2 실시형태에서는, 좌우 방향)으로 연장되어 있다. 여기서는, 냉매가, 복수의 전열관(745a) 중을 좌우 방향으로 흐른다. 또, 복수의 전열관(745a)은, 전후 방향으로 복수 열 설치되어 있다. 이용측 열교환기(745)의 단부에서는, 어느 열로부터 다른 열로 및/또는 어느 행으로부터 다른 행으로 냉매의 흐름이 꺾여지도록, 예를 들면 U자형으로 굽혀지거나 혹은 U자관으로 전열관(745a)끼리가 접속되어 있다. 상하 방향으로 길게 연장된 복수의 전열핀은, 서로 소정의 간격을 유지하여, 전열관(745a)이 연장되는 방향을 따라 늘어서 있다. 그리고, 각 전열핀을 복수의 전열관(745a)이 관통하도록, 복수의 전열핀과 복수의 전열관(745a)이 조합되어 있다. 예를 들면, 이용측 열교환기(745)를 구성하는 전열관(745a)에 구리관을 사용하고, 전열핀에, 알루미늄을 사용할 수 있다.

이용측 열교환기(745)는, 전후로 짧고, 상하 좌우로 긴 형상을 갖는다. 드레인 팬(752)은, 좌우로 길게 연장되는 직방체의 상면을 제거한 형상을 갖고 있다. 드레인 팬(752)은, 상면에서 봤을 때, 이용측 열교환기(745)의 전후의 길이보다 긴 전후 방향의 치수를 갖는다. 이용측 열교환기(745)는, 이러한 드레인 팬(752) 중에 끼워넣어져 있다. 그리고, 이 드레인 팬(752)이, 이용측 열교환기(745)에서 발생하며 하방을 향해 방울져 떨어지는 결로수를 받아낸다. 드레인 팬(752)은, 케이싱(730)의 우측면(730c)으로부터 칸막이판(739)까지 연장되어 있다. 드레인 팬(752)의 배수구(752a)가 케이싱(730)의 우측면(730c)을 관통하고 있으며, 드레인 팬(752)에서 받은 결로수는, 배수구(752a)를 통과해 케이싱(730) 외로 배수된다.

또, 이용측 열교환기(745)는, 케이싱(730)의 우측면(730c)의 근방으로부터 칸막이판(739)의 근방까지 연장되어 있다. 케이싱(730)의 우측면(730c)과 이용측 열교환기(745)의 우측부(745c) 사이 및, 칸막이판(739)과 이용측 열교환기(745)의 좌측부(745d) 사이가 금속판으로 막혀 있다. 드레인 팬(752)은, 바닥판(735)으로부터 상방으로 멀어져 바닥판(735)을 기준으로 높이 h1의 위치에 지지 틀(736)에 의해 지지되어 있다. 이용측 열교환기(745)의 지지는, 이용측 열교환기(745)의 상하 좌우의 주위에 맞춘 봉형상의 틀부재를 포함하고, 케이싱(730) 및 칸막이판(739)에 직접 또는 간접적으로 고정되어 있는 보조 틀(753)에 의해 보조되어 있다. 이용측 열교환기(745)와 케이싱(730)의 상면(730a) 사이는, 이용측 열교환기(745) 자신 또는 보조 틀(753)에 의해 막혀 있다. 또, 이용측 열교환기(745)와 바닥판(735) 사이의 개구부는, 지지대(751)와 드레인 팬(752)에 의해 막혀 있다.

이와 같이, 이용측 열교환기(745)에 의해, 이용측 공간(SP2)이, 이용측 열교환기(745)보다 상류측의 공간과, 이용측 열교환기(745)보다 하류측의 공간으로 분할되어 있다. 그리고, 이용측 열교환기(745)의 상류측으로부터 하류측으로 흐르는 공기는, 모두, 이용측 열교환기(745)를 통과한다. 이용측 팬(748)은, 이용측 열교환기(745)의 하류측의 공간에 배치되어 있고, 이용측 열교환기(745)를 통과하는 기류를 발생시킨다. 이미 설명한 지지대(751)는, 이용측 열교환기(745)의 하류측의 공간을 또한, 이용측 팬(748)의 흡입측의 공간과 취출측의 공간으로 나누고 있다.

(17-2-3-4) 냉매 회로

도 17k에는, 공기 조화 장치(701) 중에 구성되어 있는 냉매 회로(711)가 나타나 있다. 냉매 회로(711)는, 이용측 열교환기(745)와 열원측 열교환기(743)를 포함하고 있다. 이 냉매 회로(711)에 있어서, 이용측 열교환기(745)와 열원측 열교환기(743) 사이를 냉매가 순환한다. 이 냉매 회로(711)에서는, 냉방 운전 또는 난방 운전에 있어서 증기 압축식의 냉동 사이클이 실시되어 있을 때에, 이용측 열교환기(745)와 열원측 열교환기(743)로 열교환이 행해진다. 도 17k에 있어서, 화살표 Ar3은, 이용측 열교환기(745)의 하류측의 기류이며 이용측 팬(748)으로부터 취출되는 서플라이 에어를 나타내고 있고, 화살표 Ar4는, 이용측 열교환기(745)의 상류측의 기류인 리턴 에어를 나타내고 있다. 또, 화살표 Ar5는, 열원측 열교환기(743)의 하류측의 기류이며 열원측 팬(747)에 의해 제3 개구(733)로부터 취출되는 기류를 나타내고 있고, 화살표 Ar6은, 열원측 열교환기(743)의 상류측의 기류이며 열원측 팬(747)에 의해 슬릿(734)으로부터 흡입되는 기류를 나타내고 있다.

냉매 회로(711)는, 압축기(741)와 사방 밸브(742)와 열원측 열교환기(743)와 팽창 밸브(744)와 이용측 열교환기(745)와 어큐뮬레이터(746)를 포함하고 있다. 사방 밸브(742)는, 냉방 운전 시에는 실선으로 나타난 접속 상태로 전환되고, 난방 운전 시에는 파선으로 나타난 접속 상태로 전환된다.

냉방 운전 시에는, 압축기(741)에서 압축된 가스 냉매가, 사방 밸브(742)를 통과해 열원측 열교환기(743)에 보내어진다. 이 냉매는, 열원측 열교환기(743)에서 옥외 공기로 방열되고, 냉매 배관(712)을 통해 팽창 밸브(744)에 보내어진다. 팽창 밸브(744)에서는, 냉매가 팽창하여 감압되고, 냉매 배관(712)을 통과해 이용측 열교환기(745)에 보내어진다. 팽창 밸브(744)로부터 보내져 온 저온 저압의 냉매는, 이용측 열교환기(745)에서 열교환을 행해 옥내 공기로부터 열을 빼앗는다. 이용측 열교환기(745)에서 열을 빼앗겨 차가워진 공기가, 제1 덕트(721)를 통과해 방(810)에 공급된다. 이용측 열교환기(745)에서 열교환을 끝낸 가스 냉매 또는 기액 2상의 냉매는, 냉매 배관(713), 사방 밸브(742) 및 어큐뮬레이터(746)를 통해 압축기(741)에 흡입된다.

난방 운전 시에는, 압축기(741)에서 압축된 가스 냉매가, 사방 밸브(742), 냉매 배관(713)을 통과해 이용측 열교환기(745)에 보내어진다. 이 냉매는, 이용측 열교환기(745)로 옥내 공기와 열교환을 행해 옥내 공기에 열을 부여한다. 이용측 열교환기(745)에서 열이 부여되어 따뜻해진 공기가, 제1 덕트(721)를 통과해 방(810)에 공급된다. 이용측 열교환기(745)에서 열교환이 행해진 냉매는, 냉매 배관(712)을 통과해 팽창 밸브(744)에 보내어진다. 팽창 밸브(744)에서 팽창하여 감압된 저온 저압의 냉매는, 냉매 배관(712)을 통과해 열원측 열교환기(743)에 보내어지고, 열원측 열교환기(743)에서 열교환을 행해 옥외 공기로부터 열을 얻는다. 열원측 열교환기(743)에서 열교환을 끝낸 가스 냉매 또는 기액 2상의 냉매는, 사방 밸브(742) 및 어큐뮬레이터(746)를 통과해 압축기(741)에 흡입된다.

(17-2-3-5) 제어 계통

도 17l에는, 공기 조화 장치(701)를 제어하는 메인 컨트롤러(760)와 그 메인 컨트롤러(760)에 의해 제어되는 주된 기기 등이 나타나 있다. 메인 컨트롤러(760)는, 압축기(741), 사방 밸브(742), 열원측 팬(747) 및 이용측 팬(748)을 제어한다. 메인 컨트롤러(760)는, 리모트 컨트롤러(762)로 통신할 수 있도록 구성되어 있다. 사용자는, 방(810)의 실내 온도의 설정치 등을 리모트 컨트롤러(762)로부터 메인 컨트롤러(760)에 송신할 수 있다.

공기 조화 장치(701)의 제어를 위해, 냉매 회로(711)의 각 부의 냉매 온도를 측정하기 위한 복수의 온도 센서 및/또는 각 부의 압력을 측정하는 압력 센서 및 각 개소의 공기 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 설치되어 있다.

메인 컨트롤러(760)는, 적어도, 압축기(741)의 온·오프의 제어, 열원측 팬(747)의 온·오프의 제어, 이용측 팬(748)의 온·오프의 제어를 행한다. 또한, 압축기(741), 열원측 팬(747) 및 이용측 팬(748) 중 어느 하나 또는 전체가 회전수를 변경할 수 있는 타입의 모터를 갖고 있는 경우에는, 압축기(741), 열원측 팬(747) 및 이용측 팬(748) 중 회전수 가변인 모터의 회전수를, 메인 컨트롤러(760)가 제어할 수 있도록 구성해도 된다. 그 경우, 메인 컨트롤러(760)는, 압축기(741)의 모터의 회전수를 변경함으로써, 냉매 회로(711)를 흐르는 냉매의 순환량을 변경할 수 있다. 열원측 팬(747)의 모터의 회전수를 변경함으로써, 메인 컨트롤러(760)는, 열원측 열교환기(743)의 전열핀 사이를 흐르는 옥외 공기의 유량을 변경할 수 있다. 또, 이용측 팬(748)의 모터의 회전수를 변경함으로써, 메인 컨트롤러(760)는, 이용측 열교환기(745)의 전열핀 사이를 흐르는 옥내 공기의 유량을 변경할 수 있다.

메인 컨트롤러(760)에는, 냉매 누설 센서(761)가 접속되어 있다. 냉매 누설 센서(761)는, 공기 중에 누출된 냉매 가스가 검지 하한 농도 이상이 되었을 때에, 냉매 가스의 누설의 검지를 나타내는 신호를 메인 컨트롤러(760)에 송신한다.

메인 컨트롤러(760)는, 예를 들면 컴퓨터에 의해 실현되는 것이다. 메인 컨트롤러(760)를 구성하는 컴퓨터는, 제어 연산 장치와 기억 장치를 구비한다. 제어 연산 장치에는, CPU 또는 GPU와 같은 프로세서를 사용할 수 있다. 제어 연산 장치는, 기억 장치에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내고, 이 프로그램에 따라 소정의 화상 처리나 연산 처리를 행한다. 또한, 제어 연산 장치는, 프로그램에 따라, 연산 결과를 기억 장치에 기입하거나 기억 장치에 기억되어 있는 정보를 읽어내거나 할 수 있다. 그러나, 메인 컨트롤러(760)는, CPU와 메모리를 이용하여 행하는 것과 동일한 제어를 행할 수 있는 집적 회로(IC)를 이용하여 구성되어도 된다. 여기서 말하는 IC에는, LSI(large-scale integrated circuit), ASIC(application-specific integrated circuit), 게이트 어레이, FPGA(field programmable gate array) 등이 포함된다.

본 실시형태에서는, 냉매 회로(711)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

(17-3) 제3 실시형태

도 17o에는, 제3 실시형태에 따른 공기 조화 장치(601)의 구성이 나타나 있다. 이 공기 조화 장치(601)는 실내의 환기와 조습을 행하도록 구성된 것이다. 공기 조화 장치(601)의 케이싱(621) 중의 중앙부에는, 현열 교환기(622)가 설치되어 있다. 현열 교환기(622)란, 유통 공기 간에 습분의 교환은 행하지 않고, 현열의 열교환만을 행하는 기능을 갖는 것이다.

공기 조화 장치(601)는, 압축기(633)와, 열원측 열교환기인 실외 열교환기(634)와, 이용측 열교환기인 급기 열교환기(625)와, 공급 공기(SA)를 실내의 복수의 방에 공급하는 급기 덕트(651)와, 실내 공기(RA)를 실내로부터 도입하는 환기덕트(652)와, 실외 공기(OA)를 실외로부터 도입하는 흡입 덕트(653)와, 케이싱(621)을 구비하고 있다. 급기 열교환기(625)에서 냉매와 열교환되기 전의 제1 공기가 실외 공기(OA)이며, 급기 열교환기(625)에서 냉매와 열교환된 후의 제1 공기가 공급 공기(SA)이다. 실외 열교환기(634)가 열교환하는 실외 공기가 제2 공기이다. 제2 공기인 실외 공기와 제1 공기인 실외 공기(OA)는, 서로 상이한 것이다.

적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매는, 압축기(633)와 급기 열교환기(625)와 실외 열교환기(634)를 순환하여 냉동 사이클을 반복한다. 보다 상세하게는, 냉매는, 압축기(633)에서 압축되고, 실외 열교환기(634)에서 응축되고, 캐필러리 튜브(636)에서 감압되고, 급기 열교환기(625)에서 증발된다. 캐필러리 튜브(636) 대신에, 팽창 밸브를 이용할 수도 있다.

케이싱(621) 중의 급기 통로(641)과 외기 통로(643)를 포함하는 공간은, 급기 덕트(651)에 접속되고 또한 급기 열교환기(625)를 수납하고 있는 이용측 공간이다. 케이싱(621)은, 급기 열교환기(625)에서 냉매와 열교환된 후의 공급 공기(SA)(제1 공기)를 급기 덕트(651)에 송출할 수 있도록 구성되어 있다. 급기 덕트(651)가 제1 덕트이며, 흡입 덕트(653)가 제3 덕트이다.

여기서 보는 방법을 바꾸면, 공기 조화 장치(601)가 이용측 유닛(602)과 열원측 유닛(603)으로 구성되어 있는 것으로 간주할 수 있다. 이용측 유닛(602)과 열원측 유닛(603)은, 서로 별체의 유닛이다. 이용측 유닛(602)은, 케이싱(621)과, 현열 교환기(622)와, 급기 열교환기(625)와, 배기 팬(627)과, 급기 팬(628)과, 가습기(629)를 갖고 있다. 열원측 유닛(603)은, 압축기(633)와, 실외 열교환기(634)와, 캐필러리 튜브(636)를 구비하고 있다. 이용측 유닛(602)은, 케이싱(621)을 제3 덕트인 흡입 덕트(653)에 접속하고, 실외로부터 도입한 제1 공기인 실외 공기(OA)를 이용측 열교환기인 급기 열교환기(625)로 유도하도록 구성되어 있다.

이 현열 교환기(622)보다 실내측에 급기 통로(641)와 흡입 통로(644)가 형성되어 있다. 현열 교환기(622)보다 실외측에 배기 통로(642)와 외기 통로(643)가 형성되어 있다. 급기 통로(641)에 급기 팬(628)과 가습기(629)가 설치되어 있다. 배기 통로(642)에 배기 팬(627)이 설치되어 있다. 외기 통로(643)에는, 급기 열교환기(625)가 설치되어 있다. 이 급기 열교환기(625)는, 열원측 유닛(603)에 접속되어 있다. 열원측 유닛(603)에는, 상기 급기 열교환기(625)와 함께 냉매 회로(610)를 구성하는 압축기(633), 실외 열교환기(634) 및 캐필러리 튜브(636)가 설치되어 있다. 압축기(633), 실외 열교환기(634) 및 캐필러리 튜브(636)가 냉매 배관(645)과 접속되어 있다. 실외 열교환기(634)에는 실외 팬(도시되지 않음)이 나란치 설치되어 있다. 공기 조화 장치(601)에서는, 배기 팬(627)을 구동함으로써 실내 공기(RA)가 흡입 통로(644)에 흡입되고, 급기 팬(628)을 구동함으로써 실외 공기(OA)가 외기 통로(643)에 흡입된다. 이 때 외기 통로(643)에 흡입된 실외 공기(OA)는 증발기로서 기능하는 상기 급기 열교환기(625)에서 냉각 제습되고, 현열 교환기(622)에 도달한다. 이 현열 교환기(622)에 있어서, 흡입 통로(644)에 흡입된 상기 실내 공기(RA)와 현열의 교환을 행한다. 이 현열 교환에 의해, 상기 실외 공기(OA)는 제습된 채 온도만이 실내 공기(RA)와 대략 동일해져, 공급 공기(SA)로서 실내에 공급된다. 한편, 현열 교환기(622)에서 냉각된 실내 공기(RA)는, 배기(EA)로서 실외로 배출된다.

제3 실시형태의 공기 조화 장치(601)는, 실외 공기(OA)를 급기 열교환기(625)에서 냉각한다. 급기 열교환기(625)에서 냉각된 공기가 현열 교환기(622)에 도달한다. 공기 조화 장치(601)는, 급기 열교환기(625)에서 냉각된 공기와 실내 공기(RA)로 하여금, 현열 교환기(622)에서 현열 교환을 행하게 한다. 공기 조화 장치(601)는, 실내 공기(RA)와 현열 교환을 행한 공기를, 그 후, 공급 공기(SA)로서 실내에 공급한다.

그러나, 실외 공기를 도입하는 구성은, 이 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 공기 조화 장치는, 먼저, 실외 공기(OA)와 실내 공기(RA)로 하여금, 현열 교환기에서 현열 교환을 행하게 한다. 그 후, 공기 조화 장치는, 실내 공기(RA)와 현열 교환을 행한 공기를, 이용측 열교환기에서 냉각한다. 공기 조화 장치는, 이용측 열교환기에서 냉각된 공기를, 공급 공기(SA)로서 실내에 공급한다.

공기 조화 장치는, 실외 공기의 온도가 낮은 계절에 대응할 수 있도록, 실외 공기(OA)를 가열하여 실내에 공급하도록 구성되어도 된다. 이러한 공기 조화 장치는, 예를 들면, 실외 공기(OA)와 실내 공기(RA)로 하여금, 현열 교환기에서 현열 교환을 행하게 한다. 공기 조화 장치는, 그 후, 실내 공기(RA)와 현열 교환을 행한 공기를, 이용측 열교환기에서 가열한다. 공기 조화 장치는, 이용측 열교환기에서 가열한 공기를, 공급 공기(SA)로서 실내에 공급한다.

상술한 공기 조화 장치는, 상술과 같은 구성을 구비함으로써, 먼저 현열 교환기로 온도가 조절된 실외 공기(OA)를, 나중에 이용측 열교환기로 냉각 혹은 가열할 수 있으므로, 냉동 사이클의 효율을 높일 수 있다.

본 실시형태에서는, 냉매 회로(610)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

(17-4) 특징

상술한 제1 실시형태, 제2 실시형태 및 제3 실시형태의 공기 조화 장치(1, 601, 701)는, 압축기(321, 633, 741)와, 실내 열교환기(242), 급기 열교환기(625) 또는 이용측 열교환기(745)와, 실외 열교환기(323, 634) 또는 열원측 열교환기(743)와, 냉매 A~D 중 어느 하나와, 제1 덕트(209, 721) 또는 급기 덕트(651)와, 케이싱(230, 621, 730)을 구비하고 있다.

실내 열교환기(242), 급기 열교환기(625) 또는 이용측 열교환기(745)는, 제1 공기를 열교환하는 이용측 열교환기이다. 실외 열교환기(323, 634) 또는 열원측 열교환기(743)는, 제2 공기를 열교환하는 열원측 열교환기이다. 제1 덕트(209, 721) 또는 급기 덕트(651)는, 제1 공기를 실내의 복수의 방(101~104, 810)에 공급하는 제1 덕트이다. 냉매 A~D는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고, 압축기와 이용측 열교환기와 열원측 열교환기를 순환하여 냉동 사이클을 반복한다. 케이싱(230, 621, 730)은, 제1 덕트(209, 721) 또는 급기 덕트(651)에 접속되고 또한 실내 열교환기(242), 급기 열교환기(625) 또는 이용측 열교환기(745)를 수납하고 있는 이용측 공간(SP2)을 가지고, 실내 열교환기(242), 급기 열교환기(625) 또는 이용측 열교환기(745)로 냉매와 열교환된 후의 제1 공기를 제1 덕트(209, 721) 또는 급기 덕트(651)에 송출하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 공기 조화 장치(1, 601, 701)는, 제1 공기를 제1 덕트(209, 721) 또는 급기 덕트(651)로 복수의 방에 열교환 후의 제1 공기를 공급하는 점에서, 냉매 회로(320, 711, 610)의 구성이 간소화되므로, 공기 조화 장치(1, 601, 701)에 충전되는 냉매량을 삭감하는 것이 가능해진다.

(18) 제18 그룹의 기술의 실시형태

(18-1) 제1 실시형태

도 18a에 나타내는 냉동 사이클은, 비공비의 혼합 냉매를 이용한 증기 압축식의 냉동 사이클이다. 도 18a에 있어서, 1은 압축기, 2는 이용측 열교환기, 3은 열원측 열교환기, 4는 팽창 기구로서 작용하는 제1 캐필러리 튜브이다. 이들 기기는, 사로 전환 밸브(5)를 개재하여, 가역 사이클을 구성하도록 접속되어 있다. 6은, 어큐뮬레이터이다.

본 실시형태에서는, 냉동 사이클에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

이 냉동 사이클에 있어서, 열원측 열교환기(3)는, 제1 열교환부(31)와 제2 열교환부(32)로 나뉘어져 있다. 이들 제1, 제2 열교환부(31, 32)는, 감압 기구로서의 제2 캐필러리 튜브(7)를 개재하여, 직렬로 접속되어 있다. 난방 운전 시에는, 혼합 냉매의 증발 압력을, 열원측 열교환기(3)를 흐르고 있는 동안에 제2 캐필러리 튜브(7)가 저하시킨다. 8은, 냉방 운전 시에, 혼합 냉매가 제2 캐필러리 튜브(7)를 바이패스하도록 설치된 역지 밸브이다.

압축기(1), 열원측 열교환기(3), 제1 캐필러리 튜브(4), 사로 전환 밸브(5), 어큐뮬레이터(6), 제2 캐필러리 튜브(7)는, 실외에 있는 열원 유닛(50) 내에 배치되어 있다. 이용측 열교환기(2)는, 실내에 있는 이용 유닛(60)에 배치되어 있다.

이용 유닛(60)은, 도 18b에 나타내는 바와 같이, 그 후면이 실내의 측벽(WL)에 고정된다. 이용측 열교환기(2)에는, 이용 유닛(60)의 전면측(도 18b의 좌측) 및 상면측으로부터 실내의 공기가 유입된다. 이용측 열교환기(2)는, 이용 유닛(60)의 전면측에 위치하는 제3 열교환부(21)와, 이용 유닛(60)의 후면측에 위치하는 제4 열교환부(22)를 갖고 있다. 제3 열교환부(21)의 상부의 근방에, 제4 열교환부(22)의 상부가 위치하고 있다. 제3 열교환부(21)는, 그 상부로부터, 이용 유닛(60)의 전면측을 향해 비스듬한 하방으로 연장되어 있다. 제4 열교환부(22)는, 그 상부로부터, 이용 유닛(60)의 후면측을 향해 비스듬한 하방으로 연장되어 있다. 제3 열교환부(21)의 냉매 유로의 용적은, 제4 열교환부(22)의 냉매 유로의 용적보다 크다. 제3 열교환부(21)를 통과하는 공기의 풍속은 빠르고, 제4 열교환부(22)를 통과하는 공기의 풍속은 느린데, 그에 맞춘 냉매 유로의 용적이 되도록 제3 열교환부(21) 및 제4 열교환부가 설계되어 있다. 이에 의해, 이용측 열교환기(2)의 열교환의 효율도 높아지고 있다.

다음에, 각 캐필러리 튜브(4, 7)에 의한 각 감압량의 설정에 대해, 도 18c의 몰리에르 선도를 기초로 설명한다.

도 18c에 있어서, T1은, 프로스트 한계 온도(예를 들면 -3℃), T2는, 난방 운전 시에 있어서의 표준 외기 온도(예를 들면 7℃)를 나타내는 등온선이다.

제1 열교환부(31)의 입구측에 있는 제1 캐필러리 튜브(4)의 감압량은, 난방 운전 시, 제1 열교환부(31)의 입구에서의 냉매의 증발 온도가 프로스트 한계 온도 T1보다 약간 높은 온도 T3가 되는 압력 P1이 되도록 설정한다.

제1, 제2 열교환부(31, 32) 사이에 배치되는 제2 캐필러리 튜브(7)의 감압량은, 혼합 냉매의 온도 구배에 대응시켜서 결정한다. 구체적으로는, 제2 열교환부(32)의 입구에서의 증발 온도가 프로스트 한계 온도 T1 이상의 온도 T5이며, 또한, 제2 열교환부(32)의 출구에서의 증발 온도가 표준 외기 온도 T2를 밑도는 온도 T6가 되는 압력 P2까지 감압하도록 설정한다.

다음에, 냉동 사이클의 작용을 설명한다.

난방 운전에서는, 사로 전환 밸브(5)를 도 18a의 실선으로 나타내는 상태로 전환하여, 난방 사이클을 형성한다. 그리고, 압축기(1)를 구동시키면, 혼합 냉매는, 압축기(1), 이용측 열교환기(2), 제1 캐필러리 튜브(4), 열원측 열교환기(3), 어큐뮬레이터(6)의 순서로 순환한다. 이 순환에 의한 혼합 냉매 상태 변화를, 도 18c의 몰리에르 선도를 사용하여 설명한다.

혼합 냉매는, 압축기(1)로부터 압력 P0의 고온 고압의 가스로서 토출된다(도 18c의 점 C1). 그 후, 이용측 열교환기(2)에서, 동일 압력으로 응축하여, 냉매는 액 상태가 된다(C2). 다음에, 제1 캐필러리 튜브(4)에서 팽창(감압)되고, 냉매는, 압력 P1 상태가 되어 열원측 열교환기(3)의 제1 열교환부(31)에 유입된다(C3).

제1 열교환부(31)에 유입된 냉매는, 제1 열교환부(31)의 입구 부근에서 프로스트 한계 온도 T1보다 높은 온도 T3에서 증발을 개시하고, 이 증발에 수반하여, 제1 열교환부(31)의 출구 부근에서는 증발 온도가 T4(단, T2 이하)까지 상승한다(C4). 이 제1 열교환부(31)로부터 유출된 혼합 냉매는, 제2 캐필러리 튜브(7)에서 다시 감압되어, 압력 P2가 된다. 이에 따라, 제2 열교환부(32)의 입구에서의 증발 온도는, 제1 열교환부(31)의 출구에 있어서의 증발 온도보다 낮고, 또한, 프로스트 한계 온도 T1보다 높은 온도 T5까지 저하된다(C5).

제2 열교환부(32)에서의 증발에 따라, 냉매의 증발 온도는 상승하고, 제2 열교환부(32)의 출구 부근에 있어서, 냉매는, 표준 외기 온도 T2보다 낮은 온도 T6의 가스 냉매가 된다. 그 후, 냉매는, 압축기(1)로 복귀하여, 다시 압축된다.

이와 같이, 열원측 열교환기(3)의 제1 열교환부(31)와 제2 열교환부(32) 사이에, 감압 기구로서의 제2 캐필러리 튜브(7)를 설치하고 있기 때문에, 열원측 열교환기(3)의 입구와 출구와 증발 온도의 차가 작아진다. 바꾸어 말하면, 이 냉동 사이클에서는, 열원측 열교환기(3)에 있어서의 증발 온도의 상승 폭이 작아진다. 이에 의해, 증발 온도를 적합한 증발 온도역 내에서 추이(推移)시킬 수 있고, 열원측 열교환기(3)에서의 프로스트(서리 부착)를 회피하면서, 게다가 외기온과 증발 온도의 차도 확보할 수 있었다. 이들 효과에 의해, 이 냉동 사이클에서는, 열원측 열교환기(3)의 열교환의 효율이 향상되어 있다.

또, 이 냉동 사이클에서는, 증발 온도의 온도 구배가 큰 혼합 냉매를 사용해도, 열원측 열교환기(3)의 능력 저하가 억제된다.

또한, 사로 전환 밸브(5)를 파선으로 나타내는 상태로 전환하면, 냉방 운전을 행할 수 있는데, 이는 종래와 동일하므로 설명을 생략한다.

(18-2) 제2 실시형태

도 18d에 나타내는 냉동 사이클은, 상기의 제1 실시형태의 냉동 사이클과 마찬가지로, 비공비점 냉매를 사용한 히트 펌프식의 냉동 장치이다. 제1 실시형태와의 차이점은, 부하에 따라, 혼합 냉매의 조성을 바꾸어 능력을 증감하도록 하고 있는 점이다. 구체적으로는, 팽창 기구로서 작용하는 제3, 제4 캐필러리 튜브(41, 42) 사이에, 기액 분리기(9)를 설치하고 있다. 흡입 가스관(10)에는, 냉매 저류용의 용기(11)를 설치하고 있다. 용기(11)의 일단은, 제1 개폐 밸브(12)를 개재하여, 기액 분리기(9)의 가스역에 접속되어 있다. 용기(11)의 타단은, 제2 개폐 밸브(13)를 개재하여, 흡입 가스관(10)에 접속되어 있다.

제2 개폐 밸브(13)를 닫힘 상태로 하고, 또한, 제1 개폐 밸브(12)를 열림 상태로 함으로써, 용기(11)에 기액 분리기(9)로부터 저비점 냉매의 비율이 많은 혼합 냉매를 유입시켜, 응축 저류시킬 수 있다. 이에 의해, 순환하는 혼합 냉매에 있어서의 고비등점 냉매의 조성비가 커져, 능력을 저하시키는 것이 가능하다.

또, 제2 개폐 밸브(13)를 열림 상태로 하고, 또한, 제1 개폐 밸브(12)를 닫힘 상태로 하면, 다시 혼합 냉매의 조성비가 원래대로 돌아가, 능력이 올라간다.

그 외의 구성은, 제1 실시형태와 마찬가지이므로, 도 18d에 제1 실시형태의 구성과 동일 부호를 달아 설명을 생략한다.

또한, 상기 각 실시형태에 있어서는, 난방 운전에 있어서의 증발 압력을 2단계로 했는데, 열원측 열교환기(3)를 3개 이상으로 분할하고, 이들 분할한 각 열교환부 사이 각각에 감압 기구를 설치하고, 3단계 이상으로 증발 압력을 변화시켜도 된다.

또, 상기 각 실시형태에 있어서는, 감압 기구로서 캐필러리 튜브(7)를 설치했는데, 열원측 열교환기(3)의 전열관의 내경을 적당한 감압 구배가 얻어지도록 선정함으로써, 감압 기구를 구성해도 된다.

또, 감압 기구의 감압량은, 반드시 난방 운전 시에 있어서의 열원측 열교환기(3)의 입구에서의 증발 온도가 프로스트 한계 온도 이상이 되도록 하지 않아도 된다.

(19) 제19 그룹의 기술의 실시형태

(19-1) 제1 실시형태

본 실시형태에서는, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

도 19a는, 본 개시의 제1 실시형태에 따른 공기 조화기(1)에 있어서의 냉매 회로(10)의 배관 계통도이다. 이 공기 조화기(1)는, 냉방 운전과 난방 운전이 가능한 히트 펌프식의 공기 조화기이다. 도 19a에 나타내는 바와 같이, 공기 조화기(1)는, 실외에 설치되는 실외기(100)와, 실내에 설치되는 실내기(200)를 구비하고 있다. 실외기(100)와 실내기(200)는, 제1 접속 배관(11) 및 제2 접속 배관(12)을 개재하여 서로 접속되며, 냉매가 순환하여 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하는 냉매 회로(10)를 구성하고 있다.

〈실내기〉

실내기(200)에는, 냉매를 실외 공기와 열교환시키기 위한 실내 열교환기(210)가 설치되어 있다. 이 실내 열교환기(210)에는, 예를 들면 크로스 핀형의 핀·앤드·튜브 열교환기 등을 채용할 수 있다. 또, 실내 열교환기(210)의 근방에는, 실내 팬(211)이 설치되어 있다.

〈실외기〉

실외기(100)에는, 압축기(13), 유분리기(14), 실외 열교환기(15), 실외 팬(16), 팽창 밸브(17), 어큐뮬레이터(18), 사로 전환 밸브(19), 냉매 재킷(20), 및 전기 회로(30)가 설치되며, 케이스(후술하는 실외기 케이싱(70))에 넣어져 있다.

압축기(13)는, 냉매를 흡입 포트로부터 흡입하여 압축하고, 압축한 냉매를 토출 포트로부터 토출한다. 이 압축기(13)에는, 예를 들면 스크롤 압축기 등의 여러 가지의 압축기를 채용할 수 있다.

유분리기(14)는, 압축기(13)로부터 토출된 윤활유가 섞인 냉매를, 냉매와 윤활유로 분리하여, 냉매는 사로 전환 밸브(19)에 보내고, 윤활유는 압축기(13)로 되돌리게 되어 있다.

실외 열교환기(15)는, 냉매를 실외 공기와 열교환시키기 위한 공기 열교환기이며, 예를 들면 크로스 핀형의 핀·앤드·튜브 열교환기 등이다. 실외 열교환기(15)의 근방에는, 실외 열교환기(15)로 실외 공기를 송풍하는 실외 팬(16)이 설치되어 있다.

팽창 밸브(17)는, 실외 열교환기(15)와 실내 열교환기(210)에 접속되어, 유입한 냉매를 팽창시키고, 소정의 압력까지 감압시키고 나서 유출시킨다. 팽창 밸브(17)는, 예를 들면, 개도(開度) 가변의 전자 팽창 밸브로 구성할 수 있다.

어큐뮬레이터(18)는, 유입하는 냉매를 기액 분리하고, 분리한 가스 냉매를 압축기(13)에 보낸다.

사로 전환 밸브(19)에는, 제1 내지 제4의 4개의 포트가 설치된다. 사로 전환 밸브(19)는, 제1 포트와 제3 포트가 연통함과 동시에 제2 포트와 제4 포트가 연통하는 제1 상태(도 19a에 실선으로 나타내는 상태)와, 제1 포트와 제4 포트가 연통함과 동시에 제2 포트와 제3 포트가 연통하는 제2 상태(도 19a에 파선으로 나타내는 상태)로 전환 가능하다. 이 실외기(100)에서는, 제1 포트는 유분리기(14)를 개재하여 압축기(13)의 토출 포트에, 제2 포트는 어큐뮬레이터(18)를 개재하여 압축기(13)의 흡입 포트에 각각 접속되어 있다. 또, 제3 포트는 실외 열교환기(15) 및 팽창 밸브(17)를 개재하여 제2 접속 배관(12)에, 제4 포트는 제1 접속 배관(11)에 각각 접속되어 있다. 그리고, 실외기(100)에 있어서 냉방 운전이 행해지는 경우에는 제1 상태로 전환되고, 난방 운전이 행해지는 경우에는 제2 상태로 전환된다.

냉매 재킷(20)은, 예를 들면, 알루미늄 등의 금속을 평평한 직육면체형으로 형성한 것이며, 실외 열교환기(15)와 팽창 밸브(17)를 접속하는 냉매 배관(21)의 일부를 덮어, 냉매 배관(21)과 열적으로 접속되어 있다. 상세하게는, 이 냉매 재킷(20)에는, 도 19b에 나타내는 바와 같이 냉매 배관(21)을 끼워 넣는 2개의 관통 구멍이 형성되고, 냉매 배관(21)은, 한쪽의 관통 구멍을 빠져 나간 후에 U자 형상으로 꺽여, 또 다른 한쪽의 관통 구멍을 빠져 나간다. 즉, 냉매 재킷(20)의 내부에는, 냉동 사이클에 사용하는 냉매가 유통하고 있다.

전기 회로(30)는, 압축기(13)의 전동기의 회전수 등의 제어를 행한다. 이 전기 회로(30)는, 프린트 기판(31) 상에 형성되고, 프린트 기판(31)은 스위치 박스(40) 내에 스페이서(32)에 의해 고정되어 있다. 이 프린트 기판(31) 상에는, 도 19b에 나타내는 바와 같이, 파워 소자(33) 등이 배치되어 있다. 이 파워 소자(33)는, 예를 들면 압축기(13)의 전동기에 전력을 공급하는 인버터 회로의 스위칭 소자이며, 압축기(13)의 운전 시에는 발열하여, 파워 소자(33)를 냉각해 두지 않으면, 파워 소자(33)가 동작 가능한 온도(예를 들면 90℃)를 초과할 가능성이 있다. 그 때문에, 공기 조화기(1)에서는, 냉매 재킷(20)을 유통하는 냉매에 의해 파워 소자(33)를 냉각하게 되어 있다.

구체적으로는, 공기 조화기(1)에서는, 도 19b에 나타내는 바와 같이, 냉매 재킷(20)을 스위치 박스(40)에 고정하여 스위치 박스(40) 내의 파워 소자(33)를 냉각한다. 보다 상세하게는, 스위치 박스(40)는, 하나의 면이 개구한 평평한 상자 형상으로 형성되고, 개구부가 대향한 면에는 관통 구멍(40a)이 형성되어, 판 형상으로 형성된 전열판(50)이 관통 구멍(40a)을 덮도록 장착 나사(51)에 의해 고정되어 있다. 전열판(50)은, 알루미늄 등의 비교적 열저항이 작은 재료로 구성된다.

이 전열판(50)에 대해는, 스위치 박스(40)의 외측으로부터는 냉매 재킷(20)이 장착 나사(51)로 고정되고, 스위치 박스(40)의 내측으로부터는 파워 소자(33)가 장착 나사(51)로 고정되어 있다. 이 구조에서는, 파워 소자(33)의 열은, 전열판(50)을 개재하여 냉매 재킷(20)에 전도되어, 냉매 재킷(20)을 유통하는 냉매에 방열되게 된다.

상세하게는, 냉매 재킷(20)에서는, 냉방 운전 시에는 실외 열교환기(15)로 응축하여 파워 소자(33)의 온도보다 저온의 냉매가 흐르고, 난방 운전 시에는, 실내 열교환기(210)로 응축하여 파워 소자(33)의 온도보다 저온의 냉매가 흐른다. 그 때문에, 전기 회로(30)의 파워 소자(33)에서 발생한 열은, 전열판(50)을 개재하여 냉매 재킷(20)에 전열(傳熱)되어, 냉매 재킷(20)에 있어서 냉매 배관(21) 내의 냉매에 방열한다. 이것에 의해, 파워 소자(33)는, 동작 가능한 온도로 유지되게 된다.

도 19c는, 실외기(100)의 횡단면 형상을 모식적으로 나타낸 도이며, 압축기(13) 등의 주요 부품의 배치를 나타내고 있다. 도 19c에 나타내는 바와 같이, 실외기 케이싱(70)은 칸막이판(60)에 의해 2개로 나누어져 있다. 한쪽의 구획(열교환실)에는, 단면 형상이 L자 형상으로 형성된 실외 열교환기(15)가, 실외기 케이싱(70)의 측면 및 배면에 면하여 배치되며, 이 실외 열교환기(15)의 근방에는, 실외 팬(16)이 설치되어 있다. 또한, 또 다른 한쪽의 구획(기계실)에는 냉매 재킷(20), 압축기(13), 스위치 박스(40) 등이 배치되어 있다. 상세하게는, 이 실외기 케이싱(70)은, 정면측의 면에, 기계실에 관통하는 서비스용 개구부(71)가 설치되고, 스위치 박스(40)는, 전열판(50)측이, 서비스용 개구부(71)에서 볼 때 앞측을 향하고 있다. 또, 냉매 재킷(20)은, 서비스용 개구부(71)에서 볼 때 전열판(50)보다 앞측(즉 파워 소자(33)보다 앞측)에 배치되어 있다.

-스위치 박스(40)의 실외기 케이싱(70) 내로의 장착-

본 실시형태에서는, 프린트 기판(31)과 전열판(50)은 미리 스위치 박스(40)에 장착해 둔다. 구체적으로는, 우선 전열판(50)을 스위치 박스(40)에 대해 장착 나사(51)로 고정하고, 그 상태로, 프린트 기판(31)을 스위치 박스(40) 중에 넣고, 스페이서(32)를 개재하여 스위치 박스(40)에 고정함과 함께, 파워 소자(33)를 전열판(50)에 대해 장착 나사(51)로 고정하여 열적으로 접속한다. 이와 같이 하여 조립한 스위치 박스(40)는, 공기 조화기(1)의 제조 시나, 수리 등으로 프린트 기판(31)을 재차 장착할 때 등에, 서비스용 개구부(71)로부터 실외기 케이싱(70) 내에 넣는다.

도 19d는, 실외기(100)의 정면도이다. 이 예에서는, 실외기 케이싱(70)은, 냉매 재킷(20)의 상방에, 스위치 박스(40)를 통과시킬 수 있는 공간이 설치되고, 서비스용 개구부(71)는 이 공간에 대해서도 개구하고 있다. 그리고, 이 서비스용 개구부(71)로부터 스위치 박스(40)를 실외기 케이싱(70) 내에 장착한다. 이 경우, 스위치 박스(40)는, 냉매 재킷(20)의 상방을 넘도록 하여, 냉매 재킷(20)보다 안측에 넣는다. 이 때, 스위치 박스(40)는 전열판(50)측을 앞측(즉 냉매 재킷(20)에 대향하는 측)으로 해 둔다. 그리고, 이 상태로, 냉매 재킷(20)과 전열판(50)을 장착 나사(51)에 의해 고정한다.

이 때, 냉매 재킷(20)과 전열판(50) 사이에 간극이 있으면, 냉매 재킷(20)과 파워 소자(33) 사이에서 적절히 열교환이 행해지지 않아, 원하는 냉각 효과를 얻을 수 없게 된다. 본 실시형태에서는, 냉매 재킷(20)은, 서비스용 개구부(71)에서 볼 때 파워 소자(33)보다 앞측에 배치되어 있으므로, 냉매 재킷(20)과 전열판(50)을 장착 나사(51)에 의해 고정할 때에, 양자의 접속 상태를 시인할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 제조 시나 수리 시 등에, 냉매 재킷(20)과 파워 소자(33)를 적절히 접속하여 원하는 냉각 효과를 얻는 것이 가능하게 된다.

(19-2) 제2 실시형태

본 실시형태에서도, 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

도 19e은, 본 개시의 제2 실시형태에 따른 공기 조화기(1)의 실외기(100)의 내부 구성을 나타낸다. 본 실시형태의 실외기(100)는, 냉매 재킷(20)이, 방열판(50)에 장착된 히트 파이프(20A)에 의해 구성되어 있는 점에 있어서, 제1 실시형태와 상이하다. 히트 파이프(20A)는, 냉매가 봉입되어 있는 파이프이다. 히트 파이프(20A)는, 냉동 사이클을 행하는 냉매 회로와는 연통하고 있지 않기 때문에, 냉매를 냉매 회로와 수수하지 않는다.

제2 실시형태에 따른 실외기(100)는, 케이싱(70)과, 케이싱(70)에 설치된 칸막이판(60)을 가진다. 칸막이판(60)은, 케이싱(70)의 내부 공간을, 열교환실(81), 기계실(82), 제어 기기실(83)로 나눈다. 기계실(82)에는, 압축기(13), 어큐뮬레이터(18), 흡입 배관(91), 연결 배관(92)이 설치되어 있다. 압축기(13), 어큐뮬레이터(18), 흡입 배관(91), 연결 배관(92)은, 냉동 사이클을 행하는 냉매 회로에 속한다. 흡입 배관(91)은, 저압 가스 상태의 냉매를 어큐뮬레이터(18)로 도입한다. 연결 배관(92)은, 압축기(13)의 흡입구와 어큐뮬레이터(18)를 연락한다. 제어 기기실(83)에는, 파워 소자(33), 방열판(50), 냉매 재킷(20)이 설치된다. 파워 소자(33)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 냉매 재킷(20)에 열적으로 접속하고 있다.

냉매 재킷(20), 즉 히트 파이프(20A)는, 좌단 수직부(X), 경사부(Y), 우단 수직부(Z)를 가진다. 좌단 수직부(X)는 방열판(50)과 접촉하도록 구성되어 있다. 우단 수직부(Z)에는, 흡입 배관(91)이 탄성체(93)를 개재하여 접촉하도록 배치되어 있다. 탄성체(93)는, 열전도율이 비교적 큰 것이며, 예를 들면 실리콘 고무이다.

파워 소자(33)가 발하는 열은, 좌단 수직부(X)에 있어서 히트 파이프(20A)에 전달된다. 이 열에 의해, 좌단 수직부(X)의 내부의 냉매가 증발한다. 증발에 의해 발생한 가스 냉매는, 경사부(Y)를 상승하여 우단 수직부(Z)로 도달한다. 가스 냉매는, 우단 수직부(Z)에 있어서 흡입 배관(91)으로 열을 방출한다. 이것에 의해, 가스 냉매는 응축하여 액냉매로 변화한다. 액냉매는, 경사부(Y)를 하강하여 좌단 수직부(X)에 도달한다. 이와 같이, 히트 파이프(20A)를 이용한 염가의 구성에 의해, 파워 소자(33)는 냉각된다.

(20) 제20 그룹의 기술의 실시형태

(20-1) 실시형태

이하, 본 개시의 일실시형태에 따른 공기 조화기에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 공기 조화기(10)의 냉매 회로에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

＜공기 조화기(10)의 전체 구성＞

도 20a에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 공기 조화기(10)는, 압축기(1), 사로 밸브(2), 실외 열교환기(3), 감압기의 일례로서의 팽창 밸브(4), 제1 실내 열교환기(5), 제습용 전자 밸브(6) 및 제2 실내 열교환기(7)가 환상으로 접속된 냉매 회로를 구비하고 있다. 또, 공기 조화기(10)는, 실외 열교환기(3)의 근방에 배치된 실외 팬(8)과, 제1 실내 열교환기(5) 및 제2 실내 열교환기(7)의 근방에 배치된 실내 팬(9)을 구비하고 있다. 제습용 전자 밸브(6)는, 제1 실내 열교환기(5)와 제2 실내 열교환기(7) 사이에 배치된다.

공기 조화기(10)에 있어서, 냉방 운전 시에는, 제습용 전자 밸브(6)를 연 상태에서 사로 밸브(2)가 실선의 위치로 전환되고, 압축기(1)로부터 토출된 냉매는, 실외 열교환기(3), 팽창 밸브(4), 제1 실내 열교환기(5), 제습용 전자 밸브(6), 제2 실내 열교환기(7)를 개재하여 압축기(1)의 흡입측으로 복귀한다. 이 냉매 회로에 있어서, 응축기로서 작용하는 실외 열교환기(3)에서 방열하고, 증발기로서 작용하는 제1 실내 열교환기(5) 및 제2 실내 열교환기(7)에서 실내 공기를 냉각하여 냉방을 행한다. 한편, 난방 운전 시에는, 제습용 전자 밸브(6)를 연 상태에서 사로 밸브(2)가 점선의 위치로 전환되어, 냉방 운전 시와는 반대의 냉동 사이클로 난방을 행한다.

그리고, 재열 제습 운전에서는, 팽창 밸브(4)를 개방함과 더불어 제습용 전자 밸브(6)를 닫아 조임 상태로 하고, 또한 사로 밸브(2)가 실선의 위치로 전환되어, 압축기(1)로부터 토출된 냉매는, 실외 열교환기(3), 팽창 밸브(4), 제1 실내 열교환기(5), 제습용 전자 밸브(6), 제2 실내 열교환기(7)를 개재하여 압축기(1)의 흡입측으로 복귀한다. 이 냉매 회로에 있어서, 실외 열교환기(3)와 제1 실내 열교환기(5)가 응축기로서 작용하는 한편, 제2 실내 열교환기(7)가 증발기로서 작용한다. 따라서, 제1 실내 열교환기(5)로 실내 공기를 따뜻하게 하면서 제2 실내 열교환기(7)로 제습과 냉각이 행해져, 실내 온도를 낮추지 않고 제습을 행한다. 따라서, 재열 제습 운전에서는 쾌적성이 유지된다.

도 20b는, 제습용 전자 밸브(6)가 열림 상태인 경우이며, 도 20c는, 제습용 전자 밸브(6)가 조인 상태(닫힘 상태)인 경우이다. 제습용 전자 밸브(6)는, 도 20b 및 도 20c에 나타내는 바와 같이, 밸브 본체(20)와, 개폐 기구(30)를 구비하고 있다. 밸브 본체(20)는, 밸브실(19)과 그 밸브실(19) 내의 하부에 형성된 밸브 시트(12)를 갖는 원통부(11)와, 밸브 시트(12)의 테이퍼면(12a)에 대향하는 테이퍼면(13b)을 갖는 밸브 본체(13)와, 원통부(11)의 상부에 내측으로 끼워지며, 밸브 본체(13)의 축부(13a)를 축방향으로 안내하는 가이드부(14)를 갖고 있다. 원통부(11)에는, 입구측 통로(31)가 접속된 입구(11a)와, 출구측 통로(32)가 접속된 출구(11b)를 형성하고 있다.

또, 개폐 기구(30)는, 밸브 본체(13)의 축부(13a)의 외측에 배치된 코일 용수철(15)과, 밸브 본체(13)의 축부(13a) 끝에 고정된 원통형상의 플랜저(16)와, 플랜저(16) 내에 배치된 전자 가이드(17)와, 플랜저(16)와 전자 가이드(17)의 외측에 배치된 전자 코일(18)을 갖고 있다. 코일 용수철(15)은, 플랜저(16)를 전자 가이드(17)측으로 탄성 가압하고 있다.

그리고, 밸브 시트(12)의 테이퍼면(12a)에는, 도 20d에 나타내는 바와 같이, 복수의 홈(브리드 홈)(21)이 형성되어 있다. 따라서, 도 20c와 같이, 제습용 전자 밸브(6)가 조임 상태(닫힘 상태)인 경우에, 밸브 본체(13)의 테이퍼면(13b)과 밸브 시트(12)의 테이퍼면(12a) 사이에는, 밸브 시트(12)의 테이퍼면(12a)에 있는 복수의 홈(21)에 의해, 작은 간극의 냉매 조임 유로가 구성된다.

상기와 같이 구성된 제습용 전자 밸브(6)에 있어서, 전자 코일(18)에 통전 되면, 전자 가이드(17)와 플랜저(16) 사이에 전자력이 발생해서, 코일 용수철(15)의 탄성 가압력에 반해 플랜저(16)가 하방으로 이동하여, 밸브 본체(13)의 테이퍼면(13b)이 밸브 시트(12)의 테이퍼면(12a)에 맞닿는다. 따라서, 밸브 본체(13)의 테이퍼면(13b)과 밸브 시트(12)의 테이퍼면(12a) 사이가 폐쇄되는데, 밸브 시트(12)의 테이퍼면(12a)에 있는 복수의 홈(21)에 의해 작은 간극의 냉매 조임 유로가 구성된다. 따라서, 제습용 전자 밸브(6)가, 조임 상태(닫힘 상태)가 되고, 입구측 통로(31)가 접속된 입구(11a)와 출구측 통로(32)가 접속된 출구(11b)가, 밸브 시트(12)의 복수의 홈(21)에 의해 연통한다.

또, 전자 코일(18)로의 통전이 정지되면, 전자 가이드(17)와 플랜저(16) 사이의 전자력이 없어지므로, 코일 용수철(15)의 탄성 가압력에 의해 플랜저(16)가 상방으로 이동하여, 밸브 본체(13)의 테이퍼면(13b)이 밸브 시트(12)의 테이퍼면(12a)으로부터 멀어진다. 따라서, 제습용 전자 밸브(6)가, 열림 상태가 되어, 입구측 통로(31)가 접속된 입구(11a)와 출구측 통로(32)가 접속된 출구(11b)가 연통한다.

이상으로 설명한 실시형태에 있어서, 공기 조화기(10)는, 개폐의 변경이 가능한 제습용 전자 밸브(6)를 구비하고 있다. 이 대신에, 공기 조화기(10)는, 개도의 조절이 가능한 제습용 팽창 밸브를 구비하고 있어도 된다.

(21) 제21 그룹의 기술의 실시형태

(21-1) 공기 조화기의 전체 구성

도 21a에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 공기 조화기(1)는, 실내에 설치되는 실내기(2)와, 실외에 설치되는 실외기(3)를 구비하고 있다. 그리고, 공기 조화기(1)는, 압축기(10)와, 사방 밸브(11), 실외 열교환기(12)와, 팽창 밸브(13)와, 실내 열교환기(14)를 접속한 냉매 회로(50)를 구비하고 있다. 냉매 회로(50)에 있어서, 압축기(10)의 토출구에 사방 밸브(11)를 개재하여 실외 열교환기(12)가 접속되고, 그 실외 열교환기(12)에 팽창 밸브(13)가 접속된다. 그리고, 팽창 밸브(13)에 실내 열교환기(14)의 일단이 접속되고, 그 실내 열교환기(14)의 타단에 사방 밸브(11)를 개재하여 압축기(10)의 흡입구가 접속된다. 실내 열교환기(14)는, 보조 열교환기(20)와, 주 열교환기(21)를 갖고 있다.

냉매 회로(50)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

공기 조화기(1)는, 냉방 운전 모드, 소정의 제습 운전 모드 및 난방 운전 모드에 있어서의 운전이 가능하며, 리모트 컨트롤러(41)에 의해, 어느 하나의 운전 모드를 선택하여 운전 개시 조작을 행하거나, 운전 전환 조작이나 운전 정지 조작을 행할 수 있다. 또, 리모트 컨트롤러(41)에서는, 실내 온도의 설정 온도를 설정하거나, 실내 팬의 회전수를 변화시킴으로써 실내기(2)의 풍량을 변경할 수 있다.

냉방 운전 모드 및 소정의 제습 운전 모드에서는, 도시된 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 압축기(10)로부터 토출된 냉매가 사방 밸브(11)로부터 실외 열교환기(12), 팽창 밸브(13), 보조 열교환기(20), 주 열교환기(21)로 순서대로 흘러, 주 열교환기(21)를 거친 냉매가 사방 밸브(11)를 통과해 압축기(10)로 복귀하는 냉방 사이클 또는 제습 사이클이 형성된다. 즉, 실외 열교환기(12)가 응축기, 실내 열교환기(14)(보조 열교환기(20) 및 주 열교환기(21))가 증발기로서 기능한다.

한편, 난방 운전 모드에서는, 사방 밸브(11)가 전환됨으로써, 도시된 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 압축기(10)로부터 토출되는 냉매가 사방 밸브(11)로부터 주 열교환기(21), 보조 열교환기(20), 팽창 밸브(13), 실외 열교환기(12)로 순서대로 흘러, 실외 열교환기(12)를 거친 냉매가 사방 밸브(11)를 통과해 압축기(10)로 복귀하는 난방 사이클이 형성된다. 즉, 실내 열교환기(14)(보조 열교환기(20) 및 주 열교환기(21))가 응축기, 실외 열교환기(12)가 증발기로서 기능한다.

도 21b에 나타나 있는 실내기(2)는, 상면에 실내 공기의 흡입구(2a)를 갖고, 전면 하부에 공조용 공기의 취출구(2b)를 갖고 있다. 실내기(2) 내에는, 흡입구(2a)로부터 취출구(2b)를 향해 공기 유로가 형성되고, 이 공기 유로에는, 실내 열교환기(14)와, 횡류형의 실내 팬(16)이 배치된다. 따라서, 실내 팬(16)이 회전하면, 실내 공기가 흡입구(2a)로부터 실내기(2) 내로 흡입된다. 실내기(2)의 전측에 있어서, 흡입구(2a)로부터의 흡입 공기는, 보조 열교환기(20)와 주 열교환기(21)를 통과해 실내 팬(16)측으로 흐른다. 한편, 실내기(2)의 배면측에 있어서, 흡입구(2a)로부터의 흡입 공기는, 주 열교환기(21)를 통과해 실내 팬(16)측으로 흐른다.

실내 열교환기(14)는, 상술한 바와 같이, 보조 열교환기(20)의 하류측에 배치된 주 열교환기(21)를 갖고 있다. 주 열교환기(21)는, 실내기(2)의 전면측에 배치된 전면 열교환기(21a)와, 실내기(2)의 배면측에 배치된 배면 열교환기(21b)를 갖고 있으며, 이 열교환기(21a, 21b)가, 실내 팬(16)을 둘러싸도록 역V자형으로 배치된다. 그리고, 보조 열교환기(20)가 전면 열교환기(21a)의 전방에 배치된다. 보조 열교환기(20) 및 주 열교환기(21)(전면 열교환기(21a), 배면 열교환기(21b))는, 각각, 열교환 파이프 및 다수 장의 핀을 구비하고 있다.

냉방 운전 모드 및 소정의 제습 운전 모드에서는, 도 21c에 나타내는 바와 같이, 보조 열교환기(20)의 하방의 단부 가까이 배치된 액 입구(17a)로부터 액냉매가 공급되고, 그 공급된 액냉매는, 보조 열교환기(20)의 상단에 근접하도록 흐른다. 그리고, 보조 열교환기(20)의 상단 가까이 배치된 출구(17b)로부터 흘러나와 분기부(18a)로 흐른다. 분기부(18a)에 있어서 분기된 냉매가, 각각, 주 열교환기(21)의 3개의 입구(17c)로부터, 전면 열교환기(21a)의 하방 부분과 상방 부분과 배면 열교환기(21b)에 공급되고, 그 후, 출구(17d)로부터 흘러나와 합류부(18b)에서 합류한다. 또, 난방 운전 모드에서는, 냉매가 상기와 반대 방향으로 흐른다.

그리고, 공기 조화기(1)에서는, 소정의 제습 운전 모드에서의 운전이 행해지고 있을 때, 보조 열교환기(20)의 액 입구(17a)로부터 공급된 액냉매는, 보조 열교환기(20)의 도중에 모두 증발한다. 따라서, 보조 열교환기(20)의 액 입구(17a) 가까이의 일부의 범위만이, 액냉매가 증발하는 증발역(61)이다. 따라서, 소정의 제습 운전 모드로 운전되고 있을 때, 실내 열교환기(14)에 있어서, 보조 열교환기(20)의 상류측의 일부만이 증발역(61)이며, 보조 열교환기(20)의 증발역(61)의 하류측의 범위와 주 열교환기(21)는, 모두 과열역(62)이다.

그리고, 보조 열교환기(20)의 상단 가까이의 과열역(62)을 흐른 냉매가, 보조 열교환기(20)의 하방 부분의 풍하측에 배치된 전면 열교환기(21a)의 하방 부분을 흐른다. 따라서, 흡입구(2a)로부터의 흡입 공기에 있어서, 보조 열교환기(20)의 증발역(61)에서 냉각된 공기는, 전면 열교환기(21a)에서 가열된 후에, 취출구(2b)로부터 취출된다. 한편, 흡입구(2a)로부터의 흡입 공기에 있어서, 보조 열교환기(20)의 과열역(62)과 전면 열교환기(21a)를 흐른 공기와, 배면 열교환기(21b)를 흐른 공기는, 실내 온도와 대략 동일한 온도에서, 취출구(2b)로부터 취출된다.

공기 조화기(1)에서는, 도 21a에 나타내는 바와 같이, 실외기(3)에, 냉매 회로(50)에 있어서 팽창 밸브(13)의 하류측에 있어서 증발 온도를 검지하는 증발 온도 센서(30)가 장착된다. 그리고, 실내기(2)에, 실내 온도(실내기(2)의 흡입구(2a)로부터의 흡입 공기의 온도)를 검지하는 실내 온도 센서(31)와, 보조 열교환기(20)에 있어서 액냉매의 증발이 종료한 것을 검지하는 실내 열교환 온도 센서(32)가 장착된다.

실내 열교환 온도 센서(32)는, 도 21c에 나타내는 바와 같이, 보조 열교환기(20)의 상단 가까이의 풍하측에 배치된다. 그리고, 보조 열교환기(20)의 상단 가까이의 과열역(62)에서는, 흡입구(2a)로부터의 흡입 공기가 거의 냉각되지 않는다. 따라서, 실내 열교환 온도 센서(32)로 검지되는 온도가, 실내 온도 센서(31)로 검지되는 실내 온도와 대략 동일한 경우에는, 보조 열교환기(20)의 도중에서 증발이 종료되어, 보조 열교환기(20)의 상단 가까이의 범위가 과열역(62)인 것을 검지할 수 있다. 또, 실내 열교환 온도 센서(32)는, 실내 열교환기(14)의 중간부의 전열관에 배치된다. 따라서, 실내 열교환기(14)의 중간부 근처에 있어서, 냉난방 운전에서의 응축 온도 또는 증발 온도를 검지할 수 있다.

도 21d에 나타내는 바와 같이, 공기 조화기(1)의 제어부(40)에는, 압축기(10)와, 사방 밸브(11), 팽창 밸브(13)와, 실내 팬(16)을 구동하는 모터(16a)와, 증발 온도 센서(30)와, 실내 온도 센서(31)와, 실내 열교환 온도 센서(32)가 접속된다. 따라서, 제어부(40)는, 리모트 컨트롤러(41)로부터의 지령(운전 개시 조작이나 실내 온도의 설정 온도 등)이나, 증발 온도 센서(30)로 검지되는 증발 온도, 실내 온도 센서(31)로 검지되는 실내 온도(흡입 공기의 온도), 실내 열교환 온도 센서(32)로 검지되는 열교환 중간 온도에 의거하여 공기 조화기(1)의 운전을 제어한다.

그리고, 공기 조화기(1)에서는, 소정의 제습 운전 모드에 있어서, 보조 열교환기(20)가, 액냉매가 증발하는 증발역(61)에서 증발역(61)의 하류측의 과열역(62)을 갖는데, 이 증발역(61)의 범위가, 부하에 따라 변화하도록, 압축기(10) 및 팽창 밸브(13)가 제어된다. 여기서, 부하에 따라 변화한다는 것은, 증발역(61)에 공급되는 열량에 따라 변화하는 것이며, 열량은 예를 들면 실내 온도(흡입 공기의 온도)와 실내 풍량에 의해 정해진다. 또, 부하는, 필요 제습 능력(필요 냉방 능력)에 대응되어 있으며, 예를 들면 실내 온도와 설정 온도의 차에 의거하여 검지할 수 있다.

압축기(10)는, 실내 온도와 설정 온도의 차에 의거하여 제어된다. 실내 온도와 설정 온도의 차가 큰 경우에 부하가 큰 점에서 압축기(10)의 주파수가 증가되고, 실내 온도와 설정 온도의 차가 작은 경우에 부하가 작은 점에서, 압축기(10)의 주파수가 감소하도록 제어된다.

팽창 밸브(13)는, 증발 온도 센서(30)에서 검지되는 증발 온도에 의거하여 제어된다. 상술한 바와 같이, 압축기(10)의 주파수가 제어된 상태에 있어서, 증발 온도가 목표 증발 온도(12℃) 가까이의 소정 범위(10℃~14℃) 내의 온도가 되도록, 팽창 밸브(13)가 제어된다. 이 증발 온도의 소정 범위는, 압축기(10)의 주파수에 의존하지 않고 일정하게 제어되는 것이 바람직하다. 단, 주파수에 의해, 약간 변화하도록 해도 실질적으로 일정하다면 문제 없다.

이와 같이, 제어부(40)는, 소정의 제습 운전 모드에 있어서, 부하에 따라 압축기(10) 및 팽창 밸브(13)를 제어함으로써, 보조 열교환기(20)의 증발역(61)의 범위를 변화시킨다. 제어부(40)는, 보조 열교환기(20)의 증발역(61)의 범위를 변화시켜, 증발 온도가 소정 범위 내의 온도가 되도록 제어할 수 있다.

공기 조화기(1)에서는, 보조 열교환기(20) 및 전면 열교환기(21a)가, 12단의 전열관을 각각 갖고 있다. 그리고, 소정의 제습 운전 모드에 있어서 보조 열교환기(20)의 증발역(61)이 되는 단 수가, 전면 열교환기(21a)의 단 수의 반분 이상인 경우, 보조 열교환기의 증발역(61)의 범위를 충분히 넓게 할 수 있으므로 부하의 변동에 충분히 대응할 수 있다. 특히 부하가 큰 경우에 효과가 있다.

도 21e는, 팽창 밸브(13)에 있어서 개도를 변화시켰을 때의 유량 변화를 나타내고 있다. 팽창 밸브(13)는, 입력되는 구동 펄스의 수에 따라 개도가 연속적으로 변화한다. 그리고, 개도가 감소함에 따라, 팽창 밸브(13)를 흐르는 냉매의 유량이 감소한다. 팽창 밸브(13)에서는, 개도 t0일 때에 전폐 상태이며, 개도 t0에서 t1 사이에서는, 개도가 증가함에 따라 유량이 제1 기울기에 따라 증가하고, 개도 t1에서 t2 사이에서는, 개도가 증가함에 따라 유량이 제2 기울기에 따라 증가한다. 여기서, 제1 기울기는, 제2 기울기보다 크다.

보조 열교환기(20)의 증발역(61)의 범위가 변화하도록 행해지는 제어에 대해, 일례를 설명한다. 예를 들면, 소정의 제습 운전 모드에 있어서, 보조 열교환기(20)의 증발역(61)의 범위가 소정 면적일 때에 부하가 커졌을 경우, 압축기(10)의 주파수가 증가됨과 더불어, 팽창 밸브(13)의 개도가 크게 변경된다. 따라서, 보조 열교환기(20)의 증발역(61)의 범위가 소정 면적보다 커져, 실내기(2)에 흡입된 풍량이 일정해도, 실제로 증발역(61)을 통과하는 풍량이 증가한다.

한편, 소정의 제습 운전 모드에 있어서, 보조 열교환기(20)의 증발역(61)의 범위가 소정 면적일 때에 부하가 작아졌을 경우, 압축기(10)의 주파수가 감소됨과 더불어, 팽창 밸브(13)의 개도가 작게 변경된다. 따라서, 보조 열교환기(20)의 증발역(61)의 범위가 소정 면적보다 작아져, 실내기(2)에 흡입된 풍량이 일정해도, 실제로 증발역(61)을 통과하는 풍량이 감소한다.

공기 조화기(1)의 리모트 컨트롤러(41)에 있어서, 제습 운전 모드를 선택하여 운전이 개시되는 조작(제습 운전 모드의 개시 조작)이 행해진 경우의 동작을 설명한다. 공기 조화기(1)에서는, 제습 운전 모드의 개시 조작이 행해졌을 때에 부하가 큰 경우는, 보조 열교환기(20)의 일부분만을 증발역(61)으로 하는 제2 운전을 개시하지 않고, 제1 운전을 개시한 후에, 부하의 감소에 따라 제2 운전으로 전환된다. 여기서, 제1 운전은, 보조 열교환기(20)의 전체를 증발역(61)으로 하고, 실내 열교환기(14)에서 열교환된 공기를 실내로 취출하는 운전이다.

그리고, 공기 조화기(1)에서는, 부하가, 실내 온도와 설정 온도의 차에 대응하여 변화하는 압축기의 주파수에 의거하여 검지된다. 따라서, 공기 조화기(1)에서는, 압축기(10)의 주파수가 소정 주파수보다 작은 경우에, 부하가 작고, 제1 운전에서는 증발 온도가 높아져 제습할 수 없는 상태인 것을 검지한다. 또, 공기 조화기(1)에서는, 증발 온도(증발 온도 센서(30)로 검지되는 증발 온도 또는 실내 열교환 온도 센서(32)로 검지되는 열교환 중간 온도)를 검지하고, 그 증발 온도가 소정 온도보다 낮은 경우, 제1 운전에서도 충분한 제습이 가능한 점에서, 제2 운전으로 전환되지 않는다. 따라서, 공기 조화기(1)에서는, 압축기 주파수가 소정 주파수보다 작고, 증발 온도가 소정 온도보다 높은 경우에, 제2 운전이 개시된다.

도 21f에 나타나 있는 바와 같이, 우선, 리모트 컨트롤러(41)에 있어서 제습 운전 모드의 개시 조작이 행해지면(단계 S1), 압축기 주파수가 소정 주파수보다 작고, 증발 온도가 소정 온도보다 높은지의 여부를 판단한다(단계 S2). 소정 주파수는, 제습 운전 모드에 있어서의 상한 주파수이다. 소정 온도란, 제1 운전에 있어서의 제습 한계 온도이다. 그리고, 압축기 주파수가 소정 주파수 이상, 또는, 증발 온도가 소정 온도 이하라고 판단한 경우에는(단계 S2 : NO), 제1 운전을 개시한다(단계 S3). 그 후, 단계 S2의 판단이 반복된다. 한편, 단계 S2에 있어서, 압축기 주파수가 소정 주파수보다 작고, 증발 온도가 소정 온도보다 높다고 판단한 경우에는(단계 S2 : YES), 제2 운전을 개시한다(단계 S4).

또한, 냉방 운전 모드에서는, 예를 들면, 제1 운전이 행해져, 실내 열교환기(14)의 전체가 증발기로서 기능하도록, 공기 조화기(1)가 제어부(40)에 의해 제어된다.

(21-2) 본 실시형태의 공기 조화기(1)의 특징

(21-2-1)

본 실시형태의 공기 조화기(1)에서는, 제습 운전 모드에 있어서, 보조 열교환기(20)가 냉매를 증발역(61)에서 증발시키는 제1 열교환기가 되고, 실외 열교환기(12)가 냉매를 응축시키는 제2 열교환기가 된다. 공기 조화기(1)에서는, 팽창 밸브(13)가, 냉매를 감압하는 감압부이다. 이 공기 조화기(1)는, 제1 열교환기인 실내 열교환기(14)의 증발역(61)에서 냉매를 증발시켜 제습할 수 있고 또한 간략화된 냉매 회로(50)를 갖고 있다.

본 실시형태의 공기 조화기(1)에서는, 제습 운전 모드의 개시 조작이 행해졌을 때에 부하가 큰 경우, 제1 운전에서도 열교환기의 온도가 낮기 때문에, 충분한 제습이 가능하므로, 제1 운전을 개시함으로써, 효율적으로 제습과 냉방을 동시에 행하는 것이 가능하다. 그리고, 실내의 온도가 저하되어, 부하가 작아지면, 제1 운전에서는, 증발 온도가 높아져 제습할 수 없게 되기 때문에, 그 시점에서 제2 운전으로 전환한다. 이에 의해, 제습을 위한 COP 악화의 영향을 최소한으로 하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태의 공기 조화기(1)에서는, 제습 운전 모드의 개시 조작에 의해 제1 운전을 개시한 후에 있어서, 증발 온도가 소정 온도보다 낮은 경우는 제2 운전으로 전환되지 않는다. 이 경우, 증발 온도가 소정치보다 낮기 때문에, 제1 운전으로부터 제2 운전으로 전환하지 않아도 제습할 수 있다.

(21-2-2)

더욱 상세하게 보면, 공기 조화기(1)에서는, 보조 열교환기(20)를 제1 열교환기로 간주할 수 있다. 이와 같이 보는 경우에는, 제1 열교환기인 보조 열교환기(20)의 풍하에 배치되어 있는 주 열교환기(21)를, 공기 조화기(1)가 구비하고 있다. 제습 운전 모드의 개시 조작에 의해 제1 운전이 행해지는 경우, 보조 열교환기(20)의 전체가 증발역으로서 기능한다. 보조 열교환기(20)의 전체가 증발역으로서 기능하는 경우, 주 열교환기(21)의 전체를 증발역으로서 기능시키는 제어가 가능하도록, 제어부(40)가 구성되어도 된다. 보조 열교환기(20)의 전체가 증발역으로서 기능하는 경우, 주 열교환기(21)의 일부를 증발역으로서 기능시키는 제어가 가능하도록, 제어부(40)가 구성되어도 된다. 보조 열교환기(20)의 전체가 증발역으로서 기능하는 경우, 주 열교환기(21)의 전체를 과열역으로서 기능시키는 제어가 가능하도록, 제어부(40)가 구성되어도 된다. 또, 제어부(40)는, 이들 구성 중 하나 혹은 복수를 조합하여 구성되어도 된다. 그 때문에, 실내 열교환 온도 센서가 적절히 추가되어도 된다.

(21-3) 변형예

(21-3-1) 변형예 A

상술한 실시형태에 있어서, 보조 열교환기(20)가, 전면 열교환기(21a)에 설치되고, 배면 열교환기(21b)에 설치되지 않는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 보조 열교환기(20)는, 배면 열교환기(21b)의 최풍상측에 설치되어도 된다.

(21-3-2) 변형예 B

상술한 실시형태에 있어서, 보조 열교환기와 주 열교환기가 일체로 구성되어도 된다. 따라서, 이 경우, 실내 열교환기가 일체로 구성되고, 실내 열교환기의 최풍상측에, 보조 열교환기에 대응된 부분이 설치되고, 그 풍하측에, 주 열교환기에 대응된 부분이 설치된다.

이 경우에는, 제1 운전이, 실내 열교환기의 최풍상측의 보조 열교환기에 상당하는 부분의 전체를 증발역으로 하는 운전이 되고, 제2 운전이, 내열교환기의 최풍상측의 보조 열교환기에 상당하는 부분의 전체를 증발역으로 하는 운전이 된다.

(21-3-3) 변형예 C

또, 상술한 실시형태에서는, 냉방 운전 모드, 소정의 제습 운전 모드 및 난방 운전 모드에서의 운전을 행하는 공기 조화기에 대해 설명했는데, 소정의 제습 운전 모드의 다른 방법으로 제습 운전을 행하는 제습 운전 모드에서의 운전을 행하는 공기 조화기여도 된다.

(21-3-4) 변형예 D

상술한 실시형태는, 실내 열교환기(14)를 제1 열교환기로 간주하여, 제습 운전 모드에서는, 제1 열교환기의 일부를 증발역으로서 이용하고, 냉방 운전 모드에서는, 제1 열교환기의 전체를 증발역으로서 이용하고 있다고 볼 수도 있다.

(22) 제22 그룹의 기술의 실시형태

(22-1) 냉동 사이클 장치

다음으로, 본 개시의 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

본 개시의 하기 실시형태의 냉동 사이클 장치는, 적어도 소정의 운전 시에, 열원측 및 이용측 열교환기 중 적어도 한쪽에 있어서, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름이 대향류가 된다는 특징을 갖는다. 이하에서는, 설명의 간략화를 위해, 이러한 특징을 갖는 냉동 사이클 장치를, 대향류형 열교환기를 갖는 냉동 사이클 장치로 부르는 경우가 있다. 또한, 여기서 대향류란, 열교환기에 있어서의 냉매의 흐름 방향이, 외부 열매체(냉매 회로의 외부를 흐르는 열매체)의 흐름 방향에 대해 역방향인 것을 의미한다. 바꾸어 말하면, 대향류란, 열교환기에 있어서, 냉매가, 외부 열매체가 흐르는 방향의 하류측에서 상류측을 향해 흐르는 것을 의미한다. 또한, 이하의 설명에서는, 열교환기에 있어서의 냉매의 흐름 방향이 외부 열매체의 흐름 방향에 대해 순방향인 경우, 바꾸어 말하면 열교환기에 있어서 냉매가 외부 열매체가 흐르는 방향의 상류측에서 하류측을 향해 흐르는 경우에는, 냉매의 흐름은 병행류라고 부른다.

대향류형 열교환기에 대해 구체예를 들면 설명한다.

외부 열매체가 액체(예를 들면 물)인 경우에는, 열교환기를, 도 22a의 (a)에 나타내는 바와 같은 이중관식 열교환기로 하고, 예를 들면, 이중관의 내관(P1) 내에 외부 열매체를 일방측에서 타방측(도시에서는 상측에서 하측)으로 흐르게 하고, 외관(P2) 내에 냉매를 타방측에서 일방측(도시에서는 하측에서 상측)으로 흐르게 함으로써, 냉매의 흐름과 외부 열매체의 흐름을 대향류로 할 수 있다. 또, 열교환기를, 도 22a(b)에 나타내는 바와 같은 원통관(P3)의 외주면에 나선관(P4)이 감겨진 구성의 열교환기로 하고, 원통관(P3) 내에 예를 들면 외부 열매체를 일방측에서 타방측(도시에서는 상측에서 하측)으로 흐르게 하고, 나선관(P4) 내에 냉매를 타방측에서 일방측(도시에서는 하측에서 상측)으로 흐르게 함으로써, 냉매의 흐름과 외부 열매체의 흐름을 대향류로 할 수 있다. 또한, 도시는 생략하나, 플레이트식 열교환기 등의 다른 공지의 열교환기에 있어서, 냉매가 흐르는 방향을 외부 열매체가 흐르는 방향에 대해 역방향으로 하여 대향류를 실현해도 된다.

외부 열매체가 공기인 경우에는, 열교환기를, 예를 들면 도 22b에 나타내는 바와 같은 핀 튜브식 열교환기로 할 수 있다. 핀 튜브식 열교환기는, 예를 들면 도 22b와 같이, 소정 간격을 두고 나란히 설치되는 복수의 핀(F)과, 평면에서 보았을 때 사행(蛇行)한 U자 형상의 전열관(P5)을 갖는다. 핀 튜브식 열교환기에서는, 전열관(P5)이 갖는 복수 열(도 22b에서는 2열)의 서로 평행한 직선부가, 복수의 핀(F)을 관통하도록 하여 설치된다. 각 전열관(P5)의 양단 중, 한쪽은 냉매의 유입구가 되고, 다른쪽은 냉매의 유출구가 된다. 냉매를, 도면 안의 화살표 X로 나타내는 바와 같이, 공기의 유통 방향 Y의 하류측에서 상류측을 향해 흐르게 함으로써, 열교환기에 있어서의 냉매의 흐름과 외부 열매체의 흐름을 대향류로 할 수 있다.

또한, 본 개시에 따른 냉동 사이클 장치의 냉매 회로에 봉입되는 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 상술한 냉매 A~D에서는, 증발, 응축하는 동안에 열매체의 온도가 상승 또는 하강한다.

이와 같이 증발, 응축 시에 온도 변화(온도 글라이드)를 수반하는 냉동 사이클을 로렌츠 사이클이라고 한다. 로렌츠 사이클에서는 열교환을 행는 열교환기로서 기능하는 증발기 및 응축기의 각각이 대향류형인 것으로 인해 증발 중과 응축 중의 냉매의 온도차가 감소하지만, 냉매와 외부 열매체 사이에서 유효하게 열을 전달하는데 충분한 크기의 온도차는 유지되어, 효율적으로 열교환을 하는 것이 가능해진다. 또, 대향류형 열교환기를 갖는 냉동 사이클 장치의 다른 이점은 압력차도 최소한으로 된다는 것이다. 이와 같이 대향류형 열교환기를 갖는 냉동 사이클 장치에서는, 종래 시스템에 비해 에너지 효율이나 능력의 개선을 가져올 수 있다.

(22-1-1) 제1 실시형태

도 22c는, 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치(10)의 개략 구성도이다.

또한, 여기에서는, 후술하는 냉동 사이클 장치(10)의 이용측 열교환기(15)에 있어서, 냉매와 외부 열매체로서의 공기가 열교환하는 경우를 예로 설명하는데, 이용측 열교환기(15)는 외부 열매체로서의 액체(예를 들면 물)와 열교환하는 것이어도 된다. 또, 여기에서는, 후술하는 냉동 사이클 장치(10)의 열원측 열교환기(13)에 있어서, 냉매와 외부 열매체로서의 액체가 열교환하는 경우를 예로 설명하는데, 이용측 열교환기(15)는 외부 열매체로서의 공기와 열교환하는 것이어도 된다. 바꾸어 말하면, 열원측 열교환기(13) 및 이용측 열교환기(15)에서 냉매와 열교환하는 외부 열매체의 조합은, (액체, 공기), (공기, 액체), (액체, 액체), (공기, 공기) 중 어느 것이어도 된다. 다른 실시형태에 있어서도 마찬가지이다.

여기에서는, 냉동 사이클 장치(10)는, 공기 조화 장치이다. 단, 냉동 사이클 장치(10)는, 공기 조화 장치로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 냉장고, 냉동고, 냉수기, 제빙기, 냉장 쇼케이스, 냉동 쇼케이스, 냉동 냉장 유닛, 냉동 냉장 창고 등에 이용되는 냉동기, 칠러(칠링 유닛), 터보 냉동기, 스크류 냉동기 등이어도 된다.

또, 여기에서는, 냉동 사이클 장치(10)에 있어서, 열원측 열교환기(13)가 냉매의 응축기로서 이용되고, 이용측 열교환기(15)가 냉매의 증발기로서 이용되고, 이용측 열교환기(15)에 있어서 외부 열매체(본 실시형태에서는 공기)가 냉각되는데, 이에 한정되는 것은 아니다. 냉동 사이클 장치(10)에 있어서, 열원측 열교환기(13)가 냉매의 증발기로서 이용되고, 이용측 열교환기(15)가 냉매의 응축기로서 이용되고, 이용측 열교환기(15)에 있어서 외부 열매체(본 실시형태에서는 공기)가 가열되어도 된다. 단, 이 경우, 냉매의 흐름 방향은 도 22c와는 반대가 된다. 이 경우에는, 열교환기(13, 15)를 흐르는 외부 열매체의 방향도 도 22c와는 역방향으로 함으로써 대향류가 실현된다. 또한, 열원측 열교환기(13)를 냉매의 증발기로서 이용하고, 이용측 열교환기(15)를 냉매의 응축기로서 이용하는 경우, 용도를 한정하는 것은 아니지만, 냉동 사이클 장치(10)는, 공기 조화 장치(난방 장치) 이외에, 급탕 장치나 바닥 난방 장치 등이어도 된다.

냉동 사이클 장치(10)는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매가 봉입되어, 냉매가 순환하는 냉매 회로(11)를 갖는다. 또한, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매에는, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

냉매 회로(11)는, 주로, 압축기(12)와, 열원측 열교환기(13)와, 팽창 기구(14)와, 이용측 열교환기(15)를 갖고 있으며, 이들 기기 12~15 등이 차례대로 접속됨으로써 구성되어 있다. 냉매 회로(11)에서는, 도 22c의 실선의 화살표 방향으로 냉매가 순환한다.

압축기(12)는, 저압의 가스 냉매를 압축하여, 냉동 사이클에 있어서의 고온 고압의 가스 냉매를 토출하는 기기이다. 압축기(12)로부터 토출된 고압의 가스 냉매는, 열원측 열교환기(13)에 공급된다.

열원측 열교환기(13)는 압축기(12)에 있어서 압축된 고온 고압의 가스 냉매를 응축시키는 응축기로서 기능한다. 열원측 열교환기(13)는, 예를 들면 기계실 등에 배치된다. 본 실시형태에서는, 열원측 열교환기(13)에는, 외부 열매체로서 액체(여기에서는 냉각수)가 공급된다. 열원측 열교환기(13)는, 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면 이중관식 열교환기이다. 열원측 열교환기(13)에 있어서, 냉매와 외부 열매체가 열교환함으로써, 고온 고압의 가스 냉매는 응축하여 고압의 액냉매가 된다. 열원측 열교환기(13)를 통과한 고압의 액냉매는, 팽창 기구(14)로 보내어진다.

팽창 기구(14)는, 열원측 열교환기(13)에 있어서 방열한 고압의 액냉매를 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압하기 위한 기기이다. 팽창 기구(14)로서는, 예를 들면 전자 팽창 밸브가 이용된다.

단, 팽창 기구(14)로서, 도 22d에 나타내는 바와 같이, 감온(感溫)식 팽창 밸브가 이용되어도 된다. 팽창 기구(14)로서 감온식 팽창 밸브를 이용하는 경우, 감온식 팽창 밸브는, 팽창 밸브와 직결된 감온통에 의해 이용측 열교환기(15) 통과 후의 냉매 온도를 검출하고, 검출된 냉매 온도에 의거하여 팽창 밸브의 개도(開度)를 제어한다. 이로 인해, 예를 들면 이용측 유닛 내에 이용측 열교환기(15), 팽창 밸브, 감온통이 설치된 경우에, 이용측 유닛 내 만으로 팽창 밸브의 제어가 완결된다. 그 결과, 열원측 열교환기(13)가 설치되는 열원측 유닛과 이용측 유닛 사이에서, 팽창 밸브의 제어에 관한 통신이 불필요해져, 저비용 및 공사 절감을 달성할 수 있다. 또한, 팽창 기구(14)에 감온식 팽창 밸브를 이용하는 경우에는, 팽창 기구(14)의 열원측 열교환기(13)측에 전자 밸브(17)가 배치되는 것이 바람직하다.

또, 팽창 기구(14)는, 캐피러리 튜브여도 된다(도시 생략).

팽창 기구(14)를 통과한 저압의 액냉매 또는 기액 2상 냉매는, 이용측 열교환기(15)에 공급된다.

이용측 열교환기(15)는, 저압의 액냉매를 증발시키는 증발기로서 기능한다. 이용측 열교환기(15)는, 공조 대상 공간에 배치된다. 본 실시형태에서는, 이용측 열교환기(15)에는, 팬(16)에 의해 외부 열매체로서의 공기가 공급된다. 이용측 열교환기(15)는, 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면 핀 튜브식 열교환기이다. 이용측 열교환기(15)에 있어서, 냉매와 공기가 열교환함으로써, 저압의 액냉매는 증발하여 저압의 가스 냉매가 되고, 한편으로 외부 열매체로서의 공기는 냉각된다. 이용측 열교환기(13)를 통과한 저압의 가스 냉매는, 압축기(12)에 공급되어, 다시 냉매 회로(11)를 순환한다.

이상의 냉동 사이클 장치(10)에서는, 운전 시에, 열원측 열교환기(13) 및 이용측 열교환기(15) 양쪽의 열교환기가 대향류형 열교환기가 되고 있다.

<냉동 사이클 장치의 특징>

냉동 사이클 장치(10)는, 압축기(12)와, 열원측 열교환기(13)와, 팽창 기구(14)와, 이용측 열교환기(15)를 포함하는 냉매 회로(11)를 구비한다. 냉매 회로(11)에는, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 냉매가 봉입된다. 적어도 소정의 운전 시에, 열원측 열교환기(13) 및 이용측 열교환기(15) 중 적어도 한쪽에 있어서의, 냉매의 흐름과 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름이 대향류이다.

본 냉동 사이클 장치에서는, 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 지구 온난화 계수가 낮은 냉매를 이용하여, 열교환기(13, 15)를 유효하게 이용한 고효율의 운전이 실현된다.

또한, 열교환기(13, 15)가 냉매의 응축기로서 기능하고 있는 경우에는, 통과하는 냉매의 온도는 입구측보다 출구측 쪽이 낮아지는 경향이 있다. 그러나, 응축기로서 기능할 때의 열교환기(13, 15)를 대향류형으로 구성하는 경우에는, 열교환기(13, 15)의 냉매의 입구측과 출구측의 어느 쪽에 있어서도, 공기와 냉매의 온도차를 충분히 확보하기 쉽다.

또, 열교환기(13, 15)가 냉매의 증발기로서 기능하고 있는 경우에는, 통과하는 냉매의 온도는 입구측보다 출구측 쪽이 높아지는 경향이 있다. 그러나, 증발기로서 기능할 때의 열교환기(13, 15)를 대향류형으로 구성하는 경우에는, 열교환기(13, 15)의 냉매의 입구측과 출구측의 어느 쪽에 있어서도, 공기와 냉매의 온도차를 충분히 확보하기 쉽다.

<변형예>

냉동 사이클 장치(10)는, 도 22e에 나타내는 바와 같이, 냉매 회로(11)는, 팽창 기구(14) 및 이용측 열교환기(15)를 복수(도시예에서는 2개) 병렬로 갖는 것이어도 된다. 또, 도시는 생략하나, 냉매 회로(11)는, 병렬로 배치된 열원측 열교환기(13)를 복수 가져도 되고, 압축기(12)를 복수 갖는 것이어도 된다.

또, 냉동 사이클 장치(10)에서는, 도 22f에 나타내는 바와 같이, 냉매 회로(11)가 유로 전환 기구(18)를 추가로 갖고 있어도 된다. 유로 전환 기구(18)는, 압축기(12)로부터 토출되는 가스 냉매가 흘러가는 곳을, 열원측 열교환기(13) 및 이용측 열교환기(15) 중 어느 한쪽으로 전환하는 기구이다. 유로 전환 기구(18)는, 예를 들면 사로 전환 밸브인데, 이에 한정되는 것이 아니고, 복수의 밸브에 의해 유로 전환 기구가 실현되어도 된다. 유로 전환 기구(18)를 이용함으로써, 열원측 열교환기(13)를 응축기로서 기능시키며 또한 이용측 열교환기(15)를 증발기로서 기능시키는 냉방 운전과, 열원측 열교환기(13)를 증발기로서 기능시키며 또한 이용측 열교환기(15)를 응축기로서 기능시키는 난방 운전을 전환할 수 있다.

또한, 도 22f에 나타낸 예에서는, 냉방 운전 시에, 응축기로서 기능하는 열원측 열교환기(13) 및 증발기로서 기능하는 이용측 열교환기(15)가, 모두 대향류형 열교환기가 된다(냉매 흐름을 나타내는 실선 화살표 참조). 한편, 난방 운전 시에는, 증발기로서 기능하는 열원측 열교환기(13) 및 응축기로서 기능하는 이용측 열교환기(15)가, 모두 병행류형(냉매의 흐름 방향이 외부 열매체의 흐름 방향에 대해 순방향) 열교환기가 된다(냉매 흐름을 나타내는 파선(破線) 화살표 참조).

단, 이에 한정되는 것이 아니고, 냉방 운전 시에, 응축기로서 기능하는 열원측 열교환기(13)가 병행류형 열교환기가 되고, 난방 운전 시에, 증발기로서 기능하는 열원측 열교환기(13)가 대향류형 열교환기가 되도록, 열원측 열교환기(13)를 흐르는 외부 열매체의 흐름 방향이 설계되어도 된다. 또, 냉방 운전 시에, 증발기로서 기능하는 이용측 열교환기(15)가 병행류형 열교환기가 되고, 난방 운전 시에, 응축기로서 기능하는 이용측 열교환기(15)가 대향류형 열교환기가 되도록, 이용측 열교환기(15)를 흐르는 외부 열매체의 흐름 방향이 설계되어도 된다.

또한, 바람직하게는, 열교환기(13, 15)가 응축기로서 기능할 때의 냉매의 흐름 방향이, 외부 열매체의 흐름 방향에 대해 역방향이 되도록 외부 열매체의 흐름 방향이 설계된다. 바꾸어 말하면, 바람직하게는, 열교환기(13, 15)가 응축기로서 기능할 때, 그 열교환기(13, 15)는 대향류형 열교환기가 되는 것이 바람직하다.

(22-1-2) 제2 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 22g, 개략 제어 블록 구성도인 도 22h를 참조하면서, 제2 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(100)에 대해 설명한다.

공기 조화 장치(100)는, 증기 압축식 냉동 사이클을 행함으로써, 대상 공간의 공기를 조화시키는 장치이다.

공기 조화 장치(100)는, 주로, 열원측 유닛(120)과, 이용측 유닛(130)과, 열원측 유닛(120)과 이용측 유닛(130)을 접속하는 액측 냉매 연락 배관(106) 및 가스측 냉매 연락 배관(105)과, 입력 장치 및 출력 장치로서의 도시하지 않은 리모컨과, 공기 조화 장치(100)의 동작을 제어하는 컨트롤러(107)를 갖고 있다.

냉매 회로(110)에는, 증기 압축식 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 봉입되어 있다. 공기 조화 장치(100)에서는, 냉매 회로(110) 내에 봉입된 냉매가, 압축되어, 냉각 또는 응축되고, 감압되어, 가열 또는 증발된 후에, 다시 압축된다는, 냉동 사이클이 행해진다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(110)에는, 당해 혼합 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다.

(22-1-2-1) 열원측 유닛

열원측 유닛(120)은, 액측 냉매 연락 배관(106) 및 가스측 냉매 연락 배관(105)을 통해 이용측 유닛(130)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(110)의 일부를 구성하고 있다. 열원측 유닛(120)은, 주로, 압축기(121)와, 유로 전환 기구(122)와, 열원측 열교환기(123)와, 열원측 팽창 기구(124)와, 저압 리시버(141)와, 열원측 팬(125)과, 액측 폐쇄 밸브(129)와, 가스측 폐쇄 밸브(128)와, 열원측 브릿지 회로(153)를 갖고 있다.

압축기(121)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 여기에서는, 압축기(121)로서, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식 압축 요소(도시 생략)가 압축기 모터에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조의 압축기가 사용되고 있다. 압축기 모터는, 용량을 변화시키기 위한 것이며, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 또한, 압축기(121)에는, 흡입측에 있어서, 도시하지 않은 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있다.

유로 전환 기구(122)는, 예를 들면 사로 전환 밸브이다. 유로 전환 기구(122)는, 접속 상태를 전환함으로써, 압축기(121)의 토출측과 열원측 열교환기(123)를 접속하면서 압축기(121)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(128)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태와, 압축기(121)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(128)를 접속하면서 압축기(121)의 흡입측과 열원측 열교환기(123)를 접속하는 난방 운전 접속 상태를 전환할 수 있다.

열원측 열교환기(123)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다.

열원측 팬(125)은, 열원측 유닛(120) 내에 열원이 되는 공기를 흡입하여, 열원측 열교환기(123)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부에 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 열원측 팬(125)은, 실외 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

열원측 팽창 기구(124)는, 열원측 열교환기(123)의 액측 단부와 액측 폐쇄 밸브(129) 사이에 설치되어 있다. 열원측 팽창 기구(124)는, 캐피러리 튜브 또는 감온통과 함께 이용되는 기계식 팽창 밸브여도 되지만, 제어에 의해 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다.

저압 리시버(141)는, 압축기(121)의 흡입측과 유로 전환 기구(122)의 접속 포트 중 하나 사이에 설치되어 있으며, 냉매 회로(110)에 있어서의 잉여 냉매를 액냉매로서 저류하는 것이 가능한 냉매 용기이다. 또, 압축기(121)에는, 도시하지 않은 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있으며, 저압 리시버(141)는, 당해 부속 어큐뮬레이터의 상류측에 접속되어 있다.

액측 폐쇄 밸브(129)는, 열원측 유닛(120)에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(106)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

가스측 폐쇄 밸브(128)는, 열원측 유닛(120)에 있어서의 가스측 냉매 연락 배관(105)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

열원측 브릿지 회로(153)는, 4개의 접속 개소 및 각 접속 개소 사이에 설치된 역지 밸브를 갖고 있다. 열원측 브릿지 회로(153)의 4개의 접속 개소에는, 열원측 열교환기(123)의 유입측으로부터 연장된 냉매 배관과, 열원측 열교환기(123)의 유출측으로부터 연장된 냉매 배관과, 액측 폐쇄 밸브(129)로부터 연장된 냉매 배관과, 유로 전환 기구(122)의 접속 포트 중 하나로부터 연장된 냉매 배관이 각각 접속되어 있다. 각 역지 밸브는, 각각, 유로 전환 기구(122)의 접속 포트 중 하나로부터 열원측 열교환기(123)의 유출측을 향하는 냉매 흐름을 차단하고, 액측 폐쇄 밸브(129)로부터 열원측 열교환기(123)의 유출측을 향하는 냉매 흐름을 차단하고, 열원측 열교환기(123)의 유입측으로부터 유로 전환 기구(122)의 접속 포트 중 하나를 향하는 냉매 흐름을 차단하고, 열원측 열교환기(123)의 유입측으로부터 액측 폐쇄 밸브(129)를 향하는 냉매 흐름을 차단한다. 또한, 액측 폐쇄 밸브(129)로부터 열원측 브릿지 회로(153)의 접속 개소 중 하나까지 연장되어 있는 냉매 배관의 도중에는, 열원측 팽창 기구(124)가 설치되어 있다.

또한, 도 22g에서는, 열원측 팬(125)에 의해 형성되는 공기 흐름을 점선의 화살표로 나타내고 있다. 여기서, 열원측 브릿지 회로(153)를 갖는 열원측 유닛(120)의 열원측 열교환기(123)에서는, 냉매의 증발기로서 기능하는 경우와 냉매의 응축기로서 기능하는 경우의 어느 경우에 있어서도, 열원측 열교환기(123)에 있어서 냉매가 유입되는 개소(공기 흐름의 하류측)가 같고, 열원측 열교환기(123)로부터 냉매가 유출되는 개소(공기 흐름의 상류측)가 같고, 열원측 열교환기(123) 내에 있어서 냉매가 흐르는 방향이 같아지도록 구성되어 있다. 이로 인해, 열원측 열교환기(123) 내를 흐르는 냉매의 흐름 방향은, 냉매의 증발기로서 기능하는 경우와 냉매의 응축기로서 기능하는 경우의 어느 경우에 있어서도, 열원측 팬(125)이 형성시키는 공기 흐름 방향과는 반대 방향(상시 대향류)이 되도록 구성되어 있다.

열원측 유닛(120)은, 열원측 유닛(120)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 열원측 유닛 제어부(127)를 갖고 있다. 열원측 유닛 제어부(127)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 열원측 유닛 제어부(127)는, 각 이용측 유닛(130)의 이용측 유닛 제어부(134)와 통신선을 통해 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

열원측 유닛(120)에는, 토출 압력 센서(161), 토출 온도 센서(162), 흡입 압력 센서(163), 흡입 온도 센서(164), 열원측 열교환 온도 센서(165), 열원 공기 온도 센서(166) 등이 설치되어 있다. 이들 각 센서는, 열원측 유닛 제어부(127)와 전기적으로 접속되어 있으며, 열원측 유닛 제어부(127)에 대해 검출 신호를 송신한다. 토출 압력 센서(161)는, 압축기(121)의 토출측과 유로 전환 기구(122)의 접속 포트 중 하나를 접속하는 토출 배관을 흐르는 냉매의 압력을 검출한다. 토출 온도 센서(162)는, 토출 배관을 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 흡입 압력 센서(163)는, 저압 리시버(141)와 압축기(121)의 흡입측을 접속하는 흡입 배관을 흐르는 냉매의 압력을 검출한다. 흡입 온도 센서(164)는, 흡입 배관을 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 열원측 열교환 온도 센서(165)는, 열원측 열교환기(123) 중 유로 전환 기구(122)가 접속되어 있는 측과는 반대측인 액측의 출구를 흐르는 냉매의 온도를 검출한다. 열원 공기 온도 센서(166)는, 열원측 열교환기(123)를 통과하기 전의 열원 공기의 공기 온도를 검출한다.

(22-1-2-2) 이용측 유닛

이용측 유닛(130)은, 공조 대상 공간의 벽면이나 천장 등에 설치되어 있다. 이용측 유닛(130)은, 액측 냉매 연락 배관(106) 및 가스측 냉매 연락 배관(105)을 통해 열원측 유닛(120)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(110)의 일부를 구성하고 있다.

이용측 유닛(130)은, 이용측 열교환기(131)와, 이용측 팬(132)과, 이용측 브릿지 회로(154)를 갖고 있다.

이용측 열교환기(131)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(106)과 접속되고, 가스측 단부가, 가스측 냉매 연락 배관(105)과 접속되어 있다. 이용측 열교환기(131)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다.

이용측 팬(132)은, 이용측 유닛(130) 내에 실내의 공기를 흡입하여, 이용측 열교환기(131)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부에 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 이용측 팬(132)은, 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

이용측 브릿지 회로(154)는, 4개의 접속 개소 및 각 접속 개소 사이에 설치된 역지 밸브를 갖고 있다. 이용측 브릿지 회로(154)의 4개의 접속 개소에는, 이용측 열교환기(131)의 유입측으로부터 연장된 냉매 배관과, 이용측 열교환기(131)의 유출측으로부터 연장된 냉매 배관과, 액측 냉매 연락 배관(106)의 이용측 유닛(130)측 단부에 접속된 냉매 배관과, 가스측 냉매 연락 배관(105)의 이용측 유닛(130)측 단부에 접속된 냉매 배관이 각각 접속되어 있다. 각 역지 밸브는, 각각, 이용측 열교환기(131)의 유입측으로부터 액측 냉매 연락 배관(106)을 향하는 냉매 흐름을 차단하고, 이용측 열교환기(131)의 유입측으로부터 가스측 냉매 연락 배관(105)을 향하는 냉매 흐름을 차단하고, 액측 냉매 연락 배관(106)으로부터 이용측 열교환기(131)의 유출측을 향하는 냉매 흐름을 차단하고, 가스측 냉매 연락 배관(105)으로부터 이용측 열교환기(131)의 유출측을 향하는 냉매 흐름을 차단한다.

또한, 도 22g에서는, 이용측 팬(132)에 의해 형성되는 공기 흐름을 점선의 화살표로 나타내고 있다. 여기서, 이용측 브릿지 회로(154)를 갖는 이용측 유닛(130)의 이용측 열교환기(131)에서는, 냉매의 증발기로서 기능하는 경우와 냉매의 응축기로서 기능하는 경우의 어느 경우에 있어서도, 이용측 열교환기(131)에 있어서 냉매가 유입되는 개소(공기 흐름의 하류측)가 같고, 이용측 열교환기(131)로부터 냉매가 유출되는 개소(공기 흐름의 상류측)가 같고, 이용측 열교환기(131) 내에 있어서 냉매가 흐르는 방향이 같아지도록 구성되어 있다. 이로 인해, 이용측 열교환기(131) 내를 흐르는 냉매의 흐름 방향은, 냉매의 증발기로서 기능하는 경우와 냉매의 응축기로서 기능하는 경우의 어느 경우에 있어서도, 이용측 팬(132)이 형성시키는 공기 흐름 방향과는 반대 방향(상시 대향류)이 되도록 구성되어 있다.

또, 이용측 유닛(130)은, 이용측 유닛(130)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 이용측 유닛 제어부(134)를 갖고 있다. 이용측 유닛 제어부(134)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 이용측 유닛 제어부(134)는, 열원측 유닛 제어부(127)와 통신선을 통해 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

이용측 유닛(130)에는, 대상 공간 공기 온도 센서(172), 유입측 열교환 온도 센서(181), 유출측 열교환 온도 센서(183) 등이 설치되어 있다. 이들 각 센서는, 이용측 유닛 제어부(134)와 전기적으로 접속되어 있으며, 이용측 유닛 제어부(134)에 대해 검출 신호를 송신한다. 대상 공간 공기 온도 센서(172)는, 이용측 열교환기(131)를 통과하기 전의 공조 대상 공간의 공기 온도를 검출한다. 유입측 열교환 온도 센서(181)는, 이용측 열교환기(131)에 유입되기 전의 냉매의 온도를 검출한다. 유출측 열교환 온도 센서(183)는, 이용측 열교환기(131)로부터 유출되는 냉매의 온도를 검출한다.

(22-1-2-3) 컨트롤러의 상세

공기 조화 장치(100)에서는, 열원측 유닛 제어부(127)와 이용측 유닛 제어부(134)가 통신선을 통해 접속됨으로써, 공기 조화 장치(100)의 동작을 제어하는 컨트롤러(107)가 구성되어 있다.

컨트롤러(107)는, 주로, CPU(중앙 연산 처리 장치)와, ROM이나 RAM 등의 메모리를 갖고 있다. 또한, 컨트롤러(107)에 의한 각종 처리나 제어는, 열원측 유닛 제어부(127) 및/또는 이용측 유닛 제어부(134)에 포함되는 각 부가 일체적으로 기능함으로써 실현되고 있다.

(22-1-2-4) 운전 모드

이하, 운전 모드에 대해 설명한다.

운전 모드로서는, 냉방 운전 모드와 난방 운전 모드가 설정되어 있다.

컨트롤러(107)는, 리모컨 등으로부터 접수된 지시에 의거하여, 냉방 운전 모드인지 난방 운전 모드인지를 판단하고, 실행한다.

(A) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(100)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 유로 전환 기구(122)의 접속 상태를 압축기(121)의 토출측과 열원측 열교환기(123)를 접속하면서 압축기(121)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(128)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(110)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(121), 열원측 열교환기(123), 열원측 팽창 기구(124), 이용측 열교환기(131) 순으로 순환시킨다.

구체적으로는, 압축기(121)는, 예를 들면, 냉매 회로(110)에 있어서의 냉매의 증발 온도가, 설정 온도와 실내 온도(대상 공간 공기 온도 센서(172)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다.

압축기(121)로부터 토출된 가스 냉매는, 유로 전환 기구(122)를 통과한 후, 열원측 열교환기(123)에 있어서 응축된다. 또한, 열원측 열교환기(123)에 있어서는, 열원측 팬(125)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐른다. 바꾸어 말하면, 열원측 열교환기(123)를 응축기로서 이용하는 공기 조화 장치(100)의 운전 시에, 열원측 열교환기(123)에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름은 대향류가 된다. 열원측 열교환기(123)를 흐른 냉매는, 열원측 브릿지 회로(153)의 일부를 통과하여, 열원측 팽창 기구(124)에 있어서 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 열원측 팽창 기구(124)는, 예를 들면, 이용측 열교환기(131)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(121)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 여기서, 이용측 열교환기(131)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도는, 예를 들면, 유출측 열교환 온도 센서(183)의 검출 온도에서, 흡입 압력 센서(163)의 검출 온도에 상당하는 냉매의 포화 온도를 차감함으로써 구해도 된다. 또한, 열원측 팽창 기구(124)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(121)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(121)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

열원측 팽창 기구(124)에 있어서 냉동 사이클의 저압까지 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(129), 액측 냉매 연락 배관(106)을 통해 이용측 유닛(130)에 유입되고, 이용측 열교환기(131)에 있어서 증발한다. 또한, 이용측 열교환기(131)에 있어서는, 이용측 팬(132)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐른다. 바꾸어 말하면, 이용측 열교환기(131)를 증발기로서 이용하는 공기 조화 장치(100)의 운전 시에, 이용측 열교환기(131)에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름은 대향류가 된다. 이용측 열교환기(131)를 흐른 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(105)을 흐른 후, 가스측 폐쇄 밸브(128), 유로 전환 기구(122), 저압 리시버(141)를 거쳐, 다시, 압축기(121)에 흡입된다. 또한, 저압 리시버(141)에서는, 이용측 열교환기(131)에 있어서 끝까지 증발하지 못한 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다.

(B) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(100)에서는, 난방 운전 모드에서는, 유로 전환 기구(122)의 접속 상태를 압축기(121)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(128)를 접속하면서 압축기(121)의 흡입측과 열원측 열교환기(123)를 접속하는 난방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(110)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(121), 이용측 열교환기(131), 열원측 팽창 기구(124), 열원측 열교환기(123) 순으로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(121)는, 예를 들면, 냉매 회로(110)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 설정 온도와 실내 온도(대상 공간 공기 온도 센서(172)의 검출 온도)의 차분에 따라 정해지는 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다.

압축기(121)로부터 토출된 가스 냉매는, 유로 전환 기구(122), 가스측 냉매 연락 배관(105)을 흐른 후, 이용측 유닛(130)의 이용측 열교환기(131)의 가스측 단부에 유입되고, 이용측 열교환기(131)에 있어서 응축한다. 또한, 이용측 열교환기(131)에 있어서는, 이용측 팬(132)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐른다. 바꾸어 말하면, 이용측 열교환기(131)를 응축기로서 이용하는 공기 조화 장치(100)의 운전 시에, 이용측 열교환기(131)에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름은 대향류가 된다. 이용측 열교환기(131)의 액측 단부로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(106)을 거쳐, 열원측 유닛(120)에 유입되고, 액측 폐쇄 밸브(129)를 통과하여, 열원측 팽창 기구(124)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 열원측 팽창 기구(124)는, 예를 들면, 압축기(121)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 열원측 팽창 기구(124)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(121)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(121)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

열원측 팽창 기구(124)에서 감압된 냉매는, 열원측 열교환기(123)에 있어서 증발한다. 또한, 열원측 열교환기(123)에 있어서는, 열원측 팬(125)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐른다. 바꾸어 말하면, 열원측 열교환기(123)를 증발기로서 이용하는 공기 조화 장치(100)의 운전 시에, 열원측 열교환기(123)에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름은 대향류가 된다. 열원측 열교환기(123)에 있어서 증발한 냉매는, 유로 전환 기구(122), 저압 리시버(141)를 거쳐, 다시, 압축기(121)에 흡입된다. 또한, 저압 리시버(141)에서는, 열원측 열교환기(123)에 있어서 끝까지 증발하지 못한 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다.

(22-1-2-5) 공기 조화 장치(100)의 특징

공기 조화 장치(100)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능해진다.

또, 공기 조화 장치(100)에서는, 저압 리시버(141)를 설치함으로써, 압축기(121)에 흡입되는 냉매의 과열도가 소정치 이상이 되는 것이 확보되는 제어(열원측 팽창 기구(124)의 제어)를 행하지 않아도, 액압축이 발생하는 것을 억제시키는 것이 가능해진다. 이 때문에, 열원측 팽창 기구(124)의 제어로서는, 응축기로서 기능시키는 경우의 열원측 열교환기(123)(응축기로서 기능시키는 경우의 이용측 열교환기(131)도 마찬가지임)에 대해, 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도를 충분히 확보하도록 제어시키는 것이 가능해진다.

또, 열원측 열교환기(123)에 있어서는, 냉방 운전 시와 난방 운전 시의 어느 쪽에 있어서도, 열원측 팬(125)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐르고 있다(대향류가 되고 있다). 이 때문에, 열원측 열교환기(123)가 냉매의 증발기로서 기능하고 있는 경우에는, 통과하는 냉매의 온도는 입구측보다 출구측 쪽이 높아지는 경향이 있는데, 그 경우여도, 열원측 팬(125)에 의해 형성되는 공기 흐름이 반대 방향이기 때문에, 열원측 열교환기(123)의 냉매의 입구측과 출구측의 어느 쪽에 있어서도, 공기와 냉매의 온도차를 충분히 확보하기 쉽다. 또, 열원측 열교환기(123)가 냉매의 응축기로서 기능하고 있는 경우에는, 통과하는 냉매의 온도는 입구측보다 출구측 쪽이 낮아지는 경향이 있는데, 그 경우여도, 열원측 팬(125)에 의해 형성되는 공기 흐름이 반대 방향이기 때문에, 열원측 열교환기(123)의 냉매의 입구측과 출구측의 어느 쪽에 있어서도, 공기와 냉매의 온도차를 충분히 확보하기 쉽다.

또한, 이용측 열교환기(131)에 있어서는, 냉방 운전 시와 난방 운전 시의 어느 쪽에 있어서도, 이용측 팬(132)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐르고 있다(대향류가 되고 있다). 이 때문에, 이용측 열교환기(131)가 냉매의 증발기로서 기능하고 있는 경우에는, 통과하는 냉매의 온도는 입구측보다 출구측 쪽이 높아지는 경향이 있는데, 그 경우여도, 이용측 팬(132)에 의해 형성되는 공기 흐름이 반대 방향이기 때문에, 이용측 열교환기(131)의 냉매의 입구측과 출구측의 어느 쪽에 있어서도, 공기와 냉매의 온도차를 충분히 확보하기 쉽다. 또, 이용측 열교환기(131)가 냉매의 응축기로서 기능하고 있는 경우에는, 통과하는 냉매의 온도는 입구측보다 출구측 쪽이 낮아지는 경향이 있는데, 그 경우여도, 이용측 팬(132)에 의해 형성되는 공기 흐름이 반대 방향이기 때문에, 이용측 열교환기(131)의 냉매의 입구측과 출구측의 어느 쪽에 있어서도, 공기와 냉매의 온도차를 충분히 확보하기 쉽다.

이로 인해, 냉매로서 비(非)공비 혼합 냉매가 이용됨으로써 증발기 내 및 응축기 내에 있어서 온도 글라이드가 발생하는 경우여도, 냉방 운전과 난방 운전의 어느 쪽에 있어서도, 증발기로서 기능시키는 열교환기 및 응축기로서 기능시키는 열교환기의 어느 쪽에 있어서도 충분히 능력을 발휘시킬 수 있다.

(22-1-3) 제3 실시형태

이하, 냉매 회로의 개략 구성도인 도 22i, 개략 제어 블록 구성도인 도 22j를 참조하면서, 제3 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(100a)에 대해 설명한다. 또한, 제2 실시형태의 공기 조화 장치(100)와 제3 실시형태의 공기 조화 장치(100a)에는 공통점도 많기 때문에, 이하에서는, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(100)와의 차이를 주로 설명한다.

(22-1-3-1) 공기 조화 장치의 구성

공기 조화 장치(100a)는, 상기 제2 실시형태의 공기 조화 장치(100)와는, 열원측 유닛(120)에 있어서 바이패스 팽창 밸브(149)를 갖는 바이패스 배관(140)이 설치되어 있는 점, 복수의 실내 유닛(제1 이용측 유닛(130)과 제2 이용측 유닛(135))이 병렬로 설치되어 있는 점, 및, 각 실내 유닛에 있어서 실내 열교환기의 액냉매측에 실내 팽창 밸브가 설치되어 있는 점에서 주로 상이하다. 또한, 이하의 공기 조화 장치(100a)의 설명에 있어서, 공기 조화 장치(100)와 같거나 또는 유사한 구성에 대해서는, 같은 참조 부호를 달아 설명한다.

열원측 유닛(120)이 갖는 바이패스 배관(140)은, 냉매 회로(110) 중 열원측 팽창 기구(124)와 액측 폐쇄 밸브(129) 사이의 부분과, 유로 전환 기구(122)의 접속 포트 중 하나로부터 저압 리시버(141)까지 연장되는 냉매 배관을 접속하는 냉매 배관이다. 바이패스 팽창 밸브(149)는, 특별히 한정되지 않지만, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다.

제1 이용측 유닛(130)은, 상기 실시형태와 마찬가지로, 제1 이용측 열교환기(131), 제1 이용측 팬(132), 및 제1 이용측 브릿지 회로(154)를 갖는 것 이외에, 제1 이용측 팽창 기구(133)를 갖고 있다. 제1 이용측 브릿지 회로(154)는, 4개의 접속 개소 및 각 접속 개소 사이에 설치된 역지 밸브를 갖고 있다. 제1 이용측 브릿지 회로(154)의 4개의 접속 개소에는, 제1 이용측 열교환기(131)의 액측으로부터 연장된 냉매 배관과, 제1 이용측 열교환기(131)의 가스측으로부터 연장된 냉매 배관과, 액측 냉매 연락 배관(106)으로부터 제1 이용측 유닛(130)을 향해 분기한 냉매 배관과, 가스측 냉매 연락 배관(105)으로부터 제1 이용측 유닛(130)을 향해 분기한 냉매 배관이 각각 접속되어 있다.

또한, 도 22i에서는, 제1 이용측 팬(132)에 의해 형성되는 공기 흐름을 점선의 화살표로 나타내고 있다. 여기서, 제1 이용측 브릿지 회로(154)를 갖는 제1 이용측 유닛(130)의 제1 이용측 열교환기(131)에서는, 냉매의 증발기로서 기능하는 경우와 냉매의 응축기로서 기능하는 경우의 어느 경우에 있어서도, 제1 이용측 열교환기(131)에 있어서 냉매가 유입되는 개소(공기 흐름의 하류측)가 같고, 제1 이용측 열교환기(131)로부터 냉매가 유출되는 개소(공기 흐름의 상류측)가 같고, 제1 이용측 열교환기(131) 내에 있어서 냉매가 흐르는 방향이 같아지도록 구성되어 있다. 이로 인해, 제1 이용측 열교환기(131) 내를 흐르는 냉매의 흐름 방향은, 냉매의 증발기로서 기능하는 경우와 냉매의 응축기로서 기능하는 경우의 어느 경우에 있어서도, 제1 이용측 팬(132)이 형성하는 공기 흐름 방향과는 반대 방향(상시 대향류)이 되도록 구성되어 있다. 또, 제1 이용측 팽창 기구(133)는, 액측 냉매 연락 배관(106)으로부터 제1 이용측 유닛(130)을 향해 분기한 냉매 배관의 도중(제1 이용측 브릿지 회로(154)의 액냉매측)에 설치되어 있다. 제1 이용측 팽창 기구(133)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제1 이용측 유닛(130)에는, 상기 실시형태와 마찬가지로, 제1 이용측 유닛 제어부(134)와, 제1 이용측 유닛 제어부(134)에 대해 전기적으로 접속된 제1 유입측 열교환 온도 센서(181), 제1 대상 공간 공기 온도 센서(172), 제1 유출측 열교환 온도 센서(183) 등이 설치되어 있다.

제2 이용측 유닛(135)은, 제1 이용측 유닛(130)과 마찬가지로, 제2 이용측 열교환기(136), 제2 이용측 팬(137), 제2 이용측 팽창 기구(138), 및 제2 이용측 브릿지 회로(155)를 갖고 있다. 제2 이용측 브릿지 회로(155)는, 4개의 접속 개소 및 각 접속 개소 사이에 설치된 역지 밸브를 갖고 있다. 제2 이용측 브릿지 회로(155)의 4개의 접속 개소에는, 제2 이용측 열교환기(136)의 액측으로부터 연장된 냉매 배관과, 제2 이용측 열교환기(136)의 가스측으로부터 연장된 냉매 배관과, 액측 냉매 연락 배관(106)으로부터 제2 이용측 유닛(135)을 향해 분기한 냉매 배관과, 가스측 냉매 연락 배관(105)으로부터 제2 이용측 유닛(135)을 향해 분기한 냉매 배관이 각각 접속되어 있다. 또한, 도 22i에서는, 제2 이용측 팬(137)에 의해 형성되는 공기 흐름을 점선의 화살표로 나타내고 있다. 여기서, 제2 이용측 브릿지 회로(155)를 갖는 제2 이용측 유닛(135)의 제2 이용측 열교환기(136)에서는, 냉매의 증발기로서 기능하는 경우와 냉매의 응축기로서 기능하는 경우의 어느 경우에 있어서도, 제2 이용측 열교환기(136)에 있어서 냉매가 유입되는 개소(공기 흐름의 하류측)가 같고, 제2 이용측 열교환기(136)로부터 냉매가 유출되는 개소(공기 흐름의 상류측)가 같고, 제2 이용측 열교환기(136) 내에 있어서 냉매가 흐르는 방향이 같아지도록 구성되어 있다. 이로 인해, 제2 이용측 열교환기(136) 내를 흐르는 냉매의 흐름 방향은, 냉매의 증발기로서 기능하는 경우와 냉매의 응축기로서 기능하는 경우의 어느 경우에 있어서도, 제2 이용측 팬(137)이 형성하는 공기 흐름 방향과는 반대 방향(상시 대향류)이 되도록 구성되어 있다. 또, 제2 이용측 팽창 기구(138)는, 액측 냉매 연락 배관(106)으로부터 제2 이용측 유닛(135)을 향해 분기한 냉매 배관의 도중(제2 이용측 브릿지 회로(155)의 액냉매측)에 설치되어 있다. 제2 이용측 팽창 기구(138)는, 밸브 개도를 조절 가능한 전동 팽창 밸브인 것이 바람직하다. 제2 이용측 유닛(135)에는, 제1 이용측 유닛(130)과 마찬가지로, 제2 이용측 유닛 제어부(139)와, 제2 이용측 유닛 제어부(139)에 대해 전기적으로 접속된 제2 유입측 열교환 온도 센서(185), 제2 대상 공간 공기 온도 센서(176), 제2 유출측 열교환 온도 센서(187)가 설치되어 있다.

(22-1-3-2) 운전 모드

(A) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(100a)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 압축기(121)는, 예를 들면, 냉매 회로(110)에 있어서의 냉매의 증발 온도가 목표 증발 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 증발 온도는, 각 이용측 유닛(130, 135)에 있어서 설정 온도와 이용측 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 이용측 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(121)로부터 토출된 가스 냉매는, 유로 전환 기구(122)를 통과한 후, 열원측 열교환기(123)에 있어서 응축한다. 또한, 열원측 열교환기(123)에 있어서는, 열원측 팬(125)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐른다. 바꾸어 말하면, 열원측 열교환기(123)를 응축기로서 이용하는 공기 조화 장치(100a)의 운전 시에, 열원측 열교환기(123)에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름은 대향류가 된다. 열원측 열교환기(123)를 흐른 냉매는, 열원측 브릿지 회로(153)의 일부를 통과한 후, 전개 상태로 제어되고 있는 열원측 팽창 기구(124)를 통과하여, 액측 폐쇄 밸브(129), 액측 냉매 연락 배관(106)을 통해 제1 이용측 유닛(130) 및 제2 이용측 유닛(135)에 각각 유입된다.

또한, 바이패스 배관(140)의 바이패스 팽창 밸브(149)는, 잉여 냉매의 발생 상황에 따라 밸브 개도가 제어된다. 구체적으로는, 바이패스 팽창 밸브(149)는, 예를 들면, 토출 압력 센서(161)에 의해 검지되는 고압 압력 및/또는 열원측 열교환기(123)의 액측을 흐르는 냉매의 과냉각도에 의거하여 제어된다. 이로 인해, 상술한 열원측 팽창 기구(124)를 통과한 냉매의 일부인 잉여 냉매는, 바이패스 배관(140)을 통해 저압 리시버(141)에 보내어진다.

제1 이용측 유닛(130)에 유입된 냉매는, 제1 이용측 팽창 기구(133)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다. 또, 제2 이용측 유닛(135)에 유입된 냉매는, 제2 이용측 팽창 기구(138)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

여기서, 제1 이용측 팽창 기구(133)는, 예를 들면, 제1 이용측 열교환기(131)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(121)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 여기서, 제1 이용측 열교환기(131)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도는, 예를 들면, 제1 유출측 열교환 온도 센서(183)의 검출 온도에서, 흡입 압력 센서(163)의 검출 온도에 상당하는 냉매의 포화 온도를 차감함으로써 구해도 된다. 또, 제2 이용측 팽창 기구(138)도 마찬가지로, 예를 들면, 제2 이용측 열교환기(136)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도 또는 압축기(121)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 여기서, 제2 이용측 열교환기(136)의 가스측을 흐르는 냉매의 과열도는, 예를 들면, 제2 유출측 열교환 온도 센서(187)의 검출 온도에서, 흡입 압력 센서(163)의 검출 온도에 상당하는 냉매의 포화 온도를 차감함으로써 구해도 된다.

제1 이용측 팽창 기구(133)에 있어서 감압된 냉매는, 제1 이용측 브릿지 회로(154)의 일부를 통과하여, 제1 이용측 열교환기(131)에 유입되고, 제1 이용측 열교환기(131)에 있어서 증발한다. 또한, 제1 이용측 열교환기(131)에 있어서는, 제1 이용측 팬(132)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐른다. 바꾸어 말하면, 제1 이용측 열교환기(131)를 증발기로서 이용하는 공기 조화 장치(100a)의 운전 시에, 제1 이용측 열교환기(131)에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름은 대향류가 된다. 제1 이용측 열교환기(131)를 통과한 냉매는, 제1 이용측 브릿지 회로(154)의 일부를 통과하여, 제1 이용측 유닛(130)의 외부에 유출된다.

마찬가지로, 제2 이용측 팽창 기구(138)에 있어서 감압된 냉매는, 제2 이용측 브릿지 회로(155)의 일부를 통과하여, 제2 이용측 열교환기(136)로 유입되고, 제2 이용측 열교환기(136)에 있어서 증발한다. 또한, 제2 이용측 열교환기(136)에 있어서는, 제2 이용측 팬(137)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐른다. 바꾸어 말하면, 제2 이용측 열교환기(136)를 증발기로서 이용하는 공기 조화 장치(100a)의 운전 시에, 제2 이용측 열교환기(136)에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름은 대향류가 된다. 제2 이용측 열교환기(136)를 통과한 냉매는, 제2 이용측 브릿지 회로(155)의 일부를 통과하여, 제2 이용측 유닛(135)의 외부에 유출된다. 제1 이용측 유닛(130) 및 제2 이용측 유닛(135)으로부터 유출된 냉매는, 합류한 후, 가스측 냉매 연락 배관(105)을 흘러, 가스측 폐쇄 밸브(128), 유로 전환 기구(122), 저압 리시버(141)를 거쳐, 다시, 압축기(121)에 흡입된다. 또한, 저압 리시버(141)에서는, 제1 이용측 열교환기(131) 및 제2 이용측 열교환기(136)에 있어서 끝까지 증발하지 못한 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다.

(B) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(100a)에서는, 난방 운전 모드에서는, 압축기(121)는, 예를 들면, 냉매 회로(110)에 있어서의 냉매의 응축 온도가, 목표 응축 온도가 되도록, 운전 주파수가 용량 제어된다. 여기서, 목표 응축 온도는, 각 이용측 유닛(130, 135)에 있어서 설정 온도와 이용측 온도의 차분이 가장 큰 것(부하가 가장 큰 이용측 유닛)에 따라 정하는 것이 바람직하다.

압축기(121)로부터 토출된 가스 냉매는, 유로 전환 기구(122), 가스측 냉매 연락 배관(105)을 흐른 후, 제1 이용측 유닛(130)과 제2 이용측 유닛(135)에 각각 유입된다.

제1 이용측 유닛(130)에 유입된 냉매는, 제1 이용측 브릿지 회로(154)의 일부를 통과한 후, 제1 이용측 열교환기(131)에 있어서 응축한다. 또한, 제1 이용측 열교환기(131)에 있어서는, 제1 이용측 팬(132)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐른다. 바꾸어 말하면, 제1 이용측 열교환기(131)를 응축기로서 이용하는 공기 조화 장치(100a)의 운전 시에, 제1 이용측 열교환기(131)에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름은 대향류가 된다. 제2 이용측 유닛(135)에 유입된 냉매는, 제2 이용측 브릿지 회로(155)의 일부를 통과한 후, 제2 이용측 열교환기(136)에 있어서 응축한다. 또한, 제2 이용측 열교환기(136)에 있어서는, 제2 이용측 팬(137)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐른다. 바꾸어 말하면, 제2 이용측 열교환기(136)를 응축기로서 이용하는 공기 조화 장치(100a)의 운전 시에, 제2 이용측 열교환기(136)에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름은 대향류가 된다.

제1 이용측 열교환기(131)의 액측 단부로부터 유출된 냉매는, 제1 이용측 브릿지 회로(154)의 일부를 통과한 후, 제1 이용측 팽창 기구(133)에 있어서, 냉동 사이클의 중간압이 될 때까지 감압된다. 제2 이용측 열교환기(136)의 액측 단부로부터 유출된 냉매도, 마찬가지로 제2 이용측 브릿지 회로(155)의 일부를 통과한 후, 제2 이용측 팽창 기구(138)에 있어서, 냉동 사이클의 중간압이 될 때까지 감압된다.

여기서, 제1 이용측 팽창 기구(133)는, 예를 들면, 제1 이용측 열교환기(131)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 여기서, 제1 이용측 열교환기(131)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도는, 예를 들면, 제1 유출측 열교환 온도 센서(183)의 검출 온도에서, 토출 압력 센서(161)의 검출 온도에 상당하는 냉매의 포화 온도를 차감함으로써 구해도 된다. 또, 제2 이용측 팽창 기구(138)에 대해서도 마찬가지로, 예를 들면, 제2 이용측 열교환기(136)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 여기서, 제2 이용측 열교환기(136)의 액측 출구를 흐르는 냉매의 과냉각도는, 예를 들면, 제2 유출측 열교환 온도 센서(187)의 검출 온도에서, 토출 압력 센서(161)의 검출 온도에 상당하는 냉매의 포화 온도를 차감함으로써 구해도 된다.

제1 이용측 팽창 기구(133)를 통과한 냉매는, 제1 이용측 브릿지 회로(154)의 일부를 통과하여, 제1 이용측 유닛(130)의 외부에 유출된다. 마찬가지로, 제2 이용측 팽창 기구(138)를 통과한 냉매는, 제2 이용측 브릿지 회로(155)의 일부를 통과하여, 제2 이용측 유닛(135)의 외부에 유출된다. 제1 이용측 유닛(130) 및 제2 이용측 유닛(135)으로부터 유출된 냉매는, 합류한 후, 액측 냉매 연락 배관(106)을 거쳐, 열원측 유닛(120)에 유입된다.

열원측 유닛(120)에 유입된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(129)를 통과하여, 열원측 팽창 기구(124)에 있어서, 냉동 사이클의 저압까지 감압된다.

또한, 바이패스 배관(140)의 바이패스 팽창 밸브(149)는, 냉방 운전 시와 마찬가지로 잉여 냉매의 발생 상황에 따라 밸브 개도를 제어해도 되고, 전폐 상태로 제어해도 된다.

여기서, 열원측 팽창 기구(124)는, 예를 들면, 압축기(121)가 흡입하는 냉매의 과열도가 목표치가 되는 등의 소정 조건을 만족하도록, 밸브 개도가 제어된다. 또한, 열원측 팽창 기구(124)의 밸브 개도 제어의 수법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축기(121)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 소정 온도가 되도록 제어되어도 되고, 압축기(121)로부터 토출되는 냉매의 과열도가 소정 조건을 만족하도록 제어되어도 된다.

열원측 팽창 기구(124)에서 감압된 냉매는, 열원측 열교환기(123)에 있어서 증발한다. 또한, 열원측 열교환기(123)에 있어서는, 열원측 팬(125)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐른다. 바꾸어 말하면, 열원측 열교환기(123)를 증발기로서 이용하는 공기 조화 장치(100a)의 운전 시에, 열원측 열교환기(123)에 있어서의, 냉매의 흐름과, 냉매와 열교환하는 열매체의 흐름은 대향류가 된다. 열원측 열교환기(123)를 통과한 냉매는, 유로 전환 기구(122), 저압 리시버(141)를 거쳐, 다시, 압축기(121)에 흡입된다. 또한, 저압 리시버(141)에서는, 열원측 열교환기(123)에 있어서 끝까지 증발하지 못한 액냉매가 잉여 냉매로서 저류된다.

(22-1-3-3) 공기 조화 장치(100a)의 특징

공기 조화 장치(100a)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 이용한 냉동 사이클을 행할 수 있기 때문에, GWP가 작은 냉매를 이용하여 냉동 사이클을 행하는 것이 가능해진다.

또, 공기 조화 장치(100a)에서는, 저압 리시버(141)를 설치함으로써, 압축기(121)에 흡입되는 냉매의 과열도가 소정치 이상이 되는 것이 확보되는 제어(열원측 팽창 기구(124)의 제어)를 행하지 않아도, 액압축이 발생하는 것을 억제시키는 것이 가능해진다. 또, 난방 운전 시에 있어서는, 제1 이용측 팽창 기구(133), 제2 이용측 팽창 기구(138)를 과냉각도 제어시킴으로써, 제1 이용측 열교환기(131) 및 제2 이용측 열교환기(136)의 능력을 충분히 발휘시키기 쉽게 하는 것이 가능해진다.

또, 열원측 열교환기(123)에 있어서는, 냉방 운전 시와 난방 운전 시의 어느 쪽에 있어서도, 열원측 팬(125)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐르고 있다(대향류가 되고 있다). 또한, 냉방 운전 시와 난방 운전 시의 어느 쪽에 있어서도, 제1 이용측 열교환기(131)에 있어서는, 제1 이용측 팬(132)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐르고 있다(대향류가 되고 있다). 마찬가지로, 냉방 운전 시와 난방 운전 시의 어느 쪽에 있어서도, 제2 이용측 열교환기(136)에 있어서는, 제2 이용측 팬(137)에 의해 형성되는 공기 흐름 방향과는 반대 방향으로 냉매가 흐르고 있다(대향류가 되고 있다).

이로 인해, 냉매로서 비공비 혼합 냉매가 이용됨으로써 증발기 내 및 응축기 내에 있어서 온도 글라이드가 발생하는 경우여도, 냉방 운전과 난방 운전의 어느 쪽에 있어서도, 증발기로서 기능시키는 열교환기 및 응축기로서 기능시키는 열교환기의 어느 쪽에 있어서도 충분히 능력을 발휘시킬 수 있다.

(23) 제23 그룹의 기술의 실시형태

(23-1) 도 23a는, 본 개시의 일실시형태에 따른 냉매 회로(10)의 개략 구성도이다. 또, 도 23b는, 본 개시의 일실시형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략 제어 블록 구성도이다. 이하, 도 23a 및 도 23b를 참조하면서, 본 실시형태에 따른 냉동 사이클 장치로서의 공기 조화 장치(1)에 대해 설명한다.

공기 조화 장치(1)는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행함으로써, 대상 공간의 공기를 조화시키는 장치이다.

공기 조화 장치(1)는, 주로, 실외 유닛(20)과, 실내 유닛(30)과, 실외 유닛(20)과 실내 유닛(30)을 접속하는 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)과, 입력 장치 및 출력 장치로서의 도시되지 않는 리모컨과, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)를 갖고 있다.

공기 조화 장치(1)에서는, 냉매 회로(10) 내에 봉입된 냉매가, 압축되어, 응축하고, 감압되어, 증발한 후에, 다시 압축된다는, 냉동 사이클이 행해진다. 본 실시형태에서는, 냉매 회로(10)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또, 냉매 회로(10)에는, 당해 냉매와 함께, 냉동기유가 충전되어 있다

(23-1-1) 실외 유닛(20)

실외 유닛(20)은, 외관이 대략 직방체 상자형이며, 내부가 칸막이판 등에 의해 분할됨으로써, 송풍기실 및 기계실이 형성된 구조(이른바, 트렁크형 구조)를 갖고 있다.

이 실외 유닛(20)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실내 유닛(30)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다. 실외 유닛(20)은, 주로, 압축기(21)와, 사로 전환 밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 실외 팽창 밸브(24)와, 실외 팬(25)과, 액측 폐쇄 밸브(29)와, 가스측 폐쇄 밸브(28)를 갖고 있다.

압축기(21)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 여기서는, 압축기(21)로서, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식의 압축 요소(도시 생략)가 압축기 모터에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조의 압축기가 사용되고 있다.

압축기 모터는, 용량을 변화시키기 위한 것이며, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 또한, 압축기(21)에는, 흡입측에 있어서, 도시되지 않는 부속 어큐뮬레이터가 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태의 실외 유닛(20)은, 당해 부속 어큐뮬레이터보다 큰 냉매 용기(압축기(21)의 흡입측에 배치되는 저압 리시버나 실외 열교환기(23)의 액측에 배치되는 고압 리시버 등)를 갖고 있지 않다.

사로 전환 밸브(22)는, 접속 상태를 전환함으로써, 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태와, 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태를 전환할 수 있다.

실외 열교환기(23)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하는 열교환기이다. 실외 열교환기(23)는, 복수의 전열핀과, 이것에 관통 고정된 복수의 전열관을 갖고 있다.

실외 팬(25)은, 실외 유닛(20) 내로 실외의 공기를 흡입하고, 실외 열교환기(23)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실외 팬(25)은, 실외 팬 모터에 의해 회전 구동된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 실외 팬(25)은, 1개만 설치되어 있다.

실외 팽창 밸브(24)는, 밸브 개도를 제어 가능하며, 실외 열교환기(23)의 액측 단부와 액측 폐쇄 밸브(29) 사이에 설치되어 있다.

액측 폐쇄 밸브(29)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 액측 냉매 연락 배관(6)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

가스측 폐쇄 밸브(28)는, 실외 유닛(20)에 있어서의 가스측 냉매 연락 배관(5)과의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다.

실외 유닛(20)은, 실외 유닛(20)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실외 유닛 제어부(27)를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실외 유닛 제어부(27)는, 각 실내 유닛(30)의 실내 유닛 제어부(34)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다. 또, 실외 유닛 제어부(27)는, 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다

(23-1-2) 실내 유닛(30)

실내 유닛(30)은, 대상 공간인 실내의 벽면 등에 설치되어 있다. 실내 유닛(30)은, 액측 냉매 연락 배관(6) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 개재하여 실외 유닛(20)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(10)의 일부를 구성하고 있다.

실내 유닛(30)은, 실내 열교환기(31)와, 실내 팬(32) 등을 갖고 있다.

실내 열교환기(31)는, 액측이, 액측 냉매 연락 배관(6)과 접속되고, 가스측단이, 가스측 냉매 연락 배관(5)과 접속되어 있다. 실내 열교환기(31)는, 냉방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매의 증발기로서 기능하고, 난방 운전 시에는 냉동 사이클에 있어서의 고압의 냉매의 응축기로서 기능하는 열교환기이다. 실내 열교환기(31)는, 복수의 전열핀과, 이것에 관통 고정된 복수의 전열관을 갖고 있다.

실내 팬(32)은, 실내 유닛(30) 내로 실내의 공기를 흡입하고, 실내 열교환기(31)에 있어서 냉매와 열교환시킨 후에, 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 발생시킨다. 실내 팬(32)은, 도시되지 않는 실내 팬 모터에 의해 회전 구동된다.

또, 실내 유닛(30)은, 실내 유닛(30)을 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 실내 유닛 제어부(34)를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 갖고 있다. 실내 유닛 제어부(34)는, 실외 유닛 제어부(27)와 통신선을 개재하여 접속되어 있으며, 제어 신호 등의 송수신을 행한다.

실내 유닛 제어부(34)는, 실내 유닛(30) 내에 설치되어 있는 도시되지 않는 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 센서로부터의 신호를 수신한다

(23-1-3) 컨트롤러(7)의 상세

공기 조화 장치(1)에서는, 실외 유닛 제어부(27)와 실내 유닛 제어부(34)가 통신선을 개재하여 접속됨으로써, 공기 조화 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(7)가 구성되어 있다.

컨트롤러(7)는, 주로, CPU(중앙 연산 처리 장치)와, ROM이나 RAM 등의 메모리를 갖고 있다. 또한, 컨트롤러(7)에 의한 각종 처리나 제어는, 실외 유닛 제어부(27) 및/또는 실내 유닛 제어부(34)에 포함되는 각 부가 일체적으로 기능함으로써 실현되고 있다.

(23-1-4) 운전 모드

운전 모드로서는, 냉방 운전 모드와 난방 운전 모드가 설정되어 있다. 컨트롤러(7)는, 리모컨 등으로부터 접수한 지시에 의거하여, 냉방 운전 모드인지 난방 운전 모드인지를 판단하여, 실행한다.

(23-1-4-1) 냉방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 냉방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 실외 열교환기(23)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하는 냉방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실외 열교환기(23), 실외 팽창 밸브(24), 실내 열교환기(31)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 냉방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되고 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 냉각 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단에 유입된 가스 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외측 공기와 열교환을 행해 응축하고, 액냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 실외 팽창 밸브(24)를 통과할 때에 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실외 열교환기(23)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다.

실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29) 및 액측 냉매 연락 배관(6)을 거쳐, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행해 증발하고, 가스 냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 가스측단으로부터 유출된 가스 냉매는, 가스측 냉매 연락 배관(5)으로 흘러 간다.

가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 냉매는, 가스측 폐쇄 밸브(28), 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다

(23-1-4-2) 난방 운전 모드

공기 조화 장치(1)에서는, 난방 운전 모드에서는, 사로 전환 밸브(22)의 접속 상태를 압축기(21)의 토출측과 가스측 폐쇄 밸브(28)를 접속하면서 압축기(21)의 흡입측과 실외 열교환기(23)를 접속하는 난방 운전 접속 상태로 하고, 냉매 회로(10)에 충전되어 있는 냉매를, 주로, 압축기(21), 실내 열교환기(31), 실외 팽창 밸브(24), 실외 열교환기(23)의 순서로 순환시킨다.

보다 구체적으로는, 난방 운전 모드가 개시되면, 냉매 회로(10) 내에 있어서, 냉매가 압축기(21)에 흡입되고 압축된 후에 토출된다.

압축기(21)에서는, 실내 유닛(30)에서 요구되는 난방 부하에 따른 용량 제어가 행해진다. 압축기(21)로부터 토출된 가스 냉매는, 사로 전환 밸브(22) 및 가스측 냉매 연락 배관(5)을 흐른 후, 실내 유닛(30)에 유입된다.

실내 유닛(30)에 유입된 냉매는, 실내 열교환기(31)의 가스측단에 유입되고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 팬(32)에 의해 공급되는 실내 공기와 열교환을 행해 응축하고, 기액 2상 상태의 냉매 또는 액냉매가 되어 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된다. 실내 열교환기(31)의 액측단으로부터 유출된 냉매는, 액측 냉매 연락 배관(6)으로 흘러 간다.

액측 냉매 연락 배관(6)을 흐른 냉매는, 액측 폐쇄 밸브(29), 실외 팽창 밸브(24)에 있어서 냉동 사이클에 있어서의 저압이 될 때까지 감압된다. 또한, 실외 팽창 밸브(24)는, 실내 열교환기(31)의 액측 출구를 통과하는 냉매의 과냉각도가 소정 조건을 만족하도록 제어된다. 실외 팽창 밸브(24)에서 감압된 냉매는, 실외 열교환기(23)의 액측단에 유입된다.

실외 열교환기(23)의 액측단으로부터 유입된 냉매는, 실외 열교환기(23)에 있어서, 실외 팬(25)에 의해 공급되는 실외 공기와 열교환을 행해 증발하고, 가스 냉매가 되어 실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된다.

실외 열교환기(23)의 가스측단으로부터 유출된 냉매는, 사로 전환 밸브(22)를 거쳐, 다시, 압축기(21)에 흡입된다.

(23-1-5) 냉매와 냉매 연락 배관의 관 외경의 관계

구리관에 관해서는, 사용 냉매가 냉매 A인 경우, 공기 조화 장치(1)의 특정의 정격 냉동 능력에 있어서, 사용 냉매가 R32인 경우보다 관 외경이 큰 가스측 냉매 연락 배관(5), 및 사용 냉매가 R32인 경우보다 관 외경이 큰 액측 냉매 연락 배관(6)을 사용할 필요가 있는 것이, 출원인의 연구에 의해 확인되고 있다.

이러한 경우 비용 증가가 되므로, 출원인은, 구리관보다 저비용인 알루미늄관의 채용이 가능한지의 여부의 검토를 행했다. 그 결과를, 이하에 설명한다.

(23-1-6) 관 재료와 냉매 연락 배관의 관 외경의 관계

도 23c는, 냉매 A가 이용되는 공기 조화 장치의 가스측 냉매 연락 배관(5) 및 액측 냉매 연락 배관(6)에 채용되는 구리관의 관 외경과, 구리관 대신에 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 관(이하, 알루미늄관이라고 한다.)을 채용한 경우의 가스측 냉매 연락 배관(5) 및 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경을 정격 냉동 능력마다 표시한 대비표이다.

(23-1-6-1) 가스측 냉매 연락 배관(5)의 관 외경 비교

여기서는, 관 재료(구리관, 알루미늄관)별로 가스측 냉매 연락 배관(5)의 관 외경의 비교를 정격 냉동 능력마다 행한다.

(23-1-6-1-1) 구리관의 경우

도 23c에 있어서, 사용 냉매가 냉매 A인 경우, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 5.0kW 미만인 경우에는 관 외경이 12.7mm인 구리관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 5.0kW 이상 10.0kW 미만인 경우에는 관 외경이 15.9mm인 구리관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 10.0kW 이상 19.0kW 미만인 경우에는 관 외경이 19.1mm인 구리관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 19.0kW 이상 28kW 이하인 경우에는 관 외경이 22.2mm인 구리관이 사용된다.

(23-1-6-1-2) 알루미늄관의 경우

도 23c에 있어서, 사용 냉매가 냉매 A인 경우, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 5.0kW 미만인 경우에는 관 외경이 12.7mm인 알루미늄관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 5.0kW 이상 8.5kW 미만인 경우에는 관 외경이 15.9mm인 알루미늄관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 8.5kW 이상 19.0kW 미만인 경우에는 관 외경이 19.1mm인 알루미늄관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 19.0kW 이상 25kW 미만인 경우에는 관 외경이 22.2mm의 알루미늄관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 25kW 이상 28kW 이하인 경우에는 관 외경이 25.4mm인 알루미늄관이 사용된다.

또한, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 28kW를 초과하는 경우에도, 관 외경이 25.4mm인 알루미늄관이 사용된다.

(23-1-6-1-3) 대비 결과

도 23c에 나타내는 바와 같이, 알루미늄관의 경우, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 9.0kW, 및 28kW일 때, 구리관의 경우보다 관 외경이 큰 알루미늄관의 가스측 냉매 연락 배관(5)을 사용할 필요가 있다.

공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 9.0kW, 및 28kW일 때의, 압력 손실을 구리관과 동 레벨로 하기 위해, 내압을 유지한 채 내경을 확대한 결과, 관 외경이 확대되어 있다.

단, 알루미늄관의 소재비가 구리관의 소재비보다 낮으므로 관 외경이 확대되어도 비용 증가는 되지 않는다. 따라서, 구리관 대신에 알루미늄관을 사용함으로써, 비록 관 외경의 확대가 수반되어도 저비용화를 도모할 수 있다.

(23-1-6-2) 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경 비교

여기서는, 관 재료(구리관, 알루미늄관)별로 액측 냉매 연락 배관(6)의 관 외경의 비교를 냉방 정격 냉동 능력마다 행한다.

(23-1-6-2-1) 구리관의 경우

도 23c에 있어서, 사용 냉매가 냉매 A인 경우, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 5.0kW 미만인 경우에는 관 외경이 6.4mm인 구리관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 5.0kW 이상 19.0kW 미만인 경우에는 관 외경이 9.5mm인 구리관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 19.0kW 이상 28kW 이하인 경우에는 관 외경이 12.7mm인 구리관이 사용된다.

(23-1-6-2-2) 알루미늄관의 경우

도 23c에 있어서, 사용 냉매가 냉매 A인 경우, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 5.0kW 미만인 경우에는 관 외경이 6.4mm인 알루미늄관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 5.0kW 이상 19.0kW 미만인 경우에는 관 외경이 9.5mm인 알루미늄관이 사용되고, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 19.0kW 이상 28kW 이하인 경우에는 관 외경이 12.7mm인 알루미늄관이 사용된다.

또한, 공기 조화 장치(1)의 정격 냉동 능력이 28kW를 초과하는 경우에도, 관 외경이 12.7mm인 알루미늄관이 사용된다

(23-1-6-2-3) 대비 결과

도 23c에 나타내는 바와 같이, 사용 냉매가 냉매 A인 경우, 구리관과 관 외경이 같은 알루미늄관의 액측 냉매 연락 배관(6)을 사용할 수 있다. 알루미늄관의 소재비가 구리관의 소재비보다 낮으므로 구리관 대신에 알루미늄관을 사용함으로써 저비용화를 도모할 수 있다.

(23-1-7) 관의 두께와 내경

여기서는, 상기 「(23-1-6-1-3) 대비 결과」 및 「(23-1-6-2-3) 대비 결과」를 알루미늄관의 두께와 내경으로 고찰한다.

가스측 냉매 연락 배관(5) 및 액측 냉매 연락 배관(6)의 내경은, 정격 냉동 능력마다 냉매의 최대 순환량에 있어서의 압력 손실을 고려하여 설계되어 있다.

또, 가스측 냉매 연락 배관(5) 및 액측 냉매 연락 배관(6)의 두께는, 정격 냉동 능력마다 설계 내압을 만족하도록 설계되어 있다.

도 23d는, 구리관 및 알루미늄관의 두께를 「관의 호칭」별로 표시한 대비표이다. 이하, 「관의 호칭」마다 대비 결과를 설명한다.

(관의 호칭 : 「φ6.4」, 「φ9.5」 및 「φ12.7」)

도 23d에 있어서, 관의 호칭 「φ6.4」 및 「φ9.5」에서는, 구리관 및 알루미늄관 모두 내경이 동일하고, 두께도 0.8mm로 같다. 이와 같이 내경이 비교적 작은 범위에서는, 원래 두께 0.8mm에 의해 얻어지는 강도에 여유가 있기 때문에, 구리관 대신에 알루미늄관을 사용해도 두께를 크게 할 필요가 없다.

또, 호칭 「φ12.7」의 관에서는, 내주면의 전체면에 설계 압력이 작용할 때, 알루미늄관의 경우, 구리관과 같은 두께의 0.8mm에서는 강도 부족이므로, 1.0mm까지 증가시킬 필요가 있다. 그러므로, 내경이 구리관의 11.10mm보다 0.4mm 작은 10.70mm가 된다. 단, 내경이 0.4mm 작아져도, 압력 손실에 대한 영향은 적다.

따라서, 가스 냉매에 비해 비체적이 작은 액냉매가 흐르는 액측 냉매 연락 배관(6)에 대해서는, 정격 냉동 능력 2.2kW~28kW의 범위에서, 구리관 대신에 알루미늄관을 사용해도, 구리관과 같은 외경의 알루미늄관을 사용할 수 있다. 그러므로, 「(23-1-6-2-3) 대비 결과」가 얻어진다.

(관의 호칭 : 「φ15.9」, 「φ19.1」, 「φ22.2」 및 「φ25.4」)

도 23d에 있어서, 관의 호칭 「φ15.9」, 「φ19.1」, 「φ22.2」 및 「φ25.4」에서는, 구리관의 경우, 두께는 1mm이다. 이에 대해, 알루미늄관의 두께는 1.3mm, 1.5mm, 1.7mm, 2.0mm로 증가하고 있다. 이는, 내경의 확대에 따라 내주면의 면적이 확대되고, 내주면의 전체면에 설계 압력이 작용했을 때, 구리관과 같은 두께의 1.0mm에서는 강도 부족이 되므로, 두께를 증가시켜 설계 압력에 견딜 수 있는 강도를 확보하고 있다.

가스측 냉매 연락 배관(5)에 대해서는, 도 23c에 나타내는 바와 같이, 정격 냉동 능력 2.2kW~4.5kW의 범위에서 구리관, 알루미늄관 모두 호칭 「φ12.7」의 관을 사용해도 된다. 이 경우, 도 23d에 나타내는 바와 같이, 알루미늄관의 내경은 구리관의 내경보다 0.4mm 작아져 있는데, 냉매의 최대 순환량을 고려해도 압력 손실에 대한 영향은 적다. 바꾸어 말하면, 구리관측에 압력 손실에 대한 여유가 있다.

마찬가지로, 도 23c에 나타내는 바와 같이, 정격 냉동 능력 5.6kW~8.0kW의 범위에서 구리관, 알루미늄관 모두 호칭 「φ15.9」의 관을 사용하고 있다. 이 경우, 도 23d에 나타내는 바와 같이, 알루미늄관의 내경은 구리관의 내경보다 0.6mm 작아져 있는데, 냉매의 최대 순환량을 고려해도 압력 손실에 대한 영향은 적다. 바꾸어 말하면, 구리관측에 압력 손실에 대한 여유가 있다.

한편, 도 23c에 나타내는 바와 같이, 정격 냉동 능력 9.0kW에서는, 구리관은 호칭 「φ15.9」의 관을 사용하고 있는데 반해, 알루미늄관은 호칭 「φ19.1」의 관을 사용할 필요가 있다. 바꾸어 말하면, 정격 냉동 능력 9.0kW에 있어서의 냉매의 최대 순환량일 때, 호칭 「φ15.9」의 구리관보다 압력 손실이 작은 호칭 「φ19.1」의 알루미늄관을 사용함으로써 압력 손실을 억제하고 있다.

도 23c에 나타내는 바와 같이, 정격 냉동 능력 11.2kW~16kW의 범위에서 구리관, 알루미늄관 모두 호칭 「φ19.1」의 관을 사용해도 된다. 이 경우, 도 23d에 나타내는 바와 같이, 알루미늄관의 내경은 구리관의 내경보다 1.0mm 작아져 있는데, 냉매의 최대 순환량을 고려해도 압력 손실에 대한 영향은 적다. 바꾸어 말하면, 구리관측에 압력 손실에 대한 여유가 있다.

마찬가지로, 도 23c에 나타내는 바와 같이, 정격 냉동 능력 22.4kW의 범위에서 구리관, 알루미늄관 모두 호칭 「φ22.2」의 관을 사용하고 있다. 이 경우, 도 23d에 나타내는 바와 같이, 알루미늄관의 내경은 구리관의 내경보다 1.4mm 작아져 있는데, 냉매의 최대 순환량을 고려해도 압력 손실에 대한 영향은 적다. 바꾸어 말하면, 구리관측에 압력 손실에 대한 여유가 있다.

한편, 도 23c에 나타내는 바와 같이, 정격 냉동 능력 28kW에서는, 구리관은 호칭 「φ22.2」의 관을 사용하고 있는데 반해, 알루미늄관은 호칭 「φ25.4」의 관을 사용할 필요가 있다. 바꾸어 말하면, 정격 냉동 능력 28kW에 있어서의 냉매의 최대 순환량일 때, 호칭 「φ22.2」의 구리관보다 압력 손실이 작은 호칭 「φ25.4」의 알루미늄관을 사용함으로써 압력 손실을 억제하고 있다.

따라서, 가스측 냉매 연락 배관(5)에 대해서는, 정격 냉동 능력 9kW 및 28kW에 있어서는, 구리관 대신에 알루미늄관을 사용하는 경우, 관 외경을 크게 할 필요가 있고, 그 결과가, 「(23-1-6-2-3) 대비 결과」이다.

(23-1-8) 특징

공기 조화 장치(1)에서는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매를 사용함에 있어서, 압력 손실 억제를 위해 액측 냉매 연락 배관 및 가스측 냉매 연락 배관의 직경을 크게 하는 경우에도, 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 관을 사용함으로써, 능력의 저하를 작게 억제하여, 비용의 증대를 억제할 수 있다.

또한, 실시형태에서는, 공기 조화 장치(1)에 있어서 냉매 A를 이용한 경우를 전제로 설명하고 있는데, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하고 있는 점에서 공통되는 본 개시의 냉매 B~D에 대해서도 마찬가지이다.

(23-1-9) 변형예

상기 실시형태에서는, 실내 유닛이 1개만 설치되어 있는 공기 조화 장치를 예로 들어 설명했는데, 공기 조화 장치로서는, 서로 병렬로 접속된 복수의 실내 유닛(실내 팽창 밸브를 갖지 않는 것)이 설치되어 있어도 된다.

(24) 제24 그룹의 기술의 실시형태

(24-1) 제1 실시형태

다음에, 본 개시의 일실시예에 따른 축열 장치를 갖는 공기 조화 장치의 제1 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 24a는, 본 개시의 일실시예에 따른 축열 장치(20)를 갖는, 제1 실시형태의 공기 조화 장치(100)의 전체 구성을 나타낸다. 부호 2는, 압축기를 나타낸다. 부호 3은, 압축기(2)로부터의 토출 가스를 응축하는 열원측 열교환기의 일례로서의 실외 열교환기를 나타낸다. 부호 4는, 실외 열교환기(3)에서 응축된 냉매를 감압하는 제1 팽창 기구의 일례로서의 제1 전자 팽창 밸브를 나타낸다. 부호 5는, 냉매를 증발시키기 위한 부하측 열교환기의 일례로서의 실내 열교환기를 나타낸다. 상기 각 기기(2~5)는, 냉매 배관(6)에 의해 냉매가 유통 가능하게 순차적으로 접속된다. 기기(2~5)가 냉매 배관(6)에 의해 접속됨으로써, 실내 열교환기(5)에서 실내 공기와의 열교환에 의해 얻은 열을, 실외 열교환기(3)로 외기로 방출하는 히트 펌프 기능을 갖는 주냉매 회로(1)가 구성되어 있다. 주냉매 회로(1)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

주냉매 회로(1)에는, 부속 기기로서, 실외 열교환기(3)의 하류측에 냉매를 일시 저류하기 위한 리시버(7)가, 압축기(2)의 상류측에 압축기(2)로의 흡입 가스 중의 액냉매를 분리하기 위한 어큐뮬레이터(8)가, 각각 설치되어 있다. 또, 제1 전자 팽창 밸브(4)의 상류측 및 어큐뮬레이터(8)의 상류측에는, 서미스터(Th1, Th2)가 각각 배치되어 있다. 서미스터(Th1, Th2)는, 각 냉매 배관(6) 내의 냉매의 온도를 검출한다. 어큐뮬레이터(8)의 상류측에는 압력 센서(Ps)가 배치된다. 압력 센서(Ps)는, 압축기(2)의 상류측(흡입측)의 냉매 배관(6) 내의 냉매의 압력을 검출한다. 공기 조화 장치(100)에서는, 검출된 냉매 온도 및 냉매 압력에 의거하여, 팽창 밸브의 개도가 제어되거나, 인버터 제어에 의해 압축기(2)의 용량이 제어되거나 한다.

이 공기 조화 장치(100)는, 축열 장치(20)를 갖고 있다. 축열 장치(20)는, 축열조(9)와, 축열용 열교환기(10)를 구비한다. 축열조(9)는, 축열 가능한 축열 매체로서의 물(W)을 저류한다. 축열용 열교환기(10)는, 축열조(9)의 내부에 배치되어 있다. 축열용 열교환기(10)는, 적어도 그 일부가 축열조(9)의 축열 매체로서의 물(W)에 침지된다. 축열용 열교환기(10)에는, 냉매 공급 장치의 일례로서의 주냉매 회로(1)로부터, 적어도 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 냉매가 공급된다. 축열용 열교환기(10)에서는, 냉매와 물(W) 사이에서 열교환이 행해진다. 축열용 열교환기(10)는, 냉매에 의해 물(W)을 냉각한다. 축열용 열교환기(10)는, 복수의 냉각관(10a)을 갖는다. 이 냉각관(10a)은, 주냉매 회로(1)에 분기 접속되며, 축열용 열교환기(10)의 일단은 리시버(7)의 하류측에 연결되는 실외측 연결단(10b)에, 타단은 제1 전자 팽창 밸브(4)의 상류측에 연결되는 실내측 연결단(10c)이 된다. 실외측 연결단(10b)은, 주냉매 회로(1)에 있어서, 실내측 연결단(10c)보다 실외 열교환기(3)에 가까운 위치에 배치되어 있다. 주냉매 회로(1)의 축열용 열교환기(10)의 양쪽 연결단(10b, 10c) 사이의 냉매 배관(6)에는, 축열 운전 시에 냉매의 감압을 행하는 제2 전자 팽창 밸브(12)가 설치되어 있다. 바꾸어 말하면, 축열용 열교환기(10)의 냉각관(10a)은, 제2 전자 팽창 밸브(12)와 병렬로 배관되어 있다.

본 개시에서는, 축열용 열교환기(10)의 냉각관(10a)은, 이하의 배치 구조를 갖는다.

냉각관(10a)은, 축열조(9) 내에, 연직 방향으로 사행하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 축열용 열교환기(10)의 냉각관(10a)은, 도 24b에 나타내는 바와 같이, 상하 방향의 단부인 U자 부분(10d)에 근접한 직선 부분(10e)이, 연직 방향으로 배치되어 있다. 축열용 열교환기(10)의 냉각관(10a)은, 축열조(9) 내에 세워서 설치되어 있는 지지기대(9a)에 의해 지지되어 있다. 냉각관(10a)은, 축열조(9) 내의 물(W)에 침지된다.

또, 축열용 열교환기(10)의 실외측 연결단(10b) 부근과, 압축기(2)의 상류측 사이는, 단락관(13)에 의해 연결되어 있다.

또, 본 공기 조화 장치(100)에는, 운전 상태에 따라 회로 접속을 전환하기 위한 회로 전환 수단(15)이 설치되어 있다. 회로 전환 수단(15)은, 제1 개폐 밸브(11), 제2 개폐 밸브(14) 및 개폐 제어 수단(16)을 포함한다. 제1 개폐 밸브(11)는, 축열용 열교환기(10)에 있어서의 실외측 연결단(10b)과 단락관(13)의 접속 위치 사이에 설치되어 있다. 제2 개폐 밸브(14)는, 단락관(13)에 설치되어 있다. 개폐 제어 수단(16)은, 공기 조화 장치(100)의 운전 상태 및 각 서미스터(Th1, Th2)나 압력 센서(Ps)로부터의 검출 신호에 따라, 밸브의 제어를 행한다. 개폐 제어 수단(16)은, 축열 운전 시에는, 제1 개폐 밸브(11)를 닫힘 상태로, 제2 개폐 밸브(14)를 열림 상태로 함과 더불어, 제1 전자 팽창 밸브(4)를 전폐 상태로 하고, 제2 전자 팽창 밸브(12)의 개도를 서미스터(Th1)와 압력 센서(Ps)의 검출 신호에 의거하여 제어한다. 한편, 개폐 제어 수단(16)은, 축열 회수 냉방 운전 시에는, 제1 개폐 밸브(11)를 열림 상태, 제2 개폐 밸브(14)를 닫힘 상태로 함과 더불어, 제1 전자 팽창 밸브(4) 및 제2 전자 팽창 밸브(12)의 개도를 서미스터(Th2), 압력 센서(Ps)의 검출 신호에 의거하여 제어한다.

다음에, 상기와 같이 구성된 회로의 각 운전 상태에 대해 설명한다.

축열 회수를 수반하지 않는 통상 냉방 운전 시에는, 제1 개폐 밸브(11) 및 제2 개폐 밸브(14)는 닫힘 상태가 되고, 제2 전자 팽창 밸브(12)는 전개 상태가 된다. 이 상태에 있어서, 압축기(2)에서 압축된 냉매는, 실외 열교환기(3)에서 응축된 후, 제1 전자 팽창 밸브(4)에서 감압되고, 실내 열교환기(5)에 공급된다. 그리고, 냉매는, 실내 열교환기(5) 내에서 증발함으로써 주위의 열을 빼앗아, 냉방에 기여한 후, 다시 압축기(2)측으로 유통하여 순환한다.

축열 운전 시에는, 회로 전환 수단(15)의 개폐 제어 수단(16)은, 제1 개폐 밸브(11)를 닫힘 상태로, 제2 개폐 밸브(14)를 열림 상태로 함과 더불어, 제1 전자 팽창 밸브(4)를 전폐 상태로 한다. 또, 개폐 제어 수단(16)은, 제2 전자 팽창 밸브(12)의 개도를 서미스터(Th1)와 압력 센서(Ps)의 검출 신호에 의거하여 적절히 제어한다. 이와 같이 밸브가 제어되는 결과, 도 24a의 화살표로 나타내는 바와 같이, 압축기(2)가 토출하고, 실외 열교환기(3)를 통과한 냉매는, 제2 전자 팽창 밸브(12)에 의해 감압되어, 실내측 연결단(10c)으로부터 냉각관(10a) 내로 공급된다. 냉각관(10a) 내로 공급된 냉매는, 축열조(9) 내의 물(W)과의 사이에서 열교환을 행해 냉각관(10a) 내에서 증발하여, 냉각관(10a)의 표면에는 얼음(I)이 생성, 부착되어 냉열이 축적된다.

축열 운전 후에 축열 회수 냉방 운전을 행할 때에는, 개폐 제어 수단(16)은, 제1 개폐 밸브(11)를 열림 상태로, 제2 개폐 밸브(14)를 닫힘 상태로 함과 더불어, 제1 전자 팽창 밸브(4)의 개도를 서미스터(Th2), 압력 센서(Ps)의 검출 신호에 의거하여 제어한다. 또, 개폐 제어 수단(16)은, 도 24c의 화살표로 나타내는 바와 같이, 압축기(2)가 토출하고, 실외 열교환기(3)를 통과해 흐르는 냉매 중, 주냉매 회로(1)를 흐르는 유통량을 제2 전자 팽창 밸브(12)에 의해 제어함으로써, 실외측 연결단(10b)으로부터 냉각관(10a)에 공급되는 냉매의 유량을 제어한다. 냉각관(10a)에 공급된 냉매는, 축열조(9) 내에 저류되어 있는 얼음(I)과 열교환하여 냉각되고, 실내측 연결단(10c)을 개재하여 제1 전자 팽창 밸브(4)로 유도되며, 제1 전자 팽창 밸브(4)의 개도가 제어되어 감압된다. 제1 전자 팽창 밸브(4)에서 감압된 냉매는, 실내 열교환기(5)로 유도되고, 실내 열교환기(5) 내에서 증발함으로써 실내의 냉방에 기여한다.

냉각관(10a)이 연직 방향으로 배치되어 있기 때문에, 이러한 축열 회수 냉방 운전에서는, 도 24d(a)에 나타나는 바와 같이 냉각관(10a)에 부착되어 있는 얼음(I)은, 도 24d(b)에 나타내는 바와 같이 냉각관(10a)과 동심원상에서 균일하게 융해되게 된다. 그리고, 소정량 융해된 얼음(I)은, 냉각관(10a)을 따라 축열조(9)의 상방으로 부상하기 때문에, 냉각관(10a)에는 부력이 작용하기 어려워, 냉각관(10a)의 변형 등이 방지된다. 또, 부상한 얼음(I)은, 비교적 고온의 물(W)에 노출되기 때문에 융해가 촉진되어, 오래된 물(W)이 항상 한 개소에 잔류하는 일도 없으며, 얼음(I)의 이상 성장이 방지되어 있는 얼음 충전율이 높은 제빙 설정량으로도 종래에 비해 국소적인 블로킹은 일어나기 어려워, 당해 블로킹에 의한 냉각관(10a)이나 축열조(9)의 파손이 억제된다. 또, 다시 제빙 시에 있어서는, 도 24d의 (c)와 같이 냉열 회수 운전 시에 융해된 부분이 다시 얼음화되게 되어, 그 재현성도 우수하다.

또한, 상술한 예에서는, 축열조(9)에 저류되는 축열 매체로서 물(W)을 단독 으로 이용했는데, 그 외, 에틸렌글리콜 등을 혼입한 브라인 수용액을 채용해도 된다. 또, 축열용 열교환기(10)의 배치 위치로서, 도 24e의 (a)에 나타내는 바와 같이, 냉각관(10a)의 상단 고정 부분을 수면의 상방으로 돌출시키거나, 도 24e의 (b)와 같이 냉각관(10a)의 하단의 U자 부분(10d)을 축열조(9)의 하방 외측으로 돌출시키거나 하면, 얼음(I)의 융해 시에 얼음(I)의 부상을 방해하는 요인이 제거되게 되어, 용이하게 얼음(I)의 부상 동작이 얻어진다.

(24-2) 제2 실시형태

다음에, 본 개시의 일실시예에 따른 축열 장치를 갖는 공기 조화 장치의 제2 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

제2 실시형태는, 축열조(9)로부터의 냉열 빼냄을 위한 수단이 제1 실시형태와 상이하다. 여기서는, 그 상이점에 대해 주로 설명한다.

도 24f에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태에 있어서의 공기 조화 장치(100)의 주냉매 회로(1)는, 제1 실시형태에서 설명한 것과 대략 동일하다. 단, 제2 실시형태에서는, 축열 장치(20)의 축열용 열교환기(10)는, 일단이 제2 전자 팽창 밸브(12)를 개재하여 실외 열교환기(3)의 하류측에, 타단이 압축기(2)의 상류측(흡입측)에 접속되어 있다. 또한, 제2 실시형태에서는, 축열 장치(20)의 축열조(9) 내에, 냉열 빼냄용 열교환기(17)의 열교환부(17a)가 수납되어 있다. 이 냉열 빼냄용 열교환기(17)는, 주냉매 회로(1)의 제1 전자 팽창 밸브(4)보다 상류측에 접속되어 있다.

제2 실시형태에 있어서의 공기 조화 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.

축열 운전 시에는, 개폐 제어 수단(16)은, 제1 개폐 밸브(11) 및 제2 개폐 밸브(14)를 닫힘 상태로 하고, 제1 전자 팽창 밸브(4)를 전폐 상태로 한다. 또, 개폐 제어 수단(16)은, 제2 전자 팽창 밸브(12)의 개도를 제어한다. 그 결과, 도 24f의 화살표로 나타내는 바와 같이 냉매가 흘러 축열용 열교환기(10)의 냉각관(1a)의 표면에 얼음(I)이 생성, 부착된다.

축열 운전 후에 축열 회수 냉방 운전을 행할 때에는, 개폐 제어 수단(16)은, 제1 개폐 밸브(11)의 개도를 조절하여, 제2 개폐 밸브(14)를 열림 상태로 함과 더불어, 제1 전자 팽창 밸브(4)의 개도를 제어하고, 제2 전자 팽창 밸브(12)는 전폐 상태로 한다. 이와 같이 밸브의 제어가 행해짐으로써, 도 24g의 화살표로 나타내는 냉매의 흐름에 의해, 냉열 빼냄용 열교환기(17)로부터 냉열이 빼내어지고, 주냉매 회로(1) 내에 공급되며, 냉열은 냉방 운전에 기여한다.

이 축열 회수 냉방 운전 시에는, 도 24h에 나타내는 바와 같이 축열조(9)의 상방으로부터 하방을 향해 순환류가 발생한다. 냉각관(10a)에서는, 이 순환류를 따라 얼음(I)이 상하 방향으로 생성되어 있으므로, 모든 얼음(I)의 표면에 균일하게 물(W)이 대류하게 되고, 그 융해량도 균일하게 되므로, 국부적으로 잔빙하여 블로킹 현상이 생길 가능성을 저감할 수 있다. 또, 제빙량이 많아, 도 24i의 (a)에 나타내는 바와 같이 각 얼음(I)이 융합한 상태가 되어도, 각 얼음(I) 사이에 있는 물(W)이 대류 가능하기 때문에, 이 융합을 해소하도록 융해되어(도 24i(b) 참조), 종래의 것에 비해 물(W)이 대류하는 면적이 증가하여, 융해 효율이 향상되어 있다.

또한, 상술한 실시형태에서는 축열용 열교환기로서 직접 팽창 열교환기를 이용했는데, 브라인 등의 2차 냉매를 이용하여 제빙을 행하는 장치에 있어서도 적용할 수 있다. 또, 제2 실시형태에서는, 냉열 빼냄용의 열교환기에 2차 냉매를 흘려 냉열을 빼내는 것, 혹은, 축열조 내의 물을 당해 축열조 외의 냉열 빼냄용의 열교환기, 파인 코일 유닛 등으로 순환시켜 냉열을 빼내도록 한 장치로의 적용도 가능하다.

(24-3) 본 개시의 축열 장치 및 공기 조화 장치의 특징

(24-3-1)

상기 실시형태의 축열 장치(20)는, 축열조(9)와, 축열용 열교환기(10)를 구비한다. 축열조(9)에는, 축열 매체의 일례로서의 물(W)이 저류되어 있다. 축열용 열교환기(10)는, 축열조(9)의 물(W)에 침지된다. 축열용 열교환기(10)는, 냉매 공급 장치의 일례로서의 주냉매 회로(1)에 접속된다. 축열용 열교환기(10)는, 주냉매 회로(1)로부터 공급되는 적어도 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 냉매에 의해 물(W)을 냉각한다. 여기서의 냉매로서, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

여기서는, 주냉매 회로(1)로부터 공급되는 1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E))을 포함하는 저지구 온난화 계수의 냉매를 이용하여 물(W)을 냉각하여 축열조(9)에 냉열을 저류하고, 따라서 전력 부하의 평준화에 기여할 수 있다.

(24-3-2)

상기 실시형태의 축열 장치(20)에서는, 축열용 열교환기(10)에는 냉매가 통과하는 냉각 통로가 형성되고, 당해 냉각 통로가 축열조(9) 내에서 연직 방향으로 사행하도록 형성되어 구성되어 있다.

(24-3-3)

상기 실시형태의 축열 장치(20)에서는, 축열용 열교환기(10)는 냉각 통로를 형성하는 복수 라인의 냉각관(10a)을 구비하고, 냉각관(10a)은 축열조(9)의 수평 단면에서 봤을 때 냉각관(10a) 단면이 각각 종횡 방향으로 직선상에 위치하도록 배치되어 구성되어 있다.

(24-3-4)

제1 실시형태의 공기 조화 장치(100)에서는, 압축기(2), 열원측 열교환기의 일례로서의 실외 열교환기(3), 냉매를 감압하는 제1 감압 기구의 일례로서의 제1 전자 팽창 밸브(4), 및 부하측 열교환기의 일례로서의 실내 열교환기(5)가 냉매 배관(6)으로 접속되어 주냉매 회로(1)가 구성된다. 공기 조화 장치(100)는, 축열 가능한 축열 매체로서의 물(W)을 구비한 축열 장치(20)가 배치되어 이루어지는 축열식 공기 조화 장치이다. 공기 조화 장치(100)에는, 축열 운전 시에 냉매를 감압하는 제2 감압 기구의 일례로서의 제2 전자 팽창 밸브(12)가 냉매 배관(6) 사이에 설치된다. 축열 장치(20)는, 축열조(9) 내에 물(W)이 저류됨과 더불어, 물(W)에 침지되어 축열용 열교환기(10)가 수납되어 구성된다. 축열용 열교환기(10)는, 제2 전자 팽창 밸브(12)와 병렬로 주냉매 회로(1)에 접속된다. 축열용 열교환기(10)는, 냉매가 통과하는 냉각관(10a)을 구비하고, 냉각관(10a)이 축열조(9) 내에서 연직 방향으로 사행하도록 형성되어 있다. 축열용 열교환기(10)의 제1 열교환기측 단부의 일례로서의 실외측 연결단(10b)에는 단락관(13)의 일단이 접속되고, 단락관(13)의 타단은 압축기(2)의 상류측의 냉매 배관(6)에 접속되어 있다. 축열 운전 시에는, 제2 전자 팽창 밸브(12)를 개재하여, 제2 열교환기측 단부의 일례로서의 실내측 연결단(10c)으로부터 축열용 열교환기(10)에 냉매를 흘려 축열조(9) 내의 물(W)을 냉각시키고, 그 후, 단락관(13)을 개재하여 압축기(2)의 상류측으로 흘린다. 공기 조화 장치(100)에는, 축열 회수 냉방 운전 시에, 실외 열교환기(3)로부터 실외측 연결단(10b)을 개재하여 축열용 열교환기(10)에 냉매를 흘려 냉매를 냉각한 후, 냉매를 실내 열교환기(5)에 공급하도록 회로 접속을 전환하는 회로 전환 수단(15)이 설치되어 있다.

(24-3-5)

제2 실시형태의 공기 조화 장치(100)에서는, 축열 장치(20)는, 축열조(9)와, 축열조(9) 내에 물(W)에 침지되도록 수용되는 축열용 열교환기(10) 및 냉열 빼냄용 열교환기(17)를 포함한다. 축열용 열교환기(10)는, 일단이 제2 전자 팽창 밸브(12)를 개재하여 실외 열교환기(3)의 하류측에, 타단이 압축기(2)의 상류측에 접속됨과 더불어, 냉매가 통과하는 냉각관(10a)을 구비한다. 냉각관(10a)은, 축열조(9) 내에서 연직 방향으로 사행하도록 형성되어 있다. 냉열 빼냄용 열교환기(17)는, 냉매 배관(6)의 제1 전자 팽창 밸브(4)의 상류측에 접속되어 있다. 축열 운전 시에는, 제2 전자 팽창 밸브(12)를 개재하여 축열용 열교환기(10)에 냉매를 흘려 축열조(9) 내의 물(W)을 냉각한 후, 압축기(2)의 상류측으로 흘린다. 공기 조화 장치(100)에는, 축열 회수 냉방 운전 시에, 실외 열교환기(3)로부터 냉열 빼냄용 열교환기(17)에 냉매를 흘려 냉매를 냉각한 후, 냉매를 실내 열교환기(5)에 공급하도록 회로 접속을 전환하는 회로 전환 수단(15)이 설치되어 있다.

(24-3-6)

본 개시에 따른 축열 장치(20)는, 이하에 설명하는 효과를 갖는다.

축열용 열교환기(10)를 연직 방향으로 배치함으로써, 축열 회수 냉방 운전 시에는 부착된 얼음이 대략 균일하게 체류하기 때문에, 그 융해가 균일해지고, 다시 제빙 시에 국부적으로 얼음이 성장하는 일이 없이, 얼음의 블로킹이 억제되어, 축열 효율이 향상될 뿐만 아니라, 축열용 열교환기(10)나 축열조(9)의 변형, 파손이 방지된다.

또, 냉각관(10a)이 축열조(9)의 수평 단면에서 봤을 때 냉각관(10a) 단면이 각각 종횡 방향으로 직선상에 위치되어 있음으로써, 얼음끼리가 융합해도 그 사이에 얼음화되어 있지 않은 부분이 있기 때문에, 그 부분에 축열 매체가 대류함으로써 융해가 촉진되고, 융해 효율의 향상이 도모된다.

또, 소정량 융해된 얼음은 냉각관(10a)을 따라 부상하고, 축열조(9)의 상층부에서 융해되도록 되기 때문에, 얼음의 내부에 오래된 물이 잔류하는 일이 없고, 국부적인 블로킹의 방지가 도모된다.

(25) 제25 그룹의 기술의 실시형태

(25-1) 제1 실시형태

도면을 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 냉동 장치인 열부하 처리 시스템(100)에 대해 설명한다. 또한, 이하의 실시형태는, 구체예이며, 기술적 범위를 한정하는 것이 아니고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경이 가능하다. 또, 이하의 설명에서는, 「상」, 「하」, 「좌」, 「우」, 「전(정면)」, 「 후 (배면)」 등의 방향을 나타내는 표현을 이용하는 경우가 있다. 특별히 언급이 없는 경우, 이들 방향은, 도면 중에 화살표로 나타낸 방향을 나타내고 있다. 또한, 이들 방향에 관한 표현은, 어디까지나 실시형태의 이해를 용이하게 하기 위해 이용하는 것이며, 본 개시에 따른 사상을 특별히 한정하는 것은 아니다.

(25-1-1) 전체 구성

도 25a는, 열부하 처리 시스템(100)의 개략 구성도이다. 열부하 처리 시스템(100)은, 설치 환경에 있어서 열부하를 처리하기 위한 시스템이다. 본 실시형태에 있어서, 열부하 처리 시스템(100)은, 대상 공간의 공기 조화를 행하는 공조 시스템이다.

열부하 처리 시스템(100)은, 주로, 복수(여기서는 4대)의 열원측 유닛(10)과, 열교환기 유닛(30)과, 복수(여기서는 4대)의 이용측 유닛(60)과, 복수(여기서는 4개)의 액측 연락관(LP)과, 복수(여기서는 4개)의 가스측 연락관(GP)과, 제1 열매체 연락관(H1) 및 제2 열매체 연락관(H2)과, 냉매 누설 센서(70)와, 열부하 처리 시스템(100)의 동작을 제어하는 컨트롤러(80)를 갖고 있다.

열부하 처리 시스템(100)에서는, 열원측 유닛(10) 및 열교환기 유닛(30)이 액측 연락관(LP) 및 가스측 연락관(GP)과 접속됨으로써 냉매가 순환하는 냉매 회로(RC)가 구성되어 있다. 열부하 처리 시스템(100)에서는, 복수의 열원측 유닛(10)이 병렬로 배치되어 있는 것과 관련하여, 복수(여기서는 4개)의 냉매 회로(RC)가 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 열부하 처리 시스템(100)에서는, 복수의 열원측 유닛(10) 및 열교환기 유닛(30)에 의해 복수의 냉매 회로(RC)가 구성되어 있다. 열부하 처리 시스템(100)은, 각 냉매 회로(RC)에 있어서 증기 압축식의 냉동 사이클을 행한다.

본 실시형태에서는, 냉매 회로(RC)에 봉입되는 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

열부하 처리 시스템(100)에서는, 열교환기 유닛(30) 및 이용측 유닛(60)이 제1 열매체 연락관(H1) 및 제2 열매체 연락관(H2)과 접속됨으로써, 열매체가 순환하는 열매체 회로(HC)가 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 열부하 처리 시스템(100)에서는, 열교환기 유닛(30) 및 이용측 유닛(60)에 의해 열매체 회로(HC)가 구성되어 있다. 열매체 회로(HC)에 있어서는, 열교환기 유닛(30)의 펌프(36)가 구동함으로써 열매체가 순환한다.

본 실시형태에서는, 열매체 회로(HC)에 봉입되는 열매체는, 예를 들면, 물이나 브라인 등의 액매체이다. 브라인은, 예를 들면, 염화나트륨 수용액, 염화칼슘 수용액, 에틸렌글리콜 수용액이나, 프로필렌글리콜 수용액 등을 포함한다. 또한, 액매체의 종류는 여기에 예시한 것으로 한정되는 것은 아니고, 적절히 선택되면 된다. 특히 본 실시형태에서는, 열매체로서 브라인이 사용되는 것으로 한다.

(25-1-2) 상세 구성

(25-1-2-1) 열원측 유닛

본 실시형태에서는, 열부하 처리 시스템(100)은, 4대의 열원측 유닛(10)을 갖는다(도 25a 참조). 그리고, 열교환기 유닛(30)은, 4대의 열원측 유닛(10)에 있어서 냉각/가열된 냉매로, 액매체를 냉각/가열한다. 단, 열원측 유닛(10)의 대수는 예시이며, 그 대수는 4대로 한정되는 것은 아니다. 열원측 유닛(10)은, 1~3대여도 되고, 5대 이상이어도 된다. 또한, 도 25a에서는, 4대의 열원측 유닛(10) 중 1대에 대해서만 내부 구성을 묘화하고, 다른 3대의 내부 구성의 묘화는 생략하고 있다. 묘화를 생략한 열원측 유닛(10)에 대해서도, 이하에서 설명하는 열원측 유닛(10)과 동일한 구성을 갖는다.

열원측 유닛(10)은, 공기를 열원으로 하여, 냉매를 냉각 또는 가열하는 유닛이다. 각 열원측 유닛(10)은, 액측 연락관(LP) 및 가스측 연락관(GP)을 개재하여 열교환기 유닛(30)에 개별적으로 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 각 열원측 유닛(10)은, 열교환기 유닛(30)과 함께, 개별적으로 냉매 회로(RC)를 구성한다. 즉, 열부하 처리 시스템(100)에서는, 복수(여기서는 4대)의 열원측 유닛(10)과, 열교환기 유닛(30)이 개별적으로 접속됨으로써, 복수(여기서는 4개)의 냉매 회로(RC)가 구성되어 있다. 또한, 각 냉매 회로(RC)는, 분리되어 있고 연통되어 있지 않다.

열원측 유닛(10)은, 설치 장소가 한정되는 것은 아닌데, 예를 들면 옥상이나 건물 주변의 스페이스 등에 설치된다. 열원측 유닛(10)은, 액측 연락관(LP), 가스측 연락관(GP)을 개재하여 열교환기 유닛(30)과 접속되어 있으며, 냉매 회로(RC)의 일부를 구성하고 있다.

열원측 유닛(10)은, 냉매 회로(RC)를 구성하는 기기로서, 주로, 복수의 냉매 배관(제1 배관(P1)~제11 배관(P11))과, 압축기(11)와, 어큐뮬레이터(12)와, 사로 전환 밸브(13)와, 열원측 열교환기(14)와, 과냉각기(15)와, 열원측 제1 제어 밸브(16)와, 열원측 제2 제어 밸브(17)와, 액측 폐쇄 밸브(18)와, 가스측 폐쇄 밸브(19)를 갖고 있다.

제1 배관(P1)은, 가스측 폐쇄 밸브(19)와, 사로 전환 밸브(13)의 제1 포트를 접속한다. 제2 배관(P2)은, 어큐뮬레이터(12)의 입구 포트와, 사로 전환 밸브(13)의 제2 포트를 접속한다. 제3 배관(P3)은, 어큐뮬레이터(12)의 출구 포트와, 압축기(11)의 흡입 포트를 접속한다. 제4 배관(P4)은, 압축기(11)의 토출 포트와, 사로 전환 밸브(13)의 제3 포트를 접속한다. 제5 배관(P5)은, 사로 전환 밸브(13)의 제4 포트와, 열원측 열교환기(14)의 가스측 출입구를 접속한다. 제6 배관(P6)은, 열원측 열교환기(14)의 액측 출입구와, 열원측 제1 제어 밸브(16)의 일단을 접속한다. 제7 배관(P7)은, 열원측 제1 제어 밸브(16)의 타단과, 과냉각기(15)의 메인 유로(151)의 일단을 접속한다. 제8 배관(P8)은, 과냉각기(15)의 메인 유로(151)의 타단과, 액측 폐쇄 밸브(18)의 일단을 접속한다.

제9 배관(P9)은, 제6 배관(P6)의 양단 사이의 부분과, 열원측 제2 제어 밸브(17)의 일단을 접속한다. 제10 배관(P10)은, 열원측 제2 제어 밸브(17)의 타단과, 과냉각기(15)의 서브 유로(152)의 일단을 접속한다. 제11 배관(P11)은, 과냉각기(15)의 서브 유로(152)의 타단과, 압축기(11)의 인젝션 포트를 접속한다.

또한, 이들 냉매 배관(P1~P11)은, 실제로는, 단일의 배관으로 구성되어도 되고, 조인트 등을 개재하여 복수의 배관이 접속됨으로써 구성되어도 된다.

압축기(11)는, 냉동 사이클에 있어서의 저압의 냉매를 고압이 될 때까지 압축하는 기기이다. 본 실시형태에서는, 압축기(11)는, 로터리식이나 스크롤식 등의 용적식의 압축 요소가 압축기 모터(도시 생략)에 의해 회전 구동되는 밀폐식 구조를 갖고 있다. 압축기 모터는, 인버터에 의해 운전 주파수의 제어가 가능하다. 즉, 압축기(11)는, 용량 제어 가능하게 구성되어 있다. 단, 압축기(11)는, 용량이 일정한 압축기여도 된다.

어큐뮬레이터(12)는, 압축기(11)에 액냉매가 과도하게 흡입되는 것을 억제하기 위한 용기이다. 어큐뮬레이터(12)는, 냉매 회로(RC)에 충전되어 있는 냉매량에 따라 소정의 용적을 갖고 있다.

사로 전환 밸브(13)는, 냉매 회로(RC)에 있어서의 냉매의 흐름을 전환하기 위한 유로 전환 기구이다. 사로 전환 밸브(13)는, 정사이클 상태와 역사이클 상태로 변환된다. 사로 전환 밸브(13)는, 정사이클 상태가 되면, 제1 포트(제1 배관(P1))와 제2 포트(제2 배관(P2))를 연통시킴과 더불어 제3 포트(제4 배관(P4))와 제4 포트(제5 배관(P5))를 연통시킨다(도 25a의 사로 전환 밸브(13)의 실선을 참조). 사로 전환 밸브(13)는, 역사이클 상태가 되면, 제1 포트(제1 배관(P1))와 제3 포트(제4 배관(P4))를 연통시킴과 더불어 제2 포트(제2 배관(P2))와 제4 포트(제5 배관(P5))를 연통시킨다(도 25a의 사로 전환 밸브(13)의 파선을 참조).

열원측 열교환기(14)는, 냉매의 응축기(또는 방열기) 또는 증발기로서 기능하는 열교환기이다. 열원측 열교환기(14)는, 정사이클 운전(사로 전환 밸브(13)가 정사이클 상태에 있는 운전) 시에는, 냉매의 응축기로서 기능한다. 또, 열원측 열교환기(14)는, 역사이클 운전(사로 전환 밸브(13)가 역사이클 상태에 있는 운전) 시에는, 냉매의 증발기로서 기능한다. 열원측 열교환기(14)는, 복수의 전열관과, 전열핀을 포함한다(도시 생략). 열원측 열교환기(14)는, 전열관 내의 냉매와, 전열관 또는 전열핀의 주위를 통과하는 공기(후술하는 열원측 공기류) 사이에서 열교환이 행해지도록 구성되어 있다.

과냉각기(15)는, 유입되는 냉매를 과냉각 상태의 액냉매로 하는 열교환기이다. 과냉각기(15)는, 예를 들면 이중관 열교환기이며, 과냉각기(15)에는 메인 유로(151)와 서브 유로(152)가 구성되어 있다. 과냉각기(15)는, 메인 유로(151) 및 서브 유로(152)를 흐르는 냉매가 열교환을 행하도록 구성되어 있다.

열원측 제1 제어 밸브(16)는, 개도 제어가 가능한 전자 팽창 밸브이며, 개도에 따라 유입되는 냉매를 감압하거나 또는 유량 조절한다. 열원측 제1 제어 밸브(16)는, 열림 상태와 닫힘 상태를 전환 가능하다. 열원측 제1 제어 밸브(16)는, 열원측 열교환기(14)로 과냉각기(15)(메인 유로(151)) 사이에 배치되어 있다.

열원측 제2 제어 밸브(17)는, 개도 제어가 가능한 전자 팽창 밸브이며, 개도에 따라 유입되는 냉매를 감압하거나 또는 유량 조절한다. 열원측 제2 제어 밸브(17)는, 열림 상태와 닫힘 상태를 전환 가능하다. 열원측 제2 제어 밸브(17)는, 열원측 열교환기(14)와 과냉각기(15)(서브 유로(152)) 사이에 배치되어 있다.

액측 폐쇄 밸브(18)는, 제8 배관(P8)과 액측 연락관(LP)의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다. 액측 폐쇄 밸브(18)는, 일단이 제8 배관(P8)에 접속되고 타단이 액측 연락관(LP)에 접속되어 있다.

가스측 폐쇄 밸브(19)는, 제1 배관(P1)과 가스측 연락관(GP)의 접속 부분에 배치된 수동 밸브이다. 가스측 폐쇄 밸브(19)는, 일단이 제1 배관(P1)에 접속되고 타단이 가스측 연락관(GP)에 접속되어 있다.

또, 열원측 유닛(10)은, 열원측 열교환기(14)를 통과하는 열원측 공기 흐름을 생성하는 열원측 팬(20)을 갖고 있다. 열원측 팬(20)은, 열원측 열교환기(14)를 흐르는 냉매의 냉각원 또는 가열원으로서의 열원측 공기 흐름을 열원측 열교환기(14)에 공급하는 송풍기이다. 열원측 팬(20)은, 구동원인 열원측 팬 모터(도시 생략)를 포함하고, 상황에 따라 발정(發停) 및 회전수가 적절히 제어된다.

또, 열원측 유닛(10)에는, 냉매 회로(RC) 내의 냉매의 상태(주로 압력 또는 온도)를 검출하기 위한 복수의 열원측 센서(S1)(도 25c 참조)가 배치되어 있다. 열원측 센서(S1)는, 압력 센서나, 서미스터 또는 열전대 등의 온도 센서이다. 열원측 센서(S1)에는, 예를 들면, 압축기(11)의 흡입측(제3 배관(P3))에 있어서의 냉매의 온도(흡입 온도)를 검출하는 제1 온도 센서(21), 또는 압축기(11)의 토출측(제4 배관(P4))에 있어서의 냉매의 온도(토출 온도)를 검출하는 제2 온도 센서(22)가 포함되어 있다. 또, 열원측 센서(S1)에는, 예를 들면, 열원측 열교환기(14)의 액측(제6 배관(P6))의 냉매의 온도를 검출하는 제3 온도 센서(23), 제8 배관(P8)에 있어서의 냉매의 온도를 검출하는 제4 온도 센서(24), 또는 제11 배관(P11)에 있어서의 냉매의 온도를 검출하는 제5 온도 센서(25)가 포함되어 있다. 또, 열원측 센서(S1)에는, 예를 들면, 압축기(11)의 흡입측(제2 배관(P2))에 있어서의 냉매의 압력(흡입 압력)을 검출하는 제1 압력 센서(27), 압축기(11)의 토출측(제4 배관(P4))에 있어서의 냉매의 압력(토출 압력)을 검출하는 제2 압력 센서(28)가 포함되어 있다.

또, 열원측 유닛(10)은, 열원측 유닛(10)에 포함되는 각 기기의 동작·상태를 제어하는 열원측 유닛 제어부(29)를 갖고 있다. 열원측 유닛 제어부(29)는, 그 기능을 실행하기 위해, 각종 전기 회로나, 마이크로 프로세서나 마이크로 프로세서가 실행하는 프로그램이 기억된 메모리칩을 갖는 마이크로 컴퓨터 등을 갖고 있다. 열원측 유닛 제어부(29)는, 열원측 유닛(10)에 포함되는 각 기기(11, 13, 16, 17, 20 등)나 열원측 센서(S1)와 전기적으로 접속되어 있으며, 서로 신호의 입출력을 행한다. 또, 열원측 유닛 제어부(29)는, 열교환기 유닛(30)의 열교환기 유닛 제어부(49)(후술) 등과 통신선을 개재하여 전기적으로 접속되어 있으며, 서로 제어 신호의 송수신을 행한다.

(25-1-2-2) 열교환기 유닛

열교환기 유닛(30)은, 열매체와 냉매를 열교환시킴으로써, 열매체의 냉각 및 가열 중 적어도 한쪽을 행하는 기기이다. 본 실시형태에서는, 열교환기 유닛(30)은, 열매체와 냉매를 열교환시킴으로써, 열매체의 냉각 및 가열을 행한다. 열교환기 유닛(30)으로 액냉매에 의해 냉각 또는 가열된 열매체는, 이용측 유닛(60)에 보내어진다.

열교환기 유닛(30)은, 이용측 유닛(60)에 보내어지는 열매체와 냉매를 열교환시킴으로써, 열매체의 냉각 또는 가열을 행하는 유닛이다. 열교환기 유닛(30)은, 설치 장소가 한정되는 것은 아닌데, 예를 들면 설비 기기실 등의 실내에 설치된다. 열교환기 유닛(30)은, 각 냉매 회로(RC)를 구성하는 기기로서, 열원측 유닛(10)의 수(냉매 회로(RC)의 수)와 동 수(여기서는 4개)의, 복수의 냉매 배관(냉매 배관(Pa, Pb, Pc, Pd), 팽창 밸브(31), 및 개폐 밸브(32)를 갖고 있다. 또, 열교환기 유닛(30)은, 각 냉매 회로(RC) 및 열매체 회로(HC)를 구성하는 기기로서, 열교환기(33)를 갖고 있다.

냉매 배관(Pa)은, 액측 연락관(LP)과, 팽창 밸브(31)의 일단을 접속한다. 냉매 배관(Pb)은, 팽창 밸브(31)의 타단과, 열교환기(33)의 하나의 액측 냉매 출입구를 접속한다. 냉매 배관(Pc)은, 열교환기(33)의 하나의 가스측 냉매 출입구와, 개폐 밸브(32)의 일단을 접속한다. 냉매 배관(Pd)은, 개폐 밸브(32)의 타단과, 가스측 연락관(GP)을 접속한다. 또한, 이들 냉매 배관(Pa~Pd)은, 실제로는, 단일의 배관으로 구성되어도 되고, 조인트 등을 개재하여 복수의 배관이 접속됨으로써 구성되어도 된다.

팽창 밸브(31)는, 개도 제어가 가능한 전자 팽창 밸브이며, 개도에 따라 유입되는 냉매를 감압하거나 또는 유량 조절한다. 팽창 밸브(31)는, 열림 상태와 닫힘 상태를 전환 가능하다. 팽창 밸브(31)는, 열교환기(33)와 액측 연락관(LP) 사이에 배치되어 있다.

개폐 밸브(32)는, 열림 상태와 닫힘 상태를 전환 가능한 제어 밸브이다. 개폐 밸브(32)는, 닫힘 상태일 때에 냉매를 차단한다. 개폐 밸브(32)는, 열교환기(33)와 가스측 연락관(GP) 사이에 배치되어 있다.

열교환기(33)에는, 냉매 회로(RC)를 흐르는 냉매의 유로(냉매 유로(RP))가 복수 형성되어 있다. 열교환기(33)에 있어서, 각 냉매 유로(RP)는, 다른 냉매 유로(RP)와 연통하고 있지 않다. 이와 관련하여, 열교환기(33)에 있어서는, 냉매 유로(RP)의 액측 출입구 및 가스측 출입구가, 각각 냉매 유로(RP)의 수와 동 수(여기서는 4개) 형성되어 있다. 또, 열교환기(33)에는, 열매체 회로(HC)를 흐르는 열매체의 유로(열매체 유로(HP))가 형성되어 있다.

보다 구체적으로, 열교환기(33)는, 제1 열교환기(34) 및 제2 열교환기(35)를 포함하고 있다. 제1 열교환기(34) 및 제2 열교환기(35)는, 별체로서 구성되어 있다. 제1 열교환기(34) 및 제2 열교환기(35)에 있어서는, 분리된 2개의 냉매 유로(RP)가 각각 형성되어 있다. 제1 열교환기(34) 및 제2 열교환기(35)에서는, 각 냉매 유로(RP)의 일단이, 대응하는 냉매 회로(RC)의 냉매 배관(Pb)에 접속되어 있고, 각 냉매 유로(RP)의 타단이 대응하는 냉매 회로(RC)의 냉매 배관(Pc)에 접속되어 있다. 제1 열교환기(34)에서는, 열매체 유로(HP)의 일단이 후술하는 열매체 배관(Hb)에 접속되어 있고, 열매체 유로(HP)의 타단이 후술하는 열매체 배관(Hc)에 접속되어 있다. 제2 열교환기(35)에서는, 열매체 유로(HP)의 일단이 후술하는 Hc에 접속되어 있고, 열매체 유로(HP)의 타단이 후술하는 열매체 배관(Hd)에 접속되어 있다. 제1 열교환기(34) 및 제2 열교환기(35)의 열매체 유로(HP)는, 열매체 회로(HC)에 있어서 직렬로 늘어서 있다. 제1 열교환기(34) 및 제2 열교환기(35)는, 각 냉매 유로(RP)(냉매 회로(RC))를 흐르는 냉매와, 열매체 유로(HP)(열매체 회로(HC))를 흐르는 열매체로 열교환이 행해지도록 구성되어 있다.

또, 열교환기 유닛(30)은, 열매체 회로(HC)를 구성하는 기기로서, 복수의 열매체 배관(열매체 배관(Ha, Hb, Hc, Hd)), 및 펌프(36)를 추가로 갖고 있다.

열매체 배관(Ha)은, 일단이 제1 열매체 연락관(H1)에 접속되고, 타단이 펌프(36)의 흡입측 포트에 접속되어 있다. 열매체 배관(Hb)은, 일단이 펌프(36)의 토출측 포트에 접속되고, 타단이 제1 열교환기(34)의 열매체 유로(HP)의 일단에 접속되어 있다. 열매체 배관(Hc)은, 일단이 제1 열교환기(34)의 열매체 유로(HP)의 타단에 접속되고, 타단이 제2 열교환기(35)의 열매체 유로(HP)의 일단에 접속되어 있다. 열매체 배관(Hd)은, 일단이 제2 열교환기(35)의 열매체 유로(HP)의 타단에 접속되고, 타단이 제2 열매체 연락관(H2)에 접속되어 있다. 또한, 이들 열매체 배관(Ha~Hd)은, 실제로는, 단일의 배관으로 구성되어도 되고, 조인트 등을 개재하여 복수의 배관이 접속됨으로써 구성되어도 된다.

펌프(36)는, 열매체 회로(HC)에 배치되어 있다. 펌프(36)는, 운전 중, 열매체를 흡인하여 토출한다. 펌프(36)는, 구동원인 모터를 포함하고, 모터가 인버터 제어됨으로써 회전수가 조정된다. 즉, 펌프(36)는, 토출 유량 가변이다. 또한, 열교환기 유닛(30)은, 열매체 회로(HC)에 있어서 직렬 또는 병렬로 접속된 복수 대의 펌프(36)를 가져도 된다. 또, 펌프(36)는, 정량 펌프여도 된다.

또, 열교환기 유닛(30)에는, 냉매 회로(RC) 내의 냉매 상태(주로 압력 또는 온도)를 검출하기 위한 복수의 열교환기 유닛 센서(S2)(도 25c 참조)가 배치되어 있다. 열교환기 유닛 센서(S2)는, 압력 센서나, 서미스터 또는 열전대 등의 온도 센서이다. 열교환기 유닛 센서(S2)에는, 예를 들면, 열교환기(33)(냉매 유로(RP))의 액측(냉매 배관(Pb))에 있어서의 냉매의 온도를 검출하는 제6 온도 센서(41), 및 열교환기(33)(냉매 유로(RP))의 가스측(냉매 배관(Pc))에 있어서의 냉매의 온도를 검출하는 제7 온도 센서(42)가 포함되어 있다. 또, 열교환기 유닛 센서(S2)에는, 예를 들면, 열교환기(33)(냉매 유로(RP))의 액측(냉매 배관(Pb))에 있어서의 냉매의 압력을 검출하는 제3 압력 센서(43), 및 열교환기(33)(냉매 유로(RP))의 가스측(냉매 배관(Pc))에 있어서의 냉매의 압력을 검출하는 제4 압력 센서(44)가 포함되어 있다.

또, 열교환기 유닛(30)에는, 열교환기 유닛(30)(냉매 회로(RC))에 있어서 냉매 누설이 생겼을 경우에, 누설 냉매를 열교환기 유닛(30)으로부터 배출시키기 위한 배기 팬 유닛을 갖고 있다. 배기 팬 유닛은, 배기 팬(46)을 포함한다. 배기 팬(46)은, 구동원(예를 들면 팬 모터 등)에 연동하여 구동한다. 배기 팬(46)은, 구동하면, 열교환기 유닛(30) 내로부터 외부로 유출되는 제1 공기류(AF1)를 생성한다. 배기 팬(46)의 종별은, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 시로코 팬이나 프로펠러 팬이다.

또, 열교환기 유닛(30)에는, 냉각 팬(48)을 갖고 있다. 냉각 팬(48)은, 구동원(예를 들면 팬 모터 등)에 연동하여 구동한다. 냉각 팬(48)은, 구동하면, 열교환기 유닛(30) 내에 배치되는 전기 부품(발열 부품)을 냉각하기 위한 제2 공기류(AF2)를 생성한다. 냉각 팬(48)은, 제2 공기류(AF2)가 발열 부품의 주위를 통과해 열교환을 행한 후에 열교환기 유닛(30) 내로부터 외부로 유출되도록 배치된다. 냉각 팬(48)의 종별은, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 시로코 팬이나 프로펠러 팬이다.

또, 열교환기 유닛(30)은, 열교환기 유닛(30)에 포함되는 각 기기의 동작·상태를 제어하는 열교환기 유닛 제어부(49)를 갖고 있다. 열교환기 유닛 제어부(49)는, 그 기능을 실행하기 위해, 마이크로 프로세서 및 마이크로 프로세서가 실행하는 프로그램이 기억된 메모리칩을 갖는 마이크로 컴퓨터나, 각종 전기 부품 등을 갖고 있다. 열교환기 유닛 제어부(49)는, 열교환기 유닛(30)에 포함되는 각 기기나 열교환기 유닛 센서(S2)와 전기적으로 접속되어 있으며, 서로 신호의 입출력을 행한다. 또, 열교환기 유닛 제어부(49)는, 열원측 유닛 제어부(29), 이용측 유닛(60) 내에 배치되는 제어부(도시 생략), 또는 리모컨(도시 생략) 등과, 통신선을 개재하여 전기적으로 접속되어 있으며, 서로 제어 신호의 송수신을 행한다. 열교환기 유닛 제어부(49)에 포함되는 전기 부품은, 냉각 팬(48)에 의해 생성되는 제2 공기류(AF2)에 의해 냉각된다.

(25-1-2-3) 이용측 유닛

이용측 유닛(60)은, 열교환기 유닛(30)으로 냉각/가열된 열매체를, 이용하는 설비이다. 각 이용측 유닛(60)은, 제1 열매체 연락관(H1)이나 제2 열매체 연락관(H2) 등을 개재하여, 열교환기 유닛(30)과 접속되어 있다. 이용측 유닛(60)은, 열교환기 유닛(30)과 함께 열매체 회로(HC)를 구성한다.

본 실시형태에 있어서, 이용측 유닛(60)은, 열교환기 유닛(30)으로 냉각/가열된 열매체와 공기를 열교환시켜 공조를 행하는, 에어 핸들링 유닛이나 팬 코일 유닛이다.

도 25a에서는, 이용측 유닛(60)을 1개만 도시하고 있다. 단, 열부하 처리 시스템(100)에는 복수의 이용측 유닛이 포함되고, 열교환기 유닛(30)으로 냉각/가열된 열매체는, 분기되어 복수의 이용측 유닛으로 보내져도 된다. 또, 열부하 처리 시스템(100)에 복수의 이용측 유닛이 포함되는 경우, 복수의 이용측 유닛의 종류는 모두 동일해도 되고, 복수의 이용측 유닛에는 복수의 종류의 설비가 포함되어도 된다.

(25-1-2-4) 액측 연락관, 가스측 연락관

각 액측 연락관(LP) 및 각 가스측 연락관(GP)은, 열교환기 유닛(30)과, 대응하는 열원측 유닛(10)을 접속하여 냉매의 유로를 구성한다. 액측 연락관(LP) 및 가스측 연락관(GP)은, 설치 현장에 있어서 시공된다. 또한, 액측 연락관(LP) 또는 가스측 연락관(GP)은, 실제로는, 단일의 배관으로 구성되어도 되고, 조인트 등을 개재하여 복수의 배관이 접속됨으로써 구성되어도 된다.

(25-1-2-5) 제1 열매체 연락관, 제2 열매체 연락관

제1 열매체 연락관(H1) 및 제2 열매체 연락관(H2)은, 열교환기 유닛(30)과, 대응하는 이용측 유닛(60) 사이를 접속하여 열매체의 유로를 구성한다. 제1 열매체 연락관(H1) 및 제2 열매체 연락관(H2)은, 설치 현장에 있어서 시공된다. 또한, 제1 열매체 연락관(H1) 또는 제2 열매체 연락관(H2)은, 실제로는, 단일의 배관으로 구성되어도 되고, 조인트 등을 개재하여 복수의 배관이 접속됨으로써 구성되어도 된다.

(25-1-2-6) 냉매 누설 센서

냉매 누설 센서(70)는, 열교환기 유닛(30)이 배치되는 공간(여기서는 후술하는 설비 기기실(R))에 있어서의 냉매 누설을 검지하기 위한 센서이다. 보다 구체적으로는, 냉매 누설 센서(70)는, 열교환기 유닛(30)에 있어서의 누설 냉매를 검출한다. 본 실시형태에서는, 냉매 누설 센서(70)는, 냉매 회로(RC)에 봉입되어 있는 냉매의 종별에 따라 공지의 범용품이 이용되고 있다. 냉매 누설 센서(70)는, 열교환기 유닛(30)이 배치되는 공간에 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 냉매 누설 센서(70)는, 열교환기 유닛(30) 내에 배치되어 있다.

냉매 누설 센서(70)는, 계속적 또는 간헐적으로 컨트롤러(80)에 대해, 검출값에 따른 전기 신호(냉매 누설 센서 검출 신호)를 출력하고 있다. 보다 상세하게는, 냉매 누설 센서(70)로부터 출력되는 냉매 누설 센서 검출 신호는, 냉매 누설 센서(70)에 의해 검출되는 냉매의 농도에 따라 전압이 변화한다. 바꾸어 말하면, 냉매 누설 센서 검출 신호는, 냉매 회로(RC)에 있어서의 냉매 누설의 유무에 더하여, 냉매 누설 센서(70)가 설치되는 공간에 있어서의 누설 냉매의 농도(보다 상세하게는 냉매 누설 센서(70)가 검출한 냉매의 농도)를 특정 가능한 양태로 컨트롤러(80)에 출력된다.

(25-1-2-7) 컨트롤러

도 25c에 나타내는 컨트롤러(80)는, 각 기기 상태를 제어함으로써 열부하 처리 시스템(100)의 동작을 제어하는 컴퓨터이다. 본 실시형태에 있어서, 컨트롤러(80)는, 열원측 유닛 제어부(29), 열교환기 유닛 제어부(49), 및 이들에 접속되는 기기(예를 들면 이용측 유닛 내에 배치되는 제어부나 리모컨)가 통신선을 개재하여 접속됨으로써 구성되어 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 컨트롤러(80)는, 열원측 유닛 제어부(29), 열교환기 유닛 제어부(49), 및 이들에 접속되는 기기가 협동함으로써 실현된다.

(25-1-3) 열부하 처리 시스템의 설치 양태

도 25b는, 열부하 처리 시스템(100)의 설치 양태를 나타낸 모식도이다. 열부하 처리 시스템(100)은, 설치 장소를 특별히 한정하는 것은 아닌데, 예를 들면 빌딩이나, 상업 시설 또는 공장 등에 설치된다. 본 실시형태에 있어서, 열부하 처리 시스템(100)은, 도 25b에 나타내는 양태로 건물(B1)에 설치되어 있다. 건물(B1)은, 복수의 플로어를 갖는다. 또한, 건물(B1)의 계단 수나 방 수 등는, 적절히 변경이 가능하다.

건물(B1)에는, 설비 기기실(R)이 형성되어 있다. 설비 기기실(R)은, 배전반이나 발전기 등의 전기 설비, 또는 보일러 등의 냉열 기기 등이 배치되는 공간이다. 설비 기기실(R)은, 사람이 출입 체재 가능한 공간이다. 예를 들면, 설비 기기실(R)은, 지하실 등의 사람이 보행 가능한 공간이다. 본 실시형태에 있어서, 설비 기기실(R)은, 건물(B1)의 최하의 플로어에 위치하고 있다. 또, 건물(B1)에는, 사람이 활동을 행하는 거주 공간(SP)이 형성되어 있다. 건물(B1)에는, 복수의 거주 공간(SP)이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 거주 공간(SP)은, 설비 기기실(R)이 형성되는 플로어의 위층에 위치하고 있다.

도 25b에서는, 열원측 유닛(10)은, 건물(B1)의 옥상에 설치되어 있다. 또, 열교환기 유닛(30)은, 설비 기기실(R)에 설치되어 있다. 이와 관련하여, 액측 연락관(LP) 및 가스측 연락관(GP)이, 옥상과 설비 기기실(R) 사이에서 연직 방향을 따라 연장되어 있다.

또, 도 25b에서는, 각 이용측 유닛(60)은, 대응하는 거주 공간(SP)에 있어서 배치되어 있다. 이와 관련하여, 제1 열매체 연락관(H1) 및 제2 열매체 연락관(H2)이, 거주 공간(SP)과 설비 기기실(R) 사이에서 연직 방향을 따라 연장되어 있다.

건물(B1)에 있어서는, 설비 기기실(R)의 환기(강제 환기 또는 자연 환기)를 행하는 환기 장치(200)가 설치되어 있다. 각 환기 장치(200)는, 설비 기기실(R)에 설치되어 있다. 구체적으로, 설비 기기실(R)에 있어서는, 환기 장치(200)로서 환기 팬(210)이 설치되어 있다. 환기 팬(210)은, 복수의 환기 덕트(D)에 접속되어 있다. 환기 팬(210)은, 구동하면, 설비 기기실(R) 내의 공기(내기(RA))를 배기(EA)로 하여 외부 공간으로 배출하고, 외부 공간의 공기(외기(OA))를 급기(SA)로 하여 설비 기기실(R)에 공급함으로써, 설비 기기실(R)의 환기를 행한다. 즉, 환기 팬(210)은, 설비 기기실(R)에 있어서 환기를 행하는 「환기 장치」에 상당한다. 환기 팬(210)의 동작(발정 또는 회전수 등)은, 컨트롤러(80)에 의해 제어 가능하다. 환기 팬(210)의 제어에 대해서는, 환기 팬(210)으로 하여금 간헐 운전을 행하게 하는 간헐 운전 모드와 연속 운전을 행하게 하는 연속 운전 모드가 적절히 변환된다.

또, 설비 기기실(R)에 있어서는, 환기 장치(200)로서 개폐 기구(220)가 설치되어 있다. 개폐 기구(220)는, 설비 기기실(R)과 다른 공간(예를 들면 외부 공간 등)을 연통시키는 열림 상태와, 차단하는 닫힘 상태를 전환 가능한 기구이다. 즉, 개폐 기구(220)는, 설비 기기실(R)과 다른 공간을 연통하는 개구를 개폐한다. 개폐 기구(220)는, 예를 들면 개폐 제어 가능한 도어, 해치, 창 또는 셔터 등이다. 개폐 기구(220)는, 어댑터(80b)(도 25c 참조)를 개재하여, 컨트롤러(80)에 전기적으로 접속되어 있다. 환기 팬(210) 상태(열림 상태 또는 닫힘 상태)는, 컨트롤러(80)에 의해 제어된다.

(25-1-4) 특징

본 실시형태에 따른 열부하 처리 시스템(100)에서는, 제1 사이클인 냉매 회로(RC)에 봉입하는 냉매로서, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의 혼합 냉매를 채용하고 있어, 열교환기 유닛(30)에서의 열교환의 효율을 향상시킬 수 있었다.

(25-2) 제2 실시형태

도 25d에, 본 실시형태에 따른 냉동 장치인 이원 냉동 장치(500)의 냉매 회로도를 나타낸다. 이원 냉동 장치(500)는, 고온측의 고원 냉동 사이클인 제1 사이클(510)과, 저온측의 저원 냉동 사이클인 제2 사이클(520)을 구비하고 있다. 제1 사이클(510)과 제2 사이클(520)은, 캐스케이드 콘덴서(531)에 의해 열적으로 접속되어 있다. 제1 사이클(510) 및 제2 사이클(520)을 구성하는 각 요소는, 후술하는 실외 유닛(501) 혹은 냉각 유닛(502)에 수납되어 있다.

제2 사이클(520)에 봉입되는 냉매에는, 냉매 누락을 고려하여, 지구 온난화에 대한 영향이 작은 이산화탄소, 즉 CO₂를 이용하고 있다. 제1 사이클(510)에 봉입되는 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 이하, 제2 사이클(520)에 봉입되는 저온측의 냉매를 제2 냉매라고 하고, 제1 사이클(510)에 봉입되는 고온측의 냉매를 제1 냉매라고 한다.

제1 사이클(510)은, 제1 냉매가 순환하는 냉동 사이클이다. 제1 사이클(510)에 있어서, 제1 압축기(511)와, 제1 응축기(512)와, 제1 팽창 밸브(513)와, 제1 증발기(514)가 순차적으로, 냉매 배관과 접속되어, 냉매 회로가 구성되어 있다. 본 명세서에서는, 제1 사이클(510)의 냉매 회로를, 제1 냉매 회로라고 한다.

제2 사이클(520)은, 제2 냉매가 순환하는 냉동 사이클이다. 제2 사이클(520)에 있어서, 제2 압축기(521)와, 제2 상류측 응축기(522)와, 제2 하류측 응축기(523)와, 수액기(525)와, 제2 하류측 팽창 밸브(526)와, 제2 증발기(527)가 순차적으로, 냉매 배관과 접속되어, 냉매 회로가 구성되어 있다. 또, 제2 사이클(520)은, 제2 하류측 응축기(523)와 수액기(525) 사이에 설치된 제2 상류측 팽창 밸브(524)를 갖고 있다. 본 명세서에서는, 제2 사이클(520)의 냉매 회로를, 제2 냉매 회로라고 한다.

이원 냉동 장치(500)는, 상술한 캐스케이드 콘덴서(531)를 구비하고 있다. 캐스케이드 콘덴서(531)에 있어서, 제1 증발기(514)를 통과하는 냉매와 제2 하류측 응축기(523)을 통과하는 냉매 사이에서 열교환이 가능하도록, 제1 증발기(514)와 제2 하류측 응축기(523)가 결합되어 구성되어 있다. 즉, 캐스케이드 콘덴서(531)는, 냉매 간 열교환기이다. 캐스케이드 콘덴서(531)를 설치함으로써, 제2 냉매 회로와 제1 냉매 회로는 다단 구성으로 되어 있다.

제1 압축기(511)는, 제1 냉매 회로를 흐르는 제1 냉매를 흡입하고, 흡입한 제1 냉매를 압축해 고온 고압의 가스 냉매로 하여 토출한다. 본 실시형태에 있어서, 제1 압축기(511)는, 인버터 회로에 의해 회전수를 제어하여, 냉매의 토출량을 조정할 수 있는 타입의 압축기이다.

제1 응축기(512)는, 예를 들면, 공기, 브라인 등과 제1 냉매 회로를 흐르는 냉매 사이에서 열교환을 행해, 냉매를 응축 액화시키는 것이다. 본 실시형태에 있어서, 제1 응축기(512)는, 외기와 냉매의 열교환을 행하는 것이다. 이원 냉동 장치(500)는, 제1 응축기 팬(512a)을 갖고 있다. 제1 응축기 팬(512a)에 의해, 제1 응축기(512)에 외기가 송풍되어, 제1 응축기(512)에 있어서의 열교환이 촉진된다. 제1 응축기 팬(512a)은 풍량을 조정할 수 있다.

제1 팽창 밸브(513)는, 제1 냉매 회로를 흐르는 제1 냉매를 감압하여 팽창시키는 것이며, 예를 들면, 전자식 팽창 밸브이다.

제1 증발기(514)는, 열교환에 의해, 제1 냉매 회로를 흐르는 냉매를 증발시켜 가스화하는 것이다. 본 실시형태에서는, 제1 증발기(514)는, 예를 들면, 캐스케이드 콘덴서(531)에 있어서 제1 냉매 회로를 흐르는 냉매가 통과하는 전열관 등에 의해 구성된다. 그리고, 캐스케이드 콘덴서(531)에 있어서, 제1 증발기(514)를 흐르는 제1 냉매와 제2 냉매 회로를 흐르는 제2 냉매 사이에서 열교환이 행해진다.

제2 압축기(521)는, 제2 냉매 회로를 흐르는 제2 냉매를 흡입하고, 흡입한 제2 냉매를 압축해 고온 고압의 가스 냉매로 하여 토출한다. 본 실시형태에 있어서, 제2 압축기(521)는, 예를 들면, 인버터 회로에 의해 회전수를 제어하여, 냉매의 토출량을 조정할 수 있는 타입의 압축기이다.

제2 상류측 응축기(522)는, 예를 들면, 공기, 브라인 등과 제1 냉매 회로를 흐르는 냉매 사이에서 열교환을 행해, 냉매를 응축 액화시키는 것이다. 본 실시형태에 있어서, 제2 상류측 응축기(522)는, 외기와 냉매의 열교환을 행하는 것이다. 이원 냉동 장치(500)는, 제2 응축기 팬(522a)을 갖고 있다. 제2 응축기 팬(522a)에 의해, 제2 상류측 응축기(522)에 외기가 송풍되어, 제2 상류측 응축기(522)에 있어서의 열교환이 촉진된다. 제2 응축기 팬(522a)은, 풍량을 조정할 수 있는 타입의 팬이다.

제2 하류측 응축기(523)는, 제2 상류측 응축기(522)로 응축되어 액화된 냉매를, 추가로 과냉각 냉매로 하는 것이다. 본 실시형태에서는, 제2 하류측 응축기(523)는, 캐스케이드 콘덴서(531)에 있어서 제2 냉매 회로를 흐르는 제2 냉매가 통과하는 전열관에 의해 구성된다. 그리고, 캐스케이드 콘덴서(531)에 있어서, 제2 하류측 응축기(523)를 흐르는 제2 냉매와 제1 냉매 회로를 흐르는 제1 냉매 사이에서 열교환이 행해진다.

제2 상류측 팽창 밸브(524)는, 제2 냉매 회로를 흐르는 제2 냉매를 감압하여 팽창시키는 것이며, 여기서는 전자식 팽창 밸브이다.

수액기(525)는, 제2 하류측 응축기(523) 및 제2 상류측 팽창 밸브(524)의 하류측에 설치되어 있다. 수액기(525)는, 냉매를 일시적으로 저류하는 것이다.

제2 하류측 팽창 밸브(526)는, 제2 냉매 회로를 흐르는 제2 냉매를 감압하여 팽창시키는 것이며, 전자식 팽창 밸브이다.

제2 증발기(527)는, 열교환에 의해, 제1 냉매 회로를 흐르는 제1 냉매를 증발시켜 가스화하는 것이다. 제2 증발기(527)에 있어서의 냉매와의 열교환에 의해, 냉각 대상은, 직접 또는 간접적으로 냉각되게 된다.

상술한 이원 냉동 장치(500)의 각 구성 요소는, 실외 유닛(501) 또는 냉각 유닛(502)에 수납되어 있다. 냉각 유닛(502)은, 예를 들면, 냉장 냉동 쇼케이스 혹은 유닛 쿨러로서 사용된다. 본 실시형태에 있어서, 제1 압축기(511), 제1 응축기(512), 제1 팽창 밸브(513), 제1 증발기(514), 제2 압축기(521), 제2 상류측 응축기(522), 제2 하류측 응축기(523), 제2 상류측 팽창 밸브(524), 수액기(525), 과냉각 냉매 배관(528), 증기 냉매 배관(529), 모세관(528a), 및 역지 밸브(529a)는, 실외 유닛(501)에 수납되어 있다. 또, 제2 하류측 팽창 밸브(526) 및 제2 증발기(527)는, 냉각 유닛(502)에 수납되어 있다. 그리고, 실외 유닛(501)과 냉각 유닛(502)은, 2개의 배관, 즉 액 배관(551) 및 가스 배관(552)과 접속되어 있다.

이상과 같은 구성의 이원 냉동 장치(500)에 있어서, 냉각 대상인 공기를 냉각하는 통상의 냉각 운전에 있어서의 각 구성 기기의 동작 등을, 각 냉매 회로를 순환하는 냉매의 흐름에 의거하여 설명한다.

우선, 도 25d를 참조하면서, 제1 사이클(510)의 동작에 대해 설명한다. 제1 압축기(511)는, 제1 냉매를 흡입하고, 압축해 고온 고압의 가스 냉매 상태로 하여 토출한다. 토출된 제1 냉매는, 제1 응축기(512)에 유입된다. 제1 응축기(512)는, 제1 응축기 팬(512a)으로부터 공급되는 외기와 가스 냉매인 제1 냉매 사이에서 열교환을 행해, 제1 냉매를 응축하여 액화한다. 응축 액화된 제1 냉매는, 제1 팽창 밸브(513)를 통과한다. 제1 팽창 밸브(513)는 응축 액화된 제1 냉매를 감압한다. 감압된 제1 냉매는, 캐스케이드 콘덴서(531)의 제1 증발기(514)에 유입된다. 제1 증발기(514)는, 제2 하류측 응축기(523)를 통과하는 제2 냉매와의 열교환에 의해, 제1 냉매를 증발, 가스화한다. 증발, 가스화된 제1 냉매는, 제1 압축기(511)에 흡입된다.

다음에, 도 25d를 참조하면서, 제2 사이클(520)의 동작에 대해 설명한다. 제2 압축기(521)는, 제2 냉매를 흡입하고, 압축해 고온 고압의 가스 냉매 상태로 하여 토출한다. 토출된 제2 냉매는, 제2 상류측 응축기(522)에 유입된다. 제2 상류측 응축기(522)는, 제2 응축기 팬(522a)으로부터 공급되는 외기와 제2 냉매 사이에서 열교환을 행해, 제2 냉매를 응축하고, 캐스케이드 콘덴서(531)의 제2 하류측 응축기(523)에 유입된다. 제2 하류측 응축기(523)는, 제1 증발기(514)를 통과하는 제1 냉매와의 열교환에 의해, 추가로 제1 냉매를 과냉각 액화한다. 과냉각 액화된 제2 냉매는, 제2 상류측 팽창 밸브(524)를 통과한다. 제2 상류측 팽창 밸브(524)는, 과냉각 액화된 제2 냉매를 감압하여, 중간압의 냉매로 한다. 중간압까지 감압된 제2 냉매는, 수액기(525)를 지나, 제2 하류측 팽창 밸브(526)를 통과해, 감압되어 저압의 냉매가 된다. 저압까지 감압된 제2 냉매는, 제2 증발기(527)에 유입된다. 제2 증발기(527)는, 제2 증발기 팬(527a)을 이용하여 냉동 창고의 창고 내 공기와 제2 냉매를 열교환시켜, 제2 냉매를 증발 가스화한다. 증발 가스화한 제2 냉매는, 제2 압축기(521)에 흡입된다.

본 실시형태에 따른 이원 냉동 장치(500)에서는, 제1 사이클(510)에 봉입하는 제1 냉매로서 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의 혼합 냉매를 채용하고 있어, 캐스케이드 콘덴서(531)에서의 열교환의 효율을 향상시킬 수 있었다. 또, 제1 냉매로서 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의 혼합 냉매를 채용함으로써, R32를 사용하는 경우에 비해 GWP(지구 온난화 계수)를 낮추는 것도 가능해진다.

(25-2-1) 제2 실시형태의 제1 변형예

상기의 실시형태에서는, 제1 사이클(510)에 봉입하는 제1 냉매로서 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의 혼합 냉매를 채용하고, 제2 사이클(520)에 봉입하는 제2 냉매로서 이산화탄소를 채용하고 있는데, 제1 냉매도 제2 냉매도, 모두 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의 혼합 냉매를 채용해도 된다. 여기서는, 제1 사이클(510) 및 제2 사이클(520)이 캐스케이드 콘덴서(531)를 개재하여 조합되어 이원 냉동 장치(500)를 구성하고 있으며, 일원의 장치에 비해 냉각 유닛(502)측을 통과하는 사이클(제2 사이클(520))의 냉매 충전량이 적어진다. 이 때문에, 냉각 유닛(502)측의 냉매 누설에 대비한 안전 대책의 비용을 저감하는 것이 가능해진다.

(25-2-2) 제2 실시형태의 제2 변형예

상기의 실시형태에서는, 제1 사이클(510)에 봉입하는 제1 냉매로서 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의 혼합 냉매를 채용하고, 제2 사이클(520)에 봉입하는 제2 냉매로서 이산화탄소를 채용하고 있는데, 제1 냉매로서 R32를 채용하고, 제2 냉매로서 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의 혼합 냉매를 채용해도 된다. 여기서는, 이산화탄소(CO₂)에 비해 내압의 설계치가 낮은 경향이 있는 혼합 냉매를 이용함으로써, 제2 사이클(520)을 구성하는 배관이나 부품의 내압 레벨을 낮추는 것이 가능해진다.

(25-3) 제3 실시형태

(25-3-1) 전체 구성

도 25e에, 제3 실시형태에 따른 냉동 장치인 공조 급탕 시스템(600)을 나타낸다. 도 25e는, 공조 급탕 시스템(600)의 회로 구성도이다. 공조 급탕 시스템(600)은, 공조 장치(610)와 급탕 장치(620)를 구비한다. 급탕 장치(620)에는, 급탕용 온수 회로(640)가 접속되어 있다.

(25-3-2) 상세 구성

(25-3-2-1) 공조 장치

공조 장치(610)는, 압축기(611)와 실외 열교환기(612)와 팽창 밸브(613)와 실내 열교환기(614)가 접속된 공조용 냉매 회로(615)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 압축기(611)의 토출측에, 사로 전환 밸브(616)의 제1 포트(P1)가 접속되어 있다. 사로 전환 밸브(616)의 제2 포트(P2)에, 실외 열교환기(612)의 가스측 단부가 접속되어 있다. 실외 열교환기(612)의 액측 단부는, 팽창 밸브(613)를 개재하여, 실내 열교환기(614)의 액측 단부에 접속되어 있다. 실내 열교환기(614)의 가스측 단부는, 사로 전환 밸브(616)의 제3 포트(P3)에 접속되어 있다. 그리고, 사로 전환 밸브(616)의 제4 포트(P4)가, 압축기(611)의 흡입측에 접속되어 있다.

사로 전환 밸브(616)는, 제1 포트(P1)와 제2 포트(P2)가 연통하고, 제3 포트(P3)와 제4 포트(P4)가 연통하는 제1 연통 상태(도면의 파선 상태)와, 제1 포트(P1)와 제3 포트(P3)가 연통하고, 제2 포트(P2)와 제4 포트(P4)가 연통하는 제2 연통 상태(도면의 실선 상태)가 전환된다. 사로 전환 밸브(616)를 전환함으로써, 냉매의 순환 방향을 역전시킬 수 있다.

제3 실시형태에서는, 공조용 냉매 회로(615)에는, 증기 압축식의 냉동 사이클을 행하기 위한 냉매가 충전되어 있다. 당해 냉매는, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매이며, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

(25-3-2-2) 급탕 장치

급탕 장치(620)는, 급탕용 냉매 회로(625)를 갖는다. 급탕용 냉매 회로(625)에서는, 압축기(621)와, 제1 열교환기(622)와, 팽창 밸브(623)와, 제2 열교환기(624)가 순서대로 접속되어 있다. 급탕용 냉매 회로(625)에는, 냉매로서, 이산화탄소 냉매가 충전되어 있다. 급탕 장치(620)는, 급탕용 냉매 회로(625)를 구성하고 있는 각 기기를 하나의 케이싱 내에 넣은 것이며, 하나의 급탕 유닛을 구성하고 있다.

제1 열교환기(622)는, 흡열부(622a)와 방열부(622b)가 일체적으로 구성된 물/냉매 열교환기이다. 제1 열교환기(622)는, 방열부(622b)가 급탕용 냉매 회로(625)에 접속됨과 더불어, 흡열부(622a)가, 물로부터 온수를 생성하는 급탕용 온수 회로(640)에 접속되어 있다. 제1 열교환기(622)에서는, 급탕용 온수 회로(640)의 물과 급탕용 냉매 회로(625)의 이산화탄소 냉매가 열교환을 행함으로써, 급탕용 온수 회로(640)에 있어서 물로부터 온수가 생성된다.

급탕용 온수 회로(640)는, 순환 펌프(641)와, 제1 열교환기(622)의 흡열부(622a)와, 저탕 탱크(642)가 접속된 회로이다. 급탕용 온수 회로(640)에서는, 제1 열교환기(622)에서 이산화탄소 냉매에 의해 가열된 온수가, 저탕 탱크(642)에 저장되도록, 물/온수가 순환한다. 급탕용 온수 회로(640)에는, 저탕 탱크(642)에 있어서의 급배수를 행하기 위해, 저탕 탱크(642)로의 급수관(643)과, 저탕 탱크(642)로부터의 온천관(644)이 접속된다.

제2 열교환기(624)는, 흡열부(624a)와 방열부(624b)가 일체적으로 구성된 캐스케이드 열교환기이며, 흡열부(624a)가 급탕용 냉매 회로(625)에, 방열부(624b)가 공조용 냉매 회로(615)에 접속되어 있다. 이와 같이 제2 열교환기(624)를 캐스케이드 열교환기로 함으로써, 공조용 냉매 회로(615)가 이원 히트 펌프 사이클의 저단(저온)측의 동작을 행하고, 급탕용 냉매 회로(625)가 고단(고온)측의 동작을 행한다.

제2 열교환기(624)는, 이원 히트 펌프 사이클의 저단측인 공조용 냉매 회로(615)의 실내 열교환기(614)에, 병렬로 접속되어 있다. 삼방 전환 밸브(650)의 전환에 의해, 공조용 냉매 회로(615)의 냉매가 제2 열교환기(624)에 흐르는 상태와, 냉매가 실내 열교환기(614)에 흐르는 상태가 전환된다. 바꾸어 말하면, 이원 히트 펌프 사이클의 저단측인 공조용 냉매 회로(615)에서는, 실외 열교환기(612)와 실내 열교환기(614) 사이에서 냉매가 순환하는 제1 동작과, 실외 열교환기(612)와 제2 열교환기(624) 사이에서 냉매가 순환하는 제2 동작을 전환할 수 있다.

(25-3-3) 공조 급탕 시스템의 운전 동작

다음에, 공조 급탕 시스템(600)의 운전 동작에 대해 설명한다.

우선, 제1 동작인 공조 운전은, 냉방 운전과 난방 운전을 전환하여 행할 수 있다. 냉방 운전 시에는, 사로 전환 밸브(616)가 파선측의 제1 연통 상태로 세팅되고, 삼방 전환 밸브(650)가 파선측의 제1 연통 상태로 세팅된다. 이 상태에 있어서, 압축기(611)로부터 토출된 냉매는, 사로 전환 밸브(616)를 통해 실외 열교환기(612)에 유입되고, 실외 열교환기(612)에서 외기로 방열되어 응축한다. 냉매는, 팽창 밸브(613)에 있어서 팽창한 후, 실내 열교환기(614)에서 실내 공기로부터 흡열해 증발하여, 실내 공기를 냉각한다. 그 후, 냉매는 사로 전환 밸브(616)를 통해, 압축기(611)에 흡입된다. 냉매가 이상과 같이 순환하여 압축 행정, 응축 행정, 팽창 행정, 증발 행정을 반복함으로써, 실내가 냉방된다.

또, 난방 운전 시에는, 사로 전환 밸브(616)가 실선측의 제2 연통 상태로 세팅되고, 삼방 전환 밸브(650)가 파선측의 제1 연통 상태로 세팅된다. 이 상태에 있어서, 압축기(611)로부터 토출된 냉매는, 사로 전환 밸브(616) 및 삼방 전환 밸브(650)를 통해 실내 열교환기(614)에 유입되고, 실내 열교환기(614)에서 실내 공기에 방열되어 응축하여, 실내 공기를 가열한다. 이 냉매는, 팽창 밸브(613)에 있어서 팽창한 후, 실외 열교환기(612)에서 외기로부터 흡열하여 증발한다. 그 후, 냉매는, 사로 전환 밸브(616)를 통해, 압축기(611)에 흡입된다. 냉매가 이상과 같이 순환함으로써, 실내가 난방된다.

한편, 제2 동작인 저탕 운전은, 공조가 불필요해지는 심야의 시간대에 행해진다. 이 때, 공조용 냉매 회로(615)에 있어서, 사로 전환 밸브(616)는, 난방 운전시와 마찬가지로 실선측의 제2 연통 상태로 세팅되고, 삼방 전환 밸브(650)는, 공조 운전 시와는 반대로 실선측의 제2 연통 상태로 세팅된다. 또, 이 때는, 급탕용 냉매 회로(625)의 압축기(621)와 급탕용 온수 회로(640)의 순환 펌프(641)의 운전도 행해진다.

이 상태에 있어서, 공조용 냉매 회로(615)에서는, 압축기(611)로부터 토출된 냉매가, 사로 전환 밸브(616) 및 삼방 전환 밸브(650)를 통해 제2 열교환기(624)의 방열부(624b)에 유입된다. 방열부(624b)에서는, 공조용 냉매 회로(615)를 흐르는 냉매가, 급탕용 냉매 회로(625)의 이산화탄소 냉매에 방열하여 응축하고, 이산화탄소 냉매를 가열한다. 공조용 냉매 회로(615)의 냉매는, 그 후, 팽창 밸브(613)에 있어서 팽창하여, 실외 열교환기(612)에서 증발한 후, 사로 전환 밸브(616)를 통해 압축기(611)에 흡입된다. 공조용 냉매 회로(615)의 냉매는, 이상과 같이 순환하여, 압축 행정, 응축 행정, 팽창 행정, 증발 행정을 반복한다.

급탕용 냉매 회로(625)에서는, 이산화탄소 냉매가, 압축기(621)에 있어서의 압축 행정, 제1 열교환기(622)의 방열부(622b)에 있어서의 방열 행정, 팽창 밸브(623)에 있어서의 팽창 행정, 그리고 제2 열교환기(624)의 흡열부(624a)에 있어서의 흡열 행정을 순서대로 행한다. 제2 열교환기(624)에서는, 이산화탄소 냉매가 공조용 냉매 회로(615)를 흐르는 냉매로부터 흡열하고, 제1 열교환기(622)에 있어서는, 이산화탄소 냉매가 온열을 급탕용 온수 회로(640)의 물에 부여하는 작용을 행한다.

급탕용 온수 회로(640)에서는, 순환 펌프(641)에 의해 저탕 탱크(642)의 물이 제1 열교환기(622)의 흡열부(622a)에 공급되어, 가열된다(온수가 생성된다). 가열에 의해 생성된 온수는, 저탕 탱크(642)로 복귀하고, 소정의 축열 온도가 될 때까지 급탕용 온수 회로(640) 내에서 온수의 순환이 계속된다. 이상의 저탕 운전은, 상술한 바와 같이 심야의 시간대에 행해진다. 한편, 저탕 탱크(642)로부터 출탕되는 급탕 운전은, 주간이나 야간의 시간대에 행해진다. 급탕 운전 시, 급탕용 냉매 회로(625)는 정지하고 있으며, 공조용 냉매 회로(615)에 있어서는 실내 열교환기(614)를 이용하여 냉방 운전 혹은 난방 운전을 행할 수 있다.

(25-3-4) 공조 급탕 시스템의 특징

제3 실시형태에 따른 공조 급탕 시스템(600)에서는, 이산화탄소를 냉매로 하는 급탕용 냉매 회로(625)에 있어서의 열원측의 제2 열교환기(624)를 캐스케이드 열교환기로 한 유닛형의 급탕 장치(620)를 이용하고 있다. 또, 제2 열교환기(624)를 저단측 냉매 회로인 공조용 냉매 회로(615)에 접속하여, 이원의 히트 펌프 사이클 동작을 행하는 구성으로 하고 있다. 공조용 냉매 회로(615)에서는, 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의, 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 혼합 냉매를 이용하고 있다. 이 때문에, 제2 열교환기(624)에서의 열교환의 효율을 향상시킬 수 있었다.

(25-3-5) 제3 실시형태의 변형예

상기의 실시형태에서는, 제1 사이클인 공조용 냉매 회로(615)에 봉입하는 제1 냉매로서 상술한 냉매 A~D 중 어느 하나의 혼합 냉매를 채용하고, 제2 사이클인 급탕용 냉매 회로(625)에 봉입하는 제2 냉매로서 이산화탄소를 채용하고 있는데, 급탕용 냉매 회로(625)에 봉입하는 제2 냉매로서, 제1 냉매보다 소정 온도에 있어서의 포화 압력이 낮은 냉매를 채용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, R134a를 급탕용 냉매 회로(625)에 봉입하는 것은, 바람직하다.

이상, 각 그룹의 기술에 관한 각 실시형태를 설명했는데, 청구범위에 기재된 본 개시의 취지 및 범위로부터 일탈하는 일 없이, 형태나 상세의 다양한 변경이 가능한 것이 이해될 것이다.

(1) 제1 그룹 및 제3 그룹의 기술에 관한 도 3a~도 3x의 부호
1, 1a~1m: 공기 조화 장치(냉동 사이클 장치) 7: 컨트롤러(제어부)
10: 냉매 회로 20: 실외 유닛
21: 압축기
23: 실외 열교환기(응축기, 증발기)
24: 실외 팽창 밸브(감압부) 25: 실외 팬
26: 실내 브릿지 회로
27: 실외 유닛 제어부(제어부)
30: 실내 유닛, 제1 실내 유닛
31: 실내 열교환기, 제1 실내 열교환기(증발기, 응축기)
32: 실내 팬, 제1 실내 팬
33: 실내 팽창 밸브, 제1 실내 팽창 밸브(감압부)
34: 실내 유닛 제어부, 제1 실내 유닛 제어부(제어부)
35: 제2 실내 유닛
36: 제2 실내 열교환기(증발기, 응축기)
37: 제2 실내 팬
38: 제2 실내 팽창 밸브(감압부)
39: 제2 실내 유닛 제어부(제어부) 40: 바이패스 배관
41: 저압 리시버 42: 고압 리시버
43: 중간압 리시버
44: 제1 실외 팽창 밸브(감압부, 제1 감압부)
45: 제2 실외 팽창 밸브(감압부, 제2 감압부)
46: 과냉각 배관 47: 과냉각 열교환기
48: 과냉각 팽창 밸브 49: 바이패스 팽창 밸브
50: 흡입 냉매 가열부(냉매 열교환부)
51: 내부 열교환기(냉매 열교환부)
(2) 제4 그룹의 기술에 관한 도 4a~도 4x의 부호
1, 1a, 1b: 공기 조화 장치(냉동 사이클 장치)
1c: 냉온수 공급 장치(냉동 사이클 장치)
1d: 저탕 장치(냉동 사이클 장치)
5: 가스측 냉매 연락 배관(연락 배관)
6: 액측 냉매 연락 배관(연락 배관)
8: 실외 전장품 유닛(전장품 유닛)
9: 실내 전장품 유닛(전장품 유닛)
9a: 냉온수 전장품 유닛(전장품 유닛)
9b: 저탕 전장품 유닛(전장품 유닛) 10: 냉매 회로
11: 실내 액측 접속부, 제1 실내 액측 접속부(배관 접속부)
12: 실내 액측 냉매 배관, 제1 실내 액측 냉매 배관
13: 실내 가스측 접속부, 제1 실내 가스측 접속부(배관 접속부)
14: 실내 가스측 냉매 배관, 제1 실내 가스측 냉매 배관
15: 제2 실내 액측 접속부(배관 접속부)
16: 제2 실내 액측 냉매 배관
17: 제2 실내 가스측 접속부(배관 접속부)
18: 제2 실내 가스측 냉매 배관
20, 20a, 20b: 실외 유닛(열교환 유닛, 열원측 유닛)
21: 압축기
23: 실외 열교환기(열교환기) 24: 실외 팽창 밸브
28: 가스측 폐쇄 밸브(배관 접속부)
28a: 실외 가스측 냉매 배관
29: 액측 폐쇄 밸브(배관 접속부)
29a: 실외 액측 냉매 배관
30, 30a: 실내 유닛, 제1 실내 유닛(열교환 유닛, 이용측 유닛)
30b: 냉온수 공급 유닛(열교환 유닛, 이용측 유닛)
30c: 저탕 유닛(열교환 유닛, 이용측 유닛)
31: 실내 열교환기, 제1 실내 열교환기(열교환기)
35: 제2 실내 유닛(열교환 유닛, 이용측 유닛)
36: 제2 실내 열교환기(열교환기) 44: 제1 실외 팽창 밸브
45: 제2 실외 팽창 밸브 50: 실외 하우징(하우징)
54: 실내 하우징(하우징) 60: 실외 하우징(하우징)
80: 실외 하우징(하우징)
110: 실내 하우징(하우징)
231: 수열교환기(열교환기)
237: 실내 하우징(하우징)
327: 저탕 하우징(하우징)
331: 수열교환기(열교환기)
(3) 제5 그룹의 기술에 관한 도 5a~도 5i의 부호
1, 1a, 1b: 공기 조화 장치(냉동 사이클 장치) 10: 냉매 회로
19: 흡입관(흡입 유로) 20: 실외 유닛
21, 21a, 21b: 압축기
23: 실외 열교환기(응축기, 증발기)
24: 실외 팽창 밸브(감압부)
30: 실내 유닛, 제1 실내 유닛
31: 실내 열교환기, 제1 실내 열교환기(증발기, 응축기)
35: 제2 실내 유닛
36: 제2 실내 열교환기(증발기, 응축기)
40: 흡입 인젝션 배관(흡입 인젝션 유로, 분기 유로)
40a: 이코노마이저 인젝션 배관(중간 인젝션 유로, 분기 유로)
42: 고압 리시버(냉매 저류 탱크)
46: 중간 인젝션 배관(중간 인젝션 유로)
47: 과냉각 열교환기(인젝션용 열교환기)
47a: 이코노마이저 열교환기(인젝션용 열교환기)
48: 과냉각 팽창 밸브(개도 조정 밸브)
48a: 이코노마이저 팽창 밸브(개도 조정 밸브) 82: 고정 스크롤
84: 가동 스크롤(선회 스크롤) 196: 흡입관(흡입 유로)
Sc: 압축실
(4) 제6 그룹의 기술에 관한 도 6a~도 6f의 부호
1, 1a, 1b: 공기 조화 장치(냉동 사이클 장치)
5: 가스측 냉매 연락 배관(연락 배관)
6: 액측 냉매 연락 배관(연락 배관) 7: 컨트롤러(제어 장치)
10: 냉매 회로
20: 실외 유닛(열원 유닛) 21: 압축기
27: 실외 유닛 제어부(제어 장치)
23: 실외 열교환기(열원측 열교환기)
30: 실내 유닛, 제1 실내 유닛(이용 유닛)
31: 실내 열교환기, 제1 실내 열교환기(이용측 열교환기)
35: 제2 실내 유닛(이용 유닛)
36: 제2 실내 열교환기(이용측 열교환기)
(5) 제7 그룹의 기술에 관한 도 7a~도 7m의 부호
20: 실외 유닛(공조 유닛) 21: 압축기(기기)
23: 실외 열교환기(열교환기, 기기) 25: 실외 팬(팬)
25a: 제1 실외 팬(팬) 25b: 제2 실외 팬(팬)
50: 하우징 52: 취출구
54: 드레인 팬 히터(전열 장치) 60: 하우징
62a: 제1 취출구(취출구) 62b: 제2 취출구(취출구)
67: 크랭크 케이스 히터(전열 장치) 70: 하우징
76: 취출구
81: IH 히터(냉매 히터, 전열 장치)
(6) 제8 그룹의 기술에 관한 도 8a~도 8f의 부호
1, 1a, 1b: 공기 조화 장치(냉동 사이클 장치)
5: 가스측 냉매 연락 배관(냉매 배관)
6: 액측 냉매 연락 배관(냉매 배관) 10: 냉매 회로
20: 실외 유닛(열원 유닛) 21: 압축기
23: 실외 열교환기(열원측 열교환기)
30: 실내 유닛, 제1 실내 유닛(이용 유닛, 제1 이용 유닛)
31: 실내 열교환기, 제1 실내 열교환기(제1 이용측 열교환기)
35: 제2 실내 유닛(제2 이용 유닛)
36: 제2 실내 열교환기(제2 이용측 열교환기)
(7) 제9 그룹의 기술에 관한 도 9a~도 9l의 부호
1, 1a, 1b: 공기 조화 장치(냉동 사이클 장치)
5: 가스측 냉매 연락 배관
6: 액측 냉매 연락 배관 10: 냉매 회로
20: 실외 유닛 21: 압축기
23: 실외 열교환기(열원측 열교환기)
24: 실외 팽창 밸브(감압부)
30: 실내 유닛, 제1 실내 유닛
31: 실내 열교환기, 제1 실내 열교환기(이용측 열교환기)
35: 제2 실내 유닛
36: 제2 실내 열교환기(이용측 열교환기)
44: 제1 실외 팽창 밸브(감압부)
45: 제2 실외 팽창 밸브(감압부)
(8) 제10 그룹의 기술에 관한 도 10a~도 10g의 부호
71: 회전자 100: 압축기
271: 회전자 300: 압축기
711: 전자 강판 712: 영구 자석
713: 자석 수용 구멍(수용 구멍) 714: 비자성 공간
715: 브릿지
(9) 제11 그룹의 기술에 관한 도 11a~도 11p의 부호
1, 1a, 1b: 공기 조화 장치(냉동 사이클 장치) 10: 냉매 회로
20: 실외 유닛 21: 압축기
23: 실외 열교환기(열원측 열교환기) 23a: 핀
23b: 전열관
24: 실외 팽창 밸브(감압부)
30: 실내 유닛, 제1 실내 유닛
31: 실내 열교환기, 제1 실내 열교환기(이용측 열교환기)
31a: 핀 31b: 전열관
35: 제2 실내 유닛
36: 제2 실내 열교환기(이용측 열교환기) 36a: 핀
36b: 전열관
44: 제1 실외 팽창 밸브(감압부)
45: 제2 실외 팽창 밸브(감압부)
(10) 제12 그룹의 기술에 관한 도 12a~도 12h의 부호
11: 냉매 회로 60: 압축부
70: 유도 모터 71: 회전자
72: 고정자 100: 압축기
260: 압축부 270: 유도 모터
271: 회전자 272: 고정자
300: 압축기 716: 도체봉
717: 단락환
717a: 히트 싱크(방열 구조)
717af: 방열핀(방열 구조)
110: 분기 회로(냉각 구조) 111: 냉각부(냉각 구조)
112: 제2 팽창 밸브(냉각 구조)
113: 제3 팽창 밸브(냉각 구조)
(11) 제13 그룹의 기술에 관한 도 13a~도 13k의 부호
1: 공조기 21: 정류 회로
22: 콘덴서 25: 인버터
27: 컨버터 30: 전력 변환 장치
30B: 인다이렉트 매트릭스 컨버터(전력 변환 장치)
30C: 매트릭스 컨버터(전력 변환 장치)
70: 모터 71: 회전자
100: 압축기 130: 전력 변환 장치
130B: 인다이렉트 매트릭스 컨버터(전력 변환 장치)
130C: 매트릭스 컨버터(전력 변환 장치)
(12) 제14 그룹의 기술에 관한 도 14a~도 14c의 부호
1: 공조기 20: 기동 회로
21: 정특성 서미스터 22: 운전 콘덴서
30: 접속부 70: 모터
90: 단상 교류 전원 100: 압축기
130: 접속부 170: 모터
190: 삼상 교류 전원 200: 압축기
(13) 제15 그룹의 기술에 관한 도 15a~도 15n의 부호
1: 급탕 시스템(온수 제조 장치)
1a: 급탕 시스템(온수 제조 장치)
1b: 급탕 시스템(온수 제조 장치) 21: 압축기
22: 수열교환기(제2 열교환기)
23: 팽창 밸브(팽창 기구)
24: 공기 열교환기(제1 열교환기)
30: 순환수 배관(순환 유로； 제2 순환 유로)
30b: 순환수 배관(제1 순환 유로) 35: 저탕 탱크(탱크)
38: 열교환부(제1 순환 유로의 일부)
60: 서브 순환수 배관(제1 순환 유로)
62: 서브 수열교환기(제3 열교환기)
110: 물 순환 유로(제2 순환 유로)
112: 수열교환기(제3 열교환기) 118: 유로(제3 유로)
211: 압축기
212: 방열기(제2 열교환기)
213: 팽창 밸브(팽창 기구)
214: 증발기(제2 열교환기)
231: 배관(제1 순환 유로) 240: 탱크
241: 유로(제2 유로)
241a: 급탕용 열교환기(제2 유로의 일부)
320: 수수조(급수원) 312: 급수 라인(유로)
314: 출탕 라인(유로) 331: 물 유로(유로)
333: 제2 열교환기 335: 압축기
336: 팽창 밸브(팽창 기구) 337: 제1 열교환기
340: 저탕 탱크(탱크)
(14) 제16 그룹의 기술에 관한 도 16a~도 16i의 부호
10: 공기 조화 장치(냉동 사이클 장치의 예)
16: 편평관(전열관의 예) 16a, 193b: 평면부
19: 금속판(핀의 예)
23, 125: 실외 열교환기(증발기의 예, 및, 응축기의 예)
27: 실내 열교환기(증발기의 예, 및, 응축기의 예)
193: 편평 다공관(전열관, 편평관의 예) 194: 삽입핀
194a: 절결
201: 내면홈을 갖는 관(전열관의 예) 211: 플레이트핀
211a: 관통 구멍
(15) 제17 그룹의 기술에 관한 도 17a~도 17o의 부호
1, 601, 701: 공기 조화 장치
2: 실내기(이용측 유닛의 예)
3: 실외기(열원측 유닛의 예)
09, 721: 제1 덕트 210, 722: 제2 덕트
230, 621, 730: 케이싱
242 실내 열교환기(이용측 열교환기의 예) 321, 633, 741: 압축기
323, 634: 실외 열교환기(열원측 열교환기의 예)
602: 이용측 유닛 603: 열원측 유닛
625: 급기 열교환기(이용측 열교환기의 예)
651: 급기 덕트(제1 덕트의 예)
653: 흡입 덕트(제3 덕트의 예) 739: 칸막이판
743: 열원측 열교환기 745: 이용측 열교환기
(16) 제18 그룹의 기술에 관한 도 18a~도 18d의 부호
1: 압축기
2: 이용측 열교환기 3: 열원측 열교환기
4: 제1 캐필러리 튜브(팽창 기구)
7: 제2 캐필러리 튜브(감압 기구)
21: 제3 열교환부 22: 제4 열교환부
31: 제1 열교환부 32: 제2 열교환부
41: 제3 캐필러리 튜브(팽창 기구)
42: 제4 캐필러리 튜브(팽창 기구) 60: 이용 유닛
(17) 제19 그룹의 기술에 관한 도 19a~도 19e의 부호
1: 공기 조화기 10: 냉매 회로
20: 냉매 재킷 20A: 히트 파이프
30: 전기 회로 31: 프린트 기판
32: 스페이서 33: 파워 소자
40: 스위치 박스 50: 전열판
X: 좌단 수직부 Y: 경사부
Z: 우단 수직부
(18) 제20 그룹의 기술에 관한 도 20a~도 20d의 부호
1: 압축기 3: 실외 열교환기
4: 팽창 밸브 5: 제1 실내 열교환기
6: 제습용 전자 밸브 7: 제2 실내 열교환기
10 공기 조화기
(19) 제21 그룹의 기술에 관한 도 21a~도 21f의 부호
1: 공기 조화기 2: 실내기
3: 실외기 10: 압축기
12: 실외 열교환기(제2 열교환기의 예)
13: 팽창 밸브(감압부의 예)
14: 실내 열교환기(제1 열교환기의 예) 16: 실내 팬
20: 보조 열교환기(제1 열교환기의 예) 21: 주 열교환기
50: 냉매 회로
(20) 제22 그룹의 기술에 관한 도 22a~도 22j의 부호
10: 냉동 사이클 장치
11, 110: 냉매 회로 12, 122: 압축기
13, 123: 열원측 열교환기 14: 팽창 기구
15: 이용측 열교환기
100, 100a: 공기 조화 장치(냉동 사이클 장치)
124: 열원측 팽창 기구(팽창 기구)
131: 이용측 열교환기, 제1 이용측 열교환기(이용측 열교환기)
133: 이용측 팽창 기구, 제1 이용측 팽창 기구(팽창 기구)
136: 제2 이용측 열교환기(이용측 열교환기)
138: 제2 이용측 팽창 기구(팽창 기구)
(21) 제23 그룹의 기술에 관한 도 23a~도 23d의 부호
1: 공기 조화 장치(냉동 사이클 장치)
5: 가스측 냉매 연락 배관
6: 액측 냉매 연락 배관 10: 냉매 회로
20: 실외 유닛 21: 압축기
23: 실외 열교환기(열원측 열교환기)
24: 실외 팽창 밸브(감압부) 30: 실내 유닛
31: 실내 열교환기(이용측 열교환기)
(22) 제24 그룹의 기술에 관한 도 24a~도 24i의 부호
1: 주냉매 회로(냉매 공급 장치) 9: 축열조
10: 축열용 열교환기 20: 축열 장치
W: 물(축열 매체)
(23) 제25 그룹의 기술에 관한 도 25a~도 25e의 부호
11: 압축기(제1 압축기)
14: 열원측 열교환기(제1 방열기)
31: 팽창 밸브(제1 팽창 기구) 33: 열교환기
60: 이용측 유닛(제2 흡열기)
100: 열부하 처리 시스템(냉동 장치)
500: 이원 냉동 장치(냉동 장치) 510: 제1 사이클
511: 제1 압축기
512: 제1 응축기(제1 방열기)
513: 제1 팽창 밸브(제1 팽창 기구)
514: 제1 증발기(제1 흡열기)
520: 제2 사이클 521: 제2 압축기
523: 제2 하류측 응축기(제2 방열기)
524: 제2 상류측 팽창 밸브(제2 팽창 기구)
526: 제2 하류측 팽창 밸브(제2 팽창 기구)
527: 제2 증발기(제2 흡열기)
531: 캐스케이드 콘덴서(열교환기)
HC: 열매체 회로(제2 사이클)
HP: 열교환기의 열매체 유로(제2 방열기)
RC: 냉매 회로(제1 사이클)
RP: 열교환기의 냉매 유로(제1 흡열기)
600: 공조 급탕 시스템(냉동 장치) 611: 압축기(제1 압축기)
612: 실외 열교환기(제1 흡열기)
613: 팽창 밸브(제1 팽창 기구)
615: 공조용 냉매 회로(제1 사이클) 621: 압축기(제2 압축기)
622b: 방열부(제2 방열기)
623: 팽창 밸브(제2 팽창 기구)
624: 제2 열교환기(열교환기)
624a: 흡열부(제2 흡열기)
624b: 방열부(제1 방열기)
625: 급탕용 냉매 회로(제2 사이클)

Claims (15)

1. 압축기(21)와 응축기(23, 31, 36)와 감압부(24, 44, 45, 33, 38)와 증발기(31, 36, 23)를 갖는 냉매 회로(10)와,
   상기 냉매 회로에 봉입된 적어도 1,2-디플루오로에틸렌을 포함하는 냉매
   를 구비한, 냉동 사이클 장치(1, 1a~1m).
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉매가, 트랜스-1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E)), 트리플루오로에틸렌(HFO-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(R1234yf)을 포함하는, 냉동 사이클 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
   점 D (87.6, 0.0, 12.4),
   점 G (18.2, 55.1, 26.7),
   점 H (56.7, 43.3, 0.0) 및
   점 O (100.0, 0.0, 0.0)
   의 4점을 각각 잇는 선분 OD, DG, GH 및 HO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 OD, DG 및 GH 상에 있고(단, 점 O 및 점 H는 제외한다),
   상기 선분 DG는,
   좌표 (0.0047y²-1.5177y+87.598, y, -0.0047y²+0.5177y+12.402)
   로 나타내어지고,
   상기 선분 GH는,
   좌표 (-0.0134z²-1.0825z+56.692, 0.0134z²+0.0825z+43.308, z)
   로 나타내어지고, 또한
   상기 선분 HO 및 OD가 직선인, 냉동 사이클 장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
   점 L (72.5, 10.2, 17.3),
   점 G (18.2, 55.1, 26.7),
   점 H (56.7, 43.3, 0.0) 및
   점 I (72.5, 27.5, 0.0)
   의 4점을 각각 잇는 선분 LG, GH, HI 및 IL로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 LG, GH 및 IL 상에 있고(단, 점 H 및 점 I는 제외한다),
   상기 선분 LG는,
   좌표 (0.0047y²-1.5177y+87.598, y, -0.0047y²+0.5177y+12.402)
   로 나타내어지고,
   상기 선분 GH는,
   좌표 (-0.0134z²-1.0825z+56.692, 0.0134z²+0.0825z+43.308, z)
   로 나타내어지고, 또한
   상기 선분 HI 및 IL이 직선인, 냉동 사이클 장치.
5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 냉매가, 추가로, 디플루오로메탄(R32)을 함유하는, 냉동 사이클 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf 그리고 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z 그리고 a로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
   0＜a≤10.0일 때,
   점 A (0.02a²-2.46a+93.4, 0, -0.02a²+2.46a+6.6),
   점 B' (-0.008a²-1.38a+56, 0.018a²-0.53a+26.3, -0.01a²+1.91a+17.7),
   점 C (-0.016a²+1.02a+77.6, 0.016a²-1.02a+22.4, 0) 및
   점 O (100.0, 0.0, 0.0)
   의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있고(단, 점 O 및 점 C는 제외한다),
   10.0＜a≤16.5일 때,
   점 A (0.0244a²-2.5695a+94.056, 0, -0.0244a²+2.5695a+5.944),
   점 B' (0.1161a²-1.9959a+59.749, 0.014a²-0.3399a+24.8, -0.1301a²+2.3358a+15.451),
   점 C (-0.0161a²+1.02a+77.6, 0.0161a²-1.02a+22.4, 0) 및
   점 O (100.0, 0.0, 0.0)
   의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있고(단, 점 O 및 점 C는 제외한다), 또는
   16.5＜a≤21.8일 때,
   점 A (0.0161a²-2.3535a+92.742, 0, -0.0161a²+2.3535a+7.258),
   점 B' (-0.0435a²-0.0435a+50.406, -0.0304a²+1.8991a-0.0661, 0.0739a²-1.8556a+49.6601),
   점 C (-0.0161a²+0.9959a+77.851, 0.0161a²-0.9959a+22.149, 0) 및
   점 O (100.0, 0.0, 0.0)
   의 4점을 각각 잇는 직선으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 직선 OA, AB' 및 B'C 상에 있는(단, 점 O 및 점 C는 제외한다), 냉동 사이클 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉매가, HFO-1132(E) 및 HFO-1123의 합계를, 당해 냉매의 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하고, 또한,
   당해 냉매가, HFO-1132(E)를, 당해 냉매의 전체에 대해 62.5질량%~72.5질량% 포함하는, 냉동 사이클 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고,
   상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
   점 A (71.1, 0.0, 28.9),
   점 C (36.5, 18.2, 45.3),
   점 F (47.6, 18.3, 34.1) 및
   점 D (72.0, 0.0, 28.0)
   의 4점을 각각 잇는 선분 AC, CF, FD, 및 DA로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
   상기 선분 AC는,
   좌표 (0.0181y²-2.2288y+71.096, y, -0.0181y²+1.2288y+28.904)
   로 나타내어지고,
   상기 선분 FD는,
   좌표 (0.02y²-1.7y+72, y, -0.02y²+0.7y+28)
   로 나타내어지고, 또한,
   상기 선분 CF 및 DA가 직선인, 냉동 사이클 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고,
   상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
   점 A (71.1, 0.0, 28.9),
   점 B (42.6, 14.5, 42.9),
   점 E (51.4, 14.6, 34.0) 및
   점 D (72.0, 0.0, 28.0)
   의 4점을 각각 잇는 선분 AB, BE, ED, 및 DA로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
   상기 선분 AB는,
   좌표 (0.0181y²-2.2288y+71.096, y, -0.0181y²+1.2288y+28.904)
   로 나타내어지고,
   상기 선분 ED는,
   좌표 (0.02y²-1.7y+72, y, -0.02y²+0.7y+28)
   로 나타내어지고, 또한,
   상기 선분 BE 및 DA가 직선인, 냉동 사이클 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고,
    상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 G (77.5, 6.9, 15.6),
    점 I (55.1, 18.3, 26.6) 및
    점 J (77.5, 18.4, 4.1)
    의 3점을 각각 잇는 선분 GI, IJ 및 JK로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
    상기 선분 GI는,
    좌표 (0.02y²-2.4583y+93.396, y, -0.02y²+1.4583y+6.604)
    로 나타내어지고, 또한,
    상기 선분 IJ 및 JK가 직선인, 냉동 사이클 장치.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고,
    상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 G (77.5, 6.9, 15.6),
    점 H (61.8, 14.6, 23.6) 및
    점 K (77.5, 14.6, 7.9)
    의 3점을 각각 잇는 선분 GH, HK 및 KG로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
    상기 선분 GH는,
    좌표 (0.02y²-2.4583y+93.396, y, -0.02y²+1.4583y+6.604)
    로 나타내어지고, 또한,
    상기 선분 HK 및 KG가 직선인, 냉동 사이클 장치.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매가, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32를 포함하고,
    상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 O (100.0, 0.0, 0.0),
    점 C' (56.7, 43.3, 0.0),
    점 D' (52.2, 38.3, 9.5),
    점 E' (41.8, 39.8, 18.4) 및
    점 A' (81.6, 0.0, 18.4)
    의 5점을 각각 잇는 선분 OC', C'D', D'E', E'A' 및 A'O로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 C'D', D'E' 및 E'A' 상에 있고(단, 점 C' 및 A'를 제외한다),
    상기 선분 C'D'는,
    좌표 (-0.0297z²-0.1915z+56.7, 0.0297z²+1.1915z+43.3, z)
    로 나타내어지고,
    상기 선분 D'E'는,
    좌표 (-0.0535z²+0.3229z+53.957, 0.0535z²+0.6771z+46.043, z)
    로 나타내어지고, 또한,
    상기 선분 OC', E'A' 및 A'O가 직선인, 냉동 사이클 장치.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매가, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32를 포함하고,
    상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 O (100.0, 0.0, 0.0),
    점 C (77.7, 22.3, 0.0),
    점 D (76.3, 14.2, 9.5),
    점 E (72.2, 9.4, 18.4) 및
    점 A' (81.6, 0.0, 18.4)
    의 5점을 각각 잇는 선분 OC, CD, DE, EA' 및 A'O로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 CD, DE 및 EA' 상에 있고(단, 점 C 및 A'를 제외한다),
    상기 선분 CDE는,
    좌표 (-0.017z²+0.0148z+77.684, 0.017z²+0.9852z+22.316, z)
    로 나타내어지고, 또한,
    상기 선분 OC, EA' 및 A'O가 직선인, 냉동 사이클 장치.
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매가, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32를 포함하고,
    상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 O (100.0, 0.0, 0.0),
    점 C' (56.7, 43.3, 0.0),
    점 D' (52.2, 38.3, 9.5) 및
    점 A (90.5, 0.0, 9.5)
    의 5점을 각각 잇는 선분 OC', C'D', D'A 및 AO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 C'D' 및 D'A 상에 있고(단, 점 C' 및 A를 제외한다),
    상기 선분 C'D'는,
    좌표 (-0.0297z²-0.1915z+56.7, 0.0297z²+1.1915z+43.3, z)
    로 나타내어지고, 또한,
    상기 선분 OC', D'A 및 AO가 직선인, 냉동 사이클 장치.
15. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매가, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32를 포함하고,
    상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), HFO-1123 및 R32의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 O (100.0, 0.0, 0.0),
    점 C (77.7, 22.3, 0.0),
    점 D (76.3, 14.2, 9.5),
    점 A (90.5, 0.0, 9.5)
    의 5점을 각각 잇는 선분 OC, CD, DA 및 AO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 CD 및 DA 상에 있고(단, 점 C 및 A를 제외한다),
    상기 선분 CD는,
    좌표 (-0.017z²+0.0148z+77.684, 0.017z²+0.9852z+22.316, z)
    로 나타내어지고, 또한,
    상기 선분 OC, DA 및 AO가 직선인, 냉동 사이클 장치.
    

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