WO2023228628A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2023228628A1
WO2023228628A1 PCT/JP2023/015478 JP2023015478W WO2023228628A1 WO 2023228628 A1 WO2023228628 A1 WO 2023228628A1 JP 2023015478 W JP2023015478 W JP 2023015478W WO 2023228628 A1 WO2023228628 A1 WO 2023228628A1
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refrigeration cycle
circuit
working medium
windings
motor
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PCT/JP2023/015478
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English (en)
French (fr)
Inventor
修 桑原
晃 鶸田
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigeration cycle device.
  • R410A has been widely used as a working medium (heat medium, refrigerant) for refrigeration cycle devices.
  • R410A has a large global warming potential (GWP) of 2090. Therefore, from the perspective of preventing global warming, research and development are being carried out on working media with lower GWP.
  • Patent Document 1 discloses 1,1,2-trifluoroethylene (HFO1123) as a working medium having a smaller GWP than R410A.
  • Patent Document 2 discloses 1,2-difluoroethylene (HFO1132) as a working medium having a smaller GWP than R410A.
  • HFO1123 and HFO1132 have a lower GWP than R410A, but are thereby less stable than R410A. For example, due to the generation of radicals, a disproportionation reaction of HFO1123 or HFO1132 may proceed, and HFO1123 and HFO1132 may change into another compound.
  • the present disclosure provides a refrigeration cycle device that makes it possible to suppress a disproportionation reaction of a working medium.
  • a refrigeration cycle device includes a refrigeration cycle circuit that includes a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, and in which a working medium circulates, and a control device that controls the refrigeration cycle circuit.
  • the working medium contains ethylene-based fluoroolefin as a refrigerant component.
  • the compressor includes a closed container that forms a flow path for a working medium, a compression mechanism that is located inside the closed container and compresses the working medium, and an electric motor that is located inside the closed container and operates the compression mechanism.
  • the control device includes a drive circuit that drives the motor, a detection circuit that detects insulation deterioration of the windings of the motor, a first control mode that controls the refrigeration cycle circuit under a first condition, and a control mode that controls the refrigeration cycle circuit under the first condition. a second control mode in which the refrigeration cycle circuit is controlled under a second condition in which at least one of the maximum pressure and maximum temperature of the working medium is low; and a control circuit that selects two control modes.
  • aspects of the present disclosure enable suppression of disproportionation reactions in the working medium.
  • Block diagram of a configuration example of a refrigeration cycle device Schematic diagram of a configuration example of the compressor and control device of the refrigeration cycle device in FIG. 1 Schematic diagram of a configuration example of the compressor motor and control device of the refrigeration cycle device shown in FIG. A flowchart of an example of the operation of the control circuit of the control device in FIG. 2 Schematic diagram of a configuration example of a compressor and a control device of a refrigeration cycle device of Modification 1 Schematic diagram of a configuration example of a compressor and a control device of a refrigeration cycle device according to modification 2
  • a prefix such as “first” or “second” will be added to the name of the component, but the reference numeral attached to the component will be used. If they are distinguishable from each other, the prefixes such as “first” and “second” may be omitted in consideration of the readability of the text.
  • FIG. 1 is a block diagram of a configuration example of a refrigeration cycle device 1 according to the present embodiment.
  • the refrigeration cycle device 1 in FIG. 1 constitutes, for example, an air conditioner capable of cooling operation and heating operation.
  • the refrigeration cycle device 1 in FIG. 1 includes a refrigeration cycle circuit 2 and a control device 3.
  • the refrigeration cycle circuit 2 constitutes a flow path through which a working medium circulates.
  • the working medium contains ethylene-based fluoroolefin as a refrigerant component.
  • the ethylene-based fluoroolefin is preferably an ethylene-based fluoroolefin that undergoes a disproportionation reaction.
  • Examples of ethylene-based fluoroolefins that cause disproportionation reactions include 1,1,2-trifluoroethylene (HFO1123), trans-1,2-difluoroethylene (HFO1132(E)), and cis-1,2-difluoroethylene.
  • the working medium may contain multiple types of refrigerant components.
  • the working medium may contain an ethylene-based fluoroolefin as a main refrigerant component and a compound other than the ethylene-based fluoroolefin as an auxiliary refrigerant component.
  • sub-refrigerant components include hydrofluorocarbons (HFC), hydrofluoroolefins (HFO), saturated hydrocarbons, carbon dioxide, and the like.
  • hydrofluorocarbons examples include difluoromethane, difluoroethane, trifluoroethane, tetrafluoroethane, pentafluoroethane, pentafluoropropane, hexafluoropropane, heptafluoropropane, pentafluorobutane, heptafluorocyclopentane, etc. It will be done.
  • hydrofluoroolefins examples include monofluoropropene, trifluoropropene, tetrafluoropropene, pentafluoropropene, hexafluorobutene, and the like.
  • saturated hydrocarbons examples include ethane, n-propane, cyclopropane, n-butane, cyclobutane, isobutane (2-methylpropane), methylcyclopropane, n-pentane, isopentane (2-methylbutane), neopentane (2, 2-dimethylpropane), methylcyclobutane, and the like.
  • the working medium may further contain a disproportionation inhibitor that suppresses the disproportionation reaction of the ethylene-based fluoroolefin.
  • disproportionation inhibitors include saturated hydrocarbons or haloalkanes.
  • saturated hydrocarbons include ethane, n-propane, cyclopropane, n-butane, cyclobutane, isobutane (2-methylpropane), methylcyclopropane, n-pentane, isopentane (2-methylbutane), neopentane (2, 2-dimethylpropane), methylcyclobutane, and the like.
  • n-propane is preferred.
  • haloalkanes examples include haloalkanes having 1 or 2 carbon atoms.
  • haloalkanes i.e., halomethanes
  • having one carbon number examples include (mono)iodomethane (CH 3 I), diiodomethane (CH 2 I 2 ), dibromomethane (CH 2 Br 2 ), bromomethane (CH 3 Br), and dichloromethane.
  • haloalkanes having two carbon atoms
  • haloalkanes having two carbon atoms
  • CF 3 CH 2 I 1,1,1-trifluoro-2-iodoethane
  • CH 3 CH 2 I monoiodoethane
  • CH 3 CH 2 Br monobromoethane
  • 1,1,1-triiodoethane CH 3 CI 3
  • the working medium may contain one or more haloalkanes having 1 or 2 carbon atoms. That is, only one type of haloalkane having 1 or 2 carbon atoms may be used, or two or more types may be used in an appropriate combination.
  • the refrigeration cycle circuit 2 in FIG. 1 includes a compressor 4, a first heat exchanger 5, an expansion valve 6, a second heat exchanger 7, and a four-way valve 8.
  • the refrigeration cycle device 1 in FIG. 1 includes an outdoor unit 1a and an indoor unit 1b.
  • the outdoor unit 1a includes a control device 3, a compressor 4, a first heat exchanger 5, an expansion valve 6, and a four-way valve 8.
  • the first heat exchanger 5 exchanges heat between the outside air and the working medium 20.
  • the outdoor unit 1a further includes a first blower 5a for promoting heat exchange in the first heat exchanger 5.
  • the indoor unit 1b includes a second heat exchanger 7.
  • the second heat exchanger 7 exchanges heat between indoor air and the working medium 20.
  • the indoor unit 1b further includes a second blower 7a for promoting heat exchange in the second heat exchanger 7.
  • the compressor 4 compresses the working medium and increases the pressure of the working medium.
  • the compressor 4 will be explained in detail later.
  • the first heat exchanger 5 and the second heat exchanger 7 exchange heat between the working medium circulating in the refrigeration cycle circuit 2 and external air (for example, outside air or indoor air).
  • the expansion valve 6 adjusts the pressure of the working medium (evaporation pressure) and the flow rate of the working medium.
  • the four-way valve 8 switches the direction of the working medium circulating through the refrigeration cycle circuit 2 between a first direction corresponding to cooling operation and a second direction corresponding to heating operation.
  • the first direction as shown by the solid arrow A1 in FIG. This is the direction in which the heat exchanger 7 is circulated in order.
  • the compressor 4 compresses and discharges the gaseous working medium, whereby the gaseous working medium is sent to the first heat exchanger 5 via the four-way valve 8.
  • the first heat exchanger 5 exchanges heat between the outside air and the gaseous working medium, and the gaseous working medium is condensed and liquefied.
  • the liquid working medium is depressurized by the expansion valve 6 and sent to the second heat exchanger 7.
  • heat is exchanged between the liquid working medium and the indoor air, and the gaseous working medium evaporates to become a gaseous working medium.
  • the gaseous working medium returns to the compressor 4 via a four-way valve 8 .
  • the first heat exchanger 5 functions as a condenser
  • the second heat exchanger 7 functions as an evaporator. Therefore, during cooling, the indoor unit 1b blows air cooled by heat exchange in the second heat exchanger 7 into the room.
  • the second direction as shown by the dashed arrow A2 in FIG. This is the direction in which the heat exchanger 5 is circulated in order.
  • the compressor 4 compresses and discharges the gaseous working medium, whereby the gaseous working medium is sent to the second heat exchanger 7 via the four-way valve 8.
  • the second heat exchanger 7 exchanges heat between the indoor air and the gaseous working medium, and the gaseous working medium is condensed and liquefied.
  • the liquid working medium is depressurized by the expansion valve 6 and sent to the first heat exchanger 5 .
  • heat is exchanged between the liquid working medium and the outside air, and the gaseous working medium evaporates to become a gaseous working medium.
  • the gaseous working medium returns to the compressor 4 via a four-way valve 8 .
  • the first heat exchanger 5 functions as an evaporator
  • the second heat exchanger 7 functions as a condenser. Therefore, during heating, the indoor unit 1b blows air warmed by heat exchange in the second heat exchanger 7 into the room.
  • the control device 3 in FIG. 1 controls the refrigeration cycle circuit 2. More specifically, the control device 3 controls the compressor 4, the first blower 5a, the expansion valve 6, the second blower 7a, and the four-way valve 8 of the refrigeration cycle circuit 2.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a configuration example of the compressor 4 and the control device 3.
  • the compressor 4 is, for example, a hermetic compressor.
  • the compressor 4 may be of rotary type, scroll type, or other known type.
  • the compressor 4 in FIG. 2 includes a closed container 40, a compression mechanism 41, and an electric motor 42.
  • the closed container 40 in FIG. 2 constitutes a flow path for the working medium 20.
  • the closed container 40 has an intake pipe 401 and a discharge pipe 402.
  • the working medium 20 is sucked into the closed container 40 through the suction pipe 401, compressed by the compression mechanism 41, and then discharged out of the closed container 40 through the discharge pipe 402.
  • the inside of the closed container 40 is filled with high temperature and high pressure working medium 20 and lubricating oil.
  • the bottom of the closed container 40 constitutes an oil storage section that stores a mixed liquid of the working medium 20 and lubricating oil.
  • the compression mechanism 41 is located within the closed container 40 and compresses the working medium 20.
  • the compression mechanism 41 may have a conventionally known configuration.
  • the compression mechanism 41 includes, for example, a cylinder forming a compression chamber, a rolling piston disposed in the compression chamber within the cylinder, and a crankshaft coupled to the rolling piston.
  • the electric motor 42 is located inside the closed container 40 and operates the compression mechanism 41.
  • the electric motor 42 is, for example, a brushless motor (three-phase brushless motor).
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a configuration example of the electric motor 42 and the control device 3. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the electric motor 42 has a plurality of windings (stator windings) Lu, Lv, and Lw.
  • the plurality of windings include a U-phase winding Lu, a V-phase winding Lv, and a W-phase winding Lw.
  • the electric motor 42 includes, for example, a rotor fixed to the crankshaft of the compression mechanism 41 and a stator provided around the rotor.
  • the stator is constructed by, for example, windings (magnet wires, etc.) Lu, Lv, and Lw wound around a stator core (electromagnetic steel plate, etc.) through insulating paper in concentrated or dispersed manner.
  • the windings Lu, Lv, and Lw are covered with an insulating member.
  • the insulating member include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), aramid polymer, polyphenylene sulfide (PPS), and the like.
  • the compressor 4 may include an accumulator to prevent liquid compression in the compression chamber of the compression mechanism 41.
  • the accumulator separates the working medium 20 into a gaseous working medium 20 and a liquid working medium 20, and guides only the gaseous working medium 20 into the closed container 40 from the suction pipe 401.
  • the control device 3 in FIGS. 2 and 3 includes a drive circuit 31, a detection circuit 32, and a control circuit 33.
  • the drive circuit 31 drives the electric motor 42.
  • the drive circuit 31 in FIG. 2 supplies drive power to the electric motor 42 based on the power from the power source 10.
  • power supply 10 is an AC power supply.
  • Drive circuit 31 supplies drive power to electric motor 42 based on AC power from power supply 10 .
  • the drive circuit 31 supplies three-phase AC power to the electric motor 42 as drive power.
  • Drive circuit 31 includes a converter circuit 311 and an inverter circuit 312.
  • the converter circuit 311 converts AC power from the power supply 10 into DC power.
  • Converter circuit 311 includes a rectifier circuit 311a and a smoothing circuit 311b.
  • the rectifier circuit 311a is a diode bridge composed of a plurality of diodes D1 to D4.
  • the power supply 10 is connected between the input terminals of the rectifier circuit 311a (the connection point between diodes D1 and D2, and the connection point between diodes D3 and D4), and the output terminal of the rectification circuit 311a (the connection point between diodes D1 and D3, and
  • a smoothing circuit 311b is connected between the connection point of diodes D2 and D4.
  • the smoothing circuit 311b includes a series circuit of an inductor L1 and a capacitor C1, smoothes the voltage between the output terminals of the rectifier circuit 311a, and outputs the smoothed voltage as a voltage across the capacitor C1. Since the configurations of the rectifier circuit 311a and the smoothing circuit 311b in FIG. 2 are well known, detailed explanation thereof will be omitted.
  • the inverter circuit 312 supplies three-phase AC power to the motor 42 based on the DC power from the converter circuit 311.
  • inverter circuit 312 of FIG. 2 supplies three-phase AC power to motor 42.
  • the inverter circuit 312 includes a plurality of semiconductor switching elements U1, U2, V1, V2, W1, and W2.
  • the semiconductor switching elements U1, U2, V1, V2, W1, and W2 are, for example, transistors.
  • the semiconductor switching elements U1 and U2 in FIG. 2 constitute a series circuit.
  • a series circuit of semiconductor switching elements U1 and U2 is connected in parallel to capacitor C1 of converter circuit 311.
  • a connection point between the semiconductor switching elements U1 and U2 is connected to the electric motor 42 via a U-phase power supply line Pu.
  • the power supply line Pu is connected to one end (U-phase input terminal) of the U-phase winding Lu of the motor 42.
  • Semiconductor switching elements V1 and V2 in FIG. 2 constitute a series circuit.
  • a series circuit of semiconductor switching elements V1 and V2 is connected in parallel to capacitor C1 of converter circuit 311.
  • a connection point between semiconductor switching elements V1 and V2 is connected to a motor 42 via a V-phase power supply line Pv.
  • the power supply line Pv is connected to one end (V-phase input terminal) of the V-phase winding Lv of the motor 42.
  • Semiconductor switching elements W1 and W2 in FIG. 2 constitute a series circuit.
  • a series circuit of semiconductor switching elements W1 and W2 is connected in parallel to capacitor C1 of converter circuit 311.
  • a connection point between semiconductor switching elements W1 and W2 is connected to a motor 42 via a W-phase power supply line Pw.
  • the power supply line Pw is connected to one end (W-phase input terminal) of the W-phase winding Lw of the motor 42.
  • the series circuit of semiconductor switching elements U1 and U2 constitutes a U-phase leg.
  • a series circuit of semiconductor switching elements V1 and V2 constitutes a V-phase leg.
  • a series circuit of semiconductor switching elements W1 and W2 constitutes a W-phase leg.
  • the semiconductor switching elements U1, U2, V1, V2, W1, W2 are also called arms.
  • the detection circuit 32 detects insulation deterioration of the windings of the motor 42 (U-phase winding Lu, V-phase winding Lv, and W-phase winding Lw).
  • the detection circuit 32 detects the windings of the motor 42 (U-phase winding Lu, V-phase winding Lv) based on the evaluation values of the impulse responses of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42. , and the W-phase winding Lw). More specifically, the detection circuit 32 measures the impulse response of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42.
  • the impulse response is given by a time change in current or voltage in the windings Lu, Lv, Lw generated by application of an impulse voltage to the windings Lu, Lv, Lw of the electric motor 42.
  • the detection circuit 32 in FIG. 3 detects the impulse response of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 by using the power feed lines Pu, Pv, Pw from the drive circuit 31 to the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42. Take measurements.
  • the detection circuit 32 of FIG. 3 can apply an impulse voltage to the windings Lu, Lv of the electric motor 42 via the power supply lines Pu, Pv.
  • the detection circuit 32 in FIG. 3 can apply an impulse voltage to the windings Lv, Lw of the motor 42 via the power supply lines Pv, Pw.
  • the detection circuit 32 in FIG. 3 can apply an impulse voltage to the windings Lw and Lu of the motor 42 via the power supply lines Pw and Pu.
  • the detection circuit 32 detects insulation deterioration of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 based on comparison with the evaluation values of the impulse responses of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 obtained by measurement.
  • the evaluation value of the impulse response include the area (integral value) of the impulse response or a numerical value indicating the waveform of the impulse response.
  • the detection circuit 32 determines that insulation deterioration has occurred in the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 when the evaluation value of the impulse response of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 is less than or equal to a threshold value. good.
  • the threshold value can be set so that insulation deterioration of the windings Lu, Lv, Lw can be determined based on the evaluation value of the windings Lu, Lv, Lw when the windings are normal and the evaluation value when the insulation is deteriorated.
  • the measurements of the impulse responses of the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 may be actual values obtained by direct measurement, or estimated values obtained by indirect measurement.
  • the control circuit 33 can be realized, for example, by a computer system including at least one or more processors (microprocessors) and one or more memories.
  • the control circuit 33 controls the drive circuit 31. More specifically, the control circuit 33 controls the plurality of semiconductors in the inverter circuit 312 of the drive circuit 31 so that the inverter circuit 312 supplies three-phase AC power to the motor 42 based on the DC power from the smoothing circuit 311b. Controls switching of switching elements U1, U2, V1, V2, W1, and W2.
  • the control circuit 33 further controls the opening degree of the expansion valve 6, the rotation speed of the fan of the first blower 5a, the rotation speed of the fan of the second blower 7a, and switching of the four-way valve 8. .
  • the control circuit 33 has a function of executing cooling operation and heating operation. In the cooling operation, the control circuit 33 controls the refrigeration cycle circuit 2 so that the first heat exchanger 5 functions as a condenser and the second heat exchanger 7 functions as an evaporator. In heating operation, the control circuit 33 controls the refrigeration cycle circuit 2 so that the first heat exchanger 5 functions as an evaporator and the second heat exchanger 7 functions as a condenser.
  • the control circuit 33 has a plurality of control modes for each of cooling operation and heating operation.
  • the control circuit 33 has a first control mode and a second control mode.
  • the first control mode is a normal operation mode in which the refrigeration cycle circuit 2 is controlled so that the current temperature of the space subject to temperature management by the refrigeration cycle device 1 matches the target temperature.
  • the second control mode is a safe operation mode or a limited operation mode in which the refrigeration cycle circuit 2 is controlled so that the disproportionation reaction of the working medium does not proceed in the refrigeration cycle circuit 2.
  • the factors for the disproportionation reaction of the working medium are thought to be heat and radicals.
  • Radicals may be generated, for example, by a discharge phenomenon in the compressor 4.
  • the discharge phenomenon in the compressor 4 may be caused by insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42. Deterioration of the insulation of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 may eventually lead to dielectric breakdown of the motor 42.
  • heat is generated by the electric motor 42 when the electric motor 42 is driven, so that heat dissipation from the electric motor 42 is required.
  • the electric motor 42 is arranged within the closed container 40 so as to be able to contact the working medium.
  • the discharge phenomenon will directly affect the working medium, and as a result, radicals may be generated under high temperature and high pressure. In this way, the occurrence of insulation deterioration in the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 is likely to promote the progress of the disproportionation reaction of the working medium.
  • control circuit 33 executes the first control mode when the detection circuit 32 does not detect insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42.
  • the control circuit 33 executes the second control mode when the detection circuit 32 detects insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42.
  • the first control mode is a normal operation mode in which the refrigeration cycle circuit 2 is controlled so that the current temperature of the space subject to temperature management by the refrigeration cycle device 1 matches the target temperature.
  • the first control mode controls the refrigeration cycle circuit 2 under the first condition.
  • the first condition includes controlling the drive circuit 31 so that the current temperature of the space subject to temperature management by the refrigeration cycle device 1 matches the target temperature.
  • the first condition is that the expansion valve 6, the first blower 5a, the second blower 7a, and the may include controlling valve 8.
  • the control circuit 33 controls the target value of the frequency of the three-phase AC power output by the drive circuit 31 to the motor 42 of the compressor 4, the target value of the opening degree of the expansion valve 6, and the fan of the first blower 5a. , the target value of the fan rotation speed of the second blower 7a, and the switching state of the four-way valve 8.
  • the first control mode controls the target value of the frequency of the three-phase AC power, the target value of the opening degree of the expansion valve 6, the target value of the rotation speed of the fan of the first blower 5a, and the rotation speed of the fan of the second blower 7a.
  • the target value can be set based on the current temperature of the space subject to temperature management by the refrigeration cycle device 1 and the target temperature.
  • the switching state of the four-way valve 8 can be determined depending on, for example, cooling operation, heating operation, or dehumidification operation.
  • the second control mode is a safe operation mode or a limited operation mode in which the refrigeration cycle circuit 2 is controlled so that the disproportionation reaction of the working medium does not proceed in the refrigeration cycle circuit 2.
  • the second control mode controls the refrigeration cycle circuit 2 under the second condition.
  • the second condition is a condition in which at least one of the maximum pressure and maximum temperature of the working medium 20 in the compressor 4 is lower than the first condition. That is, the second condition is set such that the high temperature and high pressure environment in which the working medium 20 is placed is more relaxed than the first condition.
  • the second condition includes controlling the drive circuit 31 so that at least one of the maximum pressure and maximum temperature of the working medium in the compressor 4 is lower than the first condition.
  • the second condition includes the expansion valve 6, the first blower 5a, and the second blower 7a such that at least one of the maximum pressure and maximum temperature of the working medium in the compressor 4 is lower than the first condition. and controlling the four-way valve 8.
  • the refrigeration cycle circuit 2 is controlled so that the high temperature and high pressure conditions do not occur.
  • the pressure and temperature of the working medium in the compressor 4 tend to increase as the operating load increases. For example, in cooling operation, the higher the temperature of the outside air, the greater the operating load. For example, in heating operation, the lower the temperature of the outside air, the greater the operating load.
  • An increase in the operating load contributes to an increase in the maximum pressure or maximum temperature of the working medium 20 in the compressor 4.
  • the pressure of the working medium 20 in the compressor 4 decreases when a discharge phenomenon occurs in the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 in the closed container 40 due to an increase in the operating load.
  • the second control mode causes the drive circuit 31 to stop the operation of the electric motor 42 when the temperature of the outside air exceeds the upper limit operating temperature during cooling operation.
  • the second control mode causes the drive circuit 31 to stop the operation of the electric motor 42 when the temperature of the outside air is lower than the operating lower limit temperature during heating operation.
  • the upper limit temperature for operation is determined by the imbalance of the working medium 20 when the pressure of the working medium 20 in the compressor 4 occurs in the airtight container 40 in the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 during cooling operation. It is determined whether a pressure that can cause the reaction to proceed and the temperature of the working medium 20 in the compressor 4 causes a discharge phenomenon to occur in the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 in the closed container 40. It can be set as appropriate based on whether or not the working medium 20 reaches a temperature that may cause the disproportionation reaction to proceed.
  • the lower limit temperature for operation is determined by the pressure of the working medium 20 in the compressor 4 during heating operation, when a discharge phenomenon occurs in the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 in the closed container 40. It is determined whether a pressure that can cause the reaction to proceed and the temperature of the working medium 20 in the compressor 4 causes a discharge phenomenon to occur in the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 in the closed container 40. It can be set as appropriate based on whether or not the working medium 20 reaches a temperature that may cause the disproportionation reaction to proceed.
  • the refrigeration cycle circuit 2 is not operated under load. This is equivalent to setting upper limits to the pressure and temperature of the working medium 20 in the compressor 4. That is, under the second condition, at least one of the maximum pressure and maximum temperature of the working medium in the compressor 4 is lower than under the first condition. Thereby, the safety of operation of the refrigeration cycle device 1 can be improved.
  • the second control mode stops the operation of the first blower 5a and the second blower 7a. In the second control mode, the switching state of the four-way valve 8 is not particularly changed and may remain in the immediately previous state.
  • FIG. 4 is a flowchart of an example of the operation of the control circuit 33 of the control device 3.
  • the control circuit 33 causes the detection circuit 32 to perform a process of detecting insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 (S11).
  • control circuit 33 executes the first control mode and operates the refrigeration cycle circuit 2 under the first condition. control (S13).
  • the control circuit 33 executes the second control mode and controls the refrigeration cycle circuit 2 under the second condition. (S14).
  • the control circuit 33 determines whether the detection circuit 32 has detected insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 before the drive circuit 31 drives the motor 42.
  • the control circuit 33 executes the first control mode when the detection circuit 32 does not detect insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42.
  • the control circuit 33 executes the second control mode when the detection circuit 32 detects insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42.
  • the normal operation mode is switched to the safe operation mode, and thereby , the disproportionation reaction of the working medium can be suppressed.
  • the refrigeration cycle device 1 described above includes a compressor 4, a condenser (first heat exchanger 5, second heat exchanger 7), an expansion valve 6, and an evaporator (first heat exchanger 5, second heat exchanger 7). 7), a refrigeration cycle circuit 2 in which a working medium 20 circulates, and a control device 3 that controls a compressor 4 of the refrigeration cycle circuit 2.
  • the working medium 20 contains ethylene-based fluoroolefin as a refrigerant component.
  • the compressor 4 includes an airtight container 40 that forms a flow path for the working medium 20, a compression mechanism 41 that is located inside the airtight container 40 and compresses the working medium 20, and a compression mechanism 41 that is located inside the airtight container 40 and compresses the compression mechanism 41.
  • the control device 3 includes a drive circuit 31 that drives the electric motor 42, a detection circuit 32 that detects insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42, and a first control mode that controls the drive circuit 31 under a first condition. and a second control mode in which the drive circuit 31 is controlled under a second condition in which at least one of the maximum pressure and maximum temperature of the working medium 20 in the compressor 4 is lower than the first condition, and the detection circuit 32
  • the control circuit 33 selects the second control mode when insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 is detected. This configuration makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium 20.
  • the control circuit 33 determines whether the detection circuit 32 has detected insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 before the drive circuit 31 drives the motor 42.
  • the control circuit 33 executes the first control mode when the detection circuit 32 does not detect insulation deterioration of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42, and the detection circuit 32 detects insulation deterioration of the windings Lu, Lv, Lw of the motor When insulation deterioration of Lv and Lw is detected, the second control mode is executed. This configuration can improve the safety of the operation of the refrigeration cycle device 1.
  • the refrigeration cycle circuit 2 includes a first heat exchanger 5 that exchanges heat between the outside air and the working medium 20, and a second heat exchanger 7 that exchanges heat between the indoor air and the working medium 20. Equipped with.
  • the control circuit 33 performs a cooling operation in which the refrigeration cycle circuit 2 is controlled so that the first heat exchanger 5 functions as a condenser and the second heat exchanger 7 functions as an evaporator; It functions as an evaporator, and has a function of executing a heating operation that controls the refrigeration cycle circuit 2 so that the second heat exchanger 7 functions as a condenser.
  • the second control mode causes the drive circuit 31 to stop operating the electric motor 42 when the outside air temperature exceeds the operating upper limit temperature during cooling operation, or causes the drive circuit 31 to stop the operation of the electric motor 42 when the outside air temperature falls below the operating lower limit temperature during heating operation. 31 to stop the operation of the electric motor 42.
  • This configuration can improve the safety of the operation of the refrigeration cycle device 1.
  • the detection circuit 32 measures at least one of the impulse response, resistance value, and inductance of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42, and measures the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42. Based on at least one of a comparison of at least one of an impulse response, a resistance value, and an inductance with a threshold value, and a comparison of at least one of an impulse response, a resistance value, and an inductance of a plurality of windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42. Then, insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 is detected. This configuration makes it possible to improve the accuracy of detecting insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42.
  • the detection circuit 32 detects the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 by using the power feed lines Pu, Pv, Pw from the drive circuit 31 to the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42. , impulse response, resistance value and inductance. This configuration allows for simplification of the configuration of the control circuit.
  • the detection circuit 32 is arranged on the same board 34 as the control circuit 33. This configuration allows the configuration of the control device 3 to be simplified.
  • the ethylene-based fluoroolefins include ethylene-based fluoroolefins in which a disproportionation reaction occurs. This configuration makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium 20.
  • the ethylene-based fluoroolefins include 1,1,2-trifluoroethylene, trans-1,2-difluoroethylene, cis-1,2-difluoroethylene, 1,1-difluoroethylene, and tetrafluoroethylene. , or monofluoroethylene. This configuration makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium 20.
  • the working medium 20 further includes difluoromethane as a refrigerant component. This configuration makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium 20.
  • the working medium 20 further contains saturated hydrocarbons. This configuration makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium 20.
  • the working medium 20 contains a haloalkane having 1 or 2 carbon atoms as a disproportionation inhibitor that suppresses the disproportionation reaction of ethylene-based fluoroolefins. This configuration makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium 20.
  • the saturated hydrocarbons include n-propane. This configuration makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium 20.
  • Embodiments of the present disclosure are not limited to the above embodiments.
  • the embodiments described above can be modified in various ways depending on the design, etc., as long as the objects of the present disclosure can be achieved. Modifications of the above embodiment are listed below.
  • the modified examples described below can be applied in combination as appropriate.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a configuration example of the compressor 4 and the control device 3A of the refrigeration cycle device of Modification 1.
  • the control device 3A in FIG. 5 includes a drive circuit 31, a detection circuit 32, and a control circuit 33.
  • the detection circuit 32 constitutes an integrated circuit 35 together with the control circuit 33.
  • the detection circuit 32 and the control circuit 33 are not separate circuit components but are integrated as a single circuit component. Therefore, the space required for arranging the detection circuit 32 and the control circuit 33 can be reduced, and the configuration of the control device 3A can be simplified.
  • Integrated circuit 35 may be placed on the same substrate as drive circuit 31.
  • the detection circuit 32 constitutes the integrated circuit 35 together with the control circuit 33. This configuration makes it possible to simplify the configuration of the control device 3A.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a configuration example of the compressor 4 and the control device 3B of the refrigeration cycle device of Modification 2.
  • the control device 3B in FIG. 6 includes a drive circuit 31, a detection circuit 32, a control circuit 33, a pressure measurement circuit 36, and a temperature measurement circuit 37.
  • the pressure measurement circuit 36 measures the pressure of the working medium 20 in the compressor 4.
  • the pressure measurement circuit 36 in FIG. 6 measures the internal pressure of the airtight container 40 of the compressor 4 as the pressure of the working medium 20 in the compressor 4.
  • the pressure measurement circuit 36 outputs a pressure measurement signal indicating the measured internal pressure (pressure of the working medium 20 in the compressor 4) to the control circuit 33.
  • the pressure measurement circuit 36 is, for example, a pressure sensor located inside the closed container 40.
  • the pressure measurement circuit 36 is not limited to a pressure sensor located inside the closed container 40.
  • the pressure measurement circuit 36 only needs to be able to directly or indirectly measure the pressure of the working medium 20 in the compressor 4.
  • the temperature measurement circuit 37 measures the temperature of the working medium 20 in the compressor 4.
  • the temperature measurement circuit 37 in FIG. 6 measures the internal temperature of the airtight container 40 of the compressor 4 as the temperature of the working medium 20 in the compressor 4.
  • the temperature measurement circuit 37 outputs a temperature measurement signal indicating the measured internal temperature (temperature of the working medium 20 in the compressor 4) to the control circuit 33.
  • the temperature measurement circuit 37 is, for example, a temperature sensor located inside the closed container 40.
  • the temperature measurement circuit 37 is not limited to a temperature sensor located inside the closed container 40.
  • the temperature measurement circuit 37 only needs to be able to directly or indirectly measure the temperature of the working medium 20 in the compressor 4.
  • control circuit 33 executes the first control mode when the detection circuit 32 does not detect insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42.
  • the control circuit 33 executes the second control mode when the detection circuit 32 detects insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42.
  • the second control mode of this modification is a safe operation mode in which the refrigeration cycle circuit 2 is controlled so that the disproportionation reaction of the working medium 20 does not proceed in the refrigeration cycle circuit 2. or is in restricted driving mode.
  • the second control mode controls the refrigeration cycle circuit 2 so that the pressure of the working medium 20 in the compressor 4 is below a predetermined pressure and the temperature of the working medium 20 in the compressor 4 is below a predetermined temperature.
  • the control circuit 33 controls the pressure of the working medium 20 in the compressor 4 measured by the pressure measurement circuit 36 to be equal to or lower than a predetermined pressure, and the pressure of the working medium 20 in the compressor 4 measured by the temperature measurement circuit 37 to be lower than the predetermined pressure.
  • a target value of the fan rotation speed of the first blower 5a and a target value of the fan rotation speed of the second blower 7a can be set.
  • the switching state of the four-way valve 8 can be determined depending on, for example, cooling operation, heating operation, or dehumidification operation.
  • the predetermined pressure and predetermined temperature are set so that the possibility that the disproportionation reaction of the working medium 20 will proceed is lower than when the refrigeration cycle circuit 2 is continued to be controlled in the first control mode.
  • the predetermined pressure and predetermined temperature are set such that the disproportionation reaction of the working medium 20 does not proceed even if a discharge phenomenon occurs in the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 within the closed container 40. is set to
  • the predetermined pressure and the predetermined temperature can be appropriately set depending on the composition of the working medium 20 and the like.
  • the predetermined pressure and predetermined temperature are the results of a test to determine whether the disproportionation reaction of the working medium 20 progresses in a state in which a discharge phenomenon occurs in the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 in the closed container 40. may be set based on.
  • the predetermined pressure may be set based on the pressure of the working medium 20 in the normal operating range of the refrigeration cycle circuit 2. As an example, when the pressure of the working medium 20 in the normal operating range of the refrigeration cycle circuit 2 is 6 MPa, the predetermined pressure is set to 5 MPa.
  • the predetermined temperature is, for example, lower than the safe temperature of the working medium 20 and lower than the heat-resistant temperature of the insulating member of the electric motor 42 of the compressor 4.
  • the safe temperature of the working medium 20 can be set based on the temperature at which a disproportionation reaction of the working medium 20 may occur under pressure conditions during normal operation of the refrigeration cycle device 1. As an example, the safe temperature of the working medium 20 is set to 150°C.
  • the heat resistant temperature of the electric motor 42 of the compressor 4 is set based on the heat resistant temperature of an insulating member of the electric motor 42 of the compressor 4, for example.
  • the heat resistant temperature of the insulating member of the electric motor 42 may be the heat resistant temperature of the insulating member having the lowest heat resistant temperature among the insulating members of the electric motor 42. If the operation of the refrigeration cycle device 1 is continued in a state where the internal temperature exceeds the allowable temperature limit, the insulating paper may break down, and at that time, there is a high possibility that a discharge phenomenon will occur.
  • the insulating member with the lowest allowable temperature limit in the electric motor 42 may be insulating paper between the stator core (magnetic steel plate or the like) and the stator winding (magnet wire or the like).
  • the heat resistance temperature is 120°C.
  • the predetermined temperature is set to a temperature lower than 120°C.
  • the safety margin is preferably set to about 5° C., for example. Therefore, the predetermined temperature may be set to 115°C. Since the safety margin depends on the distance between the temperature measurement circuit 37 and the stator or the motor efficiency, it is not limited to 5°C, but may be set to a value between 0 and 20°C.
  • the heat resistance class of the insulating paper is not limited to class E, but may also be class B, class F, etc. If the heat resistance class is B class, the heat resistance temperature is 130°C. If the safe temperature of the working medium 20 is 150°C, the predetermined temperature is set to a temperature lower than 130°C, for example 125°C. If the heat resistance class is F class, the heat resistance temperature is 155°C. If the safe temperature of the working medium 20 is 150°C, the predetermined temperature is set to a temperature lower than 150°C, for example, 145°C.
  • the second control mode is such that the pressure of the working medium 20 in the compressor 4 is below a predetermined pressure, and the temperature of the working medium 20 in the compressor 4 is below a predetermined temperature.
  • the refrigeration cycle circuit 2 is controlled accordingly.
  • the predetermined pressure and the predetermined temperature are set so that the disproportionation reaction of the working medium 20 does not proceed even if a discharge phenomenon occurs in the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 within the closed container 40. This configuration allows the refrigeration cycle apparatus to continue operating while suppressing the disproportionation reaction of the working medium 20.
  • the detection circuit 32 compares the evaluation value of the impulse response of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 with the threshold value. Insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 may be detected based on a comparison of evaluation values of the impulse response of Lw.
  • the evaluation values of the impulse responses of the plurality of windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 are usually the same value.
  • the detection circuit 32 detects the windings Lu, Lv of the motor 42 when the difference in the evaluation values of the impulse responses of any combination of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 is equal to or greater than a predetermined value. , Lw, it may be determined that insulation deterioration has occurred.
  • the detection circuit 32 detects the windings of the motor 42 (U-phase winding Lu, V-phase winding Insulation deterioration of Lv and W-phase winding Lw) may be detected.
  • the detection circuit 32 measures the resistance values of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42, and compares the resistance values of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 with a threshold value. Detect insulation deterioration of windings Lu, Lv, and Lw.
  • the measurement of the resistance values of the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 itself can be realized by a conventionally known method, so a description thereof will be omitted.
  • the detection circuit 32 may determine that insulation deterioration of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 has occurred when the resistance values of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 are below a threshold value.
  • the threshold value can be set so that insulation deterioration of the windings Lu, Lv, Lw can be determined based on the resistance values of the windings Lu, Lv, Lw when the windings are normal and the resistance values when the insulation is deteriorated. Since the resistance values of the windings Lu, Lv, Lw can vary depending on the temperature of the windings Lu, Lv, Lw, the threshold value may be a function of the temperature of the windings Lu, Lv, Lw. The resistance values of the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 may be measured directly or may be estimated values indirectly measured.
  • the detection circuit 32 detects the resistance of the plurality of windings Lu, Lv, Lw of the electric motor 42. Insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 may be detected based on a comparison between the values.
  • the resistance values of the plurality of windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 are usually the same value.
  • the detection circuit 32 detects that the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 are It may be determined that insulation deterioration has occurred in either case.
  • the detection circuit 32 uses the power supply lines Pu, Pv, Pw from the drive circuit 31 to the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 to detect the resistance of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42. Values may be measured. As shown in FIG. 3, the detection circuit 32 can measure the resistance value of the series circuit of the windings Lu and Lv of the motor 42 via the power supply lines Pu and Pv. The detection circuit 32 can measure the resistance value of the series circuit of the windings Lv and Lw of the motor 42 via the power supply lines Pv and Pw. The detection circuit 32 can measure the resistance value of the series circuit of the windings Lw and Lu of the motor 42 via the power supply lines Pw and Pu. The resistance values of each winding Lu, Lv, and Lw are obtained by calculation.
  • the detection circuit 32 detects the windings of the motor 42 (U-phase winding Lu, V-phase winding Lu, Insulation deterioration of the winding Lv and the W-phase winding Lw may be detected.
  • the detection circuit 32 measures the inductance of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42, and based on the comparison between the inductance of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 and a threshold value, Detects insulation deterioration of Lu, Lv, and Lw.
  • the measurement of the inductance of the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 itself can be realized by a conventionally known method, and therefore the explanation thereof will be omitted.
  • the detection circuit 32 may determine that insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 has occurred when the inductances of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 are equal to or less than a threshold value.
  • the threshold value can be set so as to be able to determine insulation deterioration of the windings Lu, Lv, Lw based on the inductance of the windings Lu, Lv, Lw when the windings are normal and the inductance when the insulation is deteriorated.
  • the inductances of the windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 may be measured directly or may be estimated values indirectly measured.
  • the detection circuit 32 compares the inductances of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 with the threshold value, or in addition to or instead of comparing the inductances of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42. Insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 may be detected based on the comparison.
  • the inductances of the plurality of windings Lu, Lv, and Lw of the electric motor 42 usually have the same value. Therefore, the detection circuit 32 detects which of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 when the difference in inductance of any combination of windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 exceeds a predetermined value. It can be determined that insulation deterioration has occurred.
  • the detection circuit 32 uses power supply lines Pu, Pv, Pw from the drive circuit 31 to the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 to detect the inductance of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42. may be measured.
  • the detection circuit 32 can measure the inductance of the series circuit of the windings Lu and Lv of the motor 42 via the power supply lines Pu and Pv.
  • the detection circuit 32 can measure the inductance of the series circuit of the windings Lv and Lw of the motor 42 via the power supply lines Pv and Pw.
  • the detection circuit 32 can measure the inductance of the series circuit of the windings Lw and Lu of the motor 42 via the power supply lines Pw and Pu.
  • the inductance of each winding Lu, Lv, and Lw can be obtained by calculation.
  • the detection circuit 32 uses two or more of the impulse response, resistance value, and inductance of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 to May detect insulation deterioration. This makes it possible to detect the insulation deterioration of the windings Lu, Lv, Lw) of the motor 42 from multiple viewpoints, thereby improving the detection accuracy of the insulation deterioration of the windings Lu, Lv, Lw) of the motor 42. .
  • the detection circuit 32 measures at least one of the impulse response, resistance value, and inductance of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42, and measures the impulse response of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42. Comparison of at least one of the evaluation value, resistance value, and inductance of the motor 42 with a threshold value, and comparison of at least one of the evaluation value of the impulse response, the resistance value, and the inductance of the plurality of windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42. Insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42 may be detected based on at least one of them.
  • the detection circuit 32 uses the power feed lines Pu, Pv, Pw from the drive circuit 31 to the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42 to generate impulses of the windings Lu, Lv, Lw of the motor 42. At least one of response, resistance and inductance measurements may be made.
  • the impulse voltage may be applied to the motor 42 using the drive circuit 31.
  • the semiconductor switching elements U1, V2 By turning on the semiconductor switching elements U1, V2 for a short time from the state where the semiconductor switching elements U1, U2, V1, V2, W1, W2 are off, the windings of the motor 42 are changed via the power supply lines Pu, Pv.
  • Impulse voltages can be applied to the lines Lu and Lv.
  • the semiconductor switching elements V1, W2 for a short time from the state where the semiconductor switching elements U1, U2, V1, V2, W1, W2 are off, the windings of the motor 42 are changed via the power supply lines Pv, Pw.
  • Impulse voltages can be applied to the lines Lv and Lw.
  • the second control mode has a function of causing the drive circuit 31 to stop the operation of the electric motor 42 when the outside air temperature exceeds the operating upper limit temperature in the cooling operation, and a function of stopping the operation of the electric motor 42 by the drive circuit 31 when the outside air temperature exceeds the operating upper limit temperature in the heating operation. It may have at least one of a function of stopping the operation of the electric motor 42 by the drive circuit 31 when the voltage is below the limit.
  • the operation of the electric motor 42 by the drive circuit 31 may be stopped regardless of the temperature of the outside air. That is, when the detection circuit 32 detects insulation deterioration of the windings Lu, Lv, and Lw of the motor 42, the control circuit 33 may stop the operation of the motor 42 by the drive circuit 31.
  • the refrigeration cycle device is not limited to an air conditioner (so-called room air conditioner (RAC)) configured in which one indoor unit is connected to one outdoor unit.
  • the refrigeration cycle device may be an air conditioner (so-called package air conditioner (PAC), building multi-air conditioner (VRF)) in which a plurality of indoor units are connected to one or more outdoor units.
  • the refrigeration cycle device is not limited to an air conditioner, but may be a freezing or refrigeration device such as a refrigerator or a freezer.
  • the first aspect is a refrigeration cycle device (1), which includes a compressor (4), a condenser (first heat exchanger 5, second heat exchanger 7), an expansion valve (6), and an evaporator (second heat exchanger 7).
  • a refrigeration cycle circuit (2) in which a working medium (20) circulates, and a control device (3; 3A; 3B) that controls the refrigeration cycle circuit (2).
  • the working medium (20) contains ethylene-based fluoroolefin as a refrigerant component.
  • the compressor (4) includes a closed container (40) that constitutes a flow path for the working medium (20), and a compression mechanism (located in the closed container (40) that compresses the working medium (20).
  • the control device (3; 3A; 3B) includes a drive circuit (31) that drives the electric motor (42) and a detection circuit that detects insulation deterioration of the windings (Lu, Lv, Lw) of the electric motor (42).
  • the second aspect is a refrigeration cycle device (1) based on the first aspect.
  • the control circuit (33) may detect windings (Lu, Lv, It is determined whether insulation deterioration of Lw) is detected.
  • the control circuit (33) executes the first control mode when the detection circuit (32) does not detect insulation deterioration of the windings (Lu, Lv, Lw) of the motor (42).
  • the detection circuit (32) detects insulation deterioration of the windings (Lu, Lv, Lw) of the electric motor (42)
  • the second control mode is executed. This aspect can improve the safety of operation of the refrigeration cycle device (1).
  • the third aspect is a refrigeration cycle device (1) based on the first or second aspect.
  • the second control mode is such that the pressure of the working medium (20) in the compressor (4) is below a predetermined pressure, and the temperature of the working medium (20) in the compressor is below a predetermined temperature.
  • the refrigeration cycle circuit (2) is controlled so that The predetermined pressure and the predetermined temperature are such that even if a discharge phenomenon occurs in the windings (Lu, Lv, Lw) of the electric motor (42) within the closed container (40), the working medium (20) It is set so that the disproportionation reaction does not proceed.
  • This aspect allows the refrigeration cycle device (1) to continue operating while suppressing the disproportionation reaction of the working medium (20).
  • the fourth aspect is a refrigeration cycle device (1) based on the first or second aspect.
  • the refrigeration cycle circuit (2) includes a first heat exchanger (5) that exchanges heat between outside air and the working medium (20), and a first heat exchanger (5) that exchanges heat between indoor air and the working medium (20). and a second heat exchanger (7) that performs.
  • the control circuit (33) controls the refrigeration cycle circuit (2) so that the first heat exchanger (5) functions as the condenser and the second heat exchanger (7) functions as the evaporator. and controlling the refrigeration cycle circuit (2) so that the first heat exchanger (5) functions as the evaporator and the second heat exchanger (7) functions as the condenser. It has the function of controlling the heating operation.
  • the second control mode includes stopping the operation of the electric motor (42) by the drive circuit (31) when the temperature of the outside air exceeds the upper limit operating temperature in the cooling operation, or stopping the operation of the electric motor (42) in the heating operation when the outside air temperature exceeds the upper limit operating temperature.
  • the operation of the electric motor (42) by the drive circuit (31) is stopped. This aspect can improve the safety of operation of the refrigeration cycle device (1).
  • a fifth aspect is a refrigeration cycle device (1) based on any one of the first to fourth aspects.
  • the detection circuit (32) measures at least one of an impulse response, a resistance value, and an inductance of the windings (Lu, Lv, Lw) of the electric motor (42), and Comparison of at least one of the impulse response evaluation value, resistance value, and inductance of the windings (Lu, Lv, Lw) with a threshold value, and impulse response of the plurality of windings (Lu, Lv, Lw) of the electric motor (42) Insulation deterioration of the windings (Lu, Lv, Lw) of the electric motor (42) is detected based on at least one of a comparison of at least one of a response evaluation value, a resistance value, and an inductance.
  • This aspect makes it possible to improve the accuracy of detecting insulation deterioration of the windings (Lu, Lv, Lw) of the electric motor (42).
  • a sixth aspect is a refrigeration cycle device (1) based on the fifth aspect.
  • the detection circuit (32) utilizes power feed lines (Pu, Pv, Pw) from the drive circuit (31) to the windings (Lu, Lv, Lw) of the motor (42), At least one of the impulse response, resistance value, and inductance of the windings (Lu, Lv, Lw) of the electric motor (42) is measured.
  • This aspect allows for simplification of the configuration of the control device.
  • a seventh aspect is a refrigeration cycle device (1) based on the sixth aspect.
  • the detection circuit (32) is arranged on the same substrate (34) as the control circuit (33), or forms an integrated circuit (35) together with the control circuit (33). This aspect allows for simplification of the configuration of the control device.
  • the eighth aspect is a refrigeration cycle device (1) based on any one of the first to seventh aspects.
  • the ethylene-based fluoroolefin includes an ethylene-based fluoroolefin in which a disproportionation reaction occurs. This embodiment makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium (20).
  • a ninth aspect is a refrigeration cycle device (1) based on any one of the first to eighth aspects.
  • the ethylene-based fluoroolefins include 1,1,2-trifluoroethylene, trans-1,2-difluoroethylene, cis-1,2-difluoroethylene, 1,1-difluoroethylene, tetrafluoroethylene, Or monofluoroethylene. This embodiment makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium (20).
  • a tenth aspect is a refrigeration cycle device (1) based on any one of the first to ninth aspects.
  • the working medium (20) further includes difluoromethane as the refrigerant component. This embodiment makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium (20).
  • An eleventh aspect is a refrigeration cycle device (1) based on any one of the first to tenth aspects.
  • the working medium (20) further comprises a saturated hydrocarbon. This embodiment makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium (20).
  • a twelfth aspect is a refrigeration cycle device (1) based on any one of the first to eleventh aspects.
  • the working medium (20) contains a haloalkane having 1 or 2 carbon atoms as a disproportionation inhibitor that suppresses the disproportionation reaction of the ethylene-based fluoroolefin. This embodiment makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium (20).
  • a thirteenth aspect is a refrigeration cycle device (1) based on the eleventh aspect.
  • the saturated hydrocarbon includes n-propane. This embodiment makes it possible to suppress disproportionation reactions of the working medium (20).
  • the second to thirteenth aspects are optional elements and are not essential.
  • the present disclosure is applicable to refrigeration cycle devices. Specifically, the present disclosure is applicable to a refrigeration cycle device in which the working medium contains an ethylene-based fluoroolefin as a refrigerant component.
  • Refrigeration cycle device 1 Refrigeration cycle device 2 Refrigeration cycle circuit 20 Working medium 3, 3A, 3B Control device 31 Drive circuit 32 Detection circuit 33 Control circuit 34 Substrate 35 Integrated circuit Pu, Pv, Pw Power supply line 4 Compressor 40 Airtight container 41 Compression mechanism 42 Electric motor Lu, Lv, Lw Winding 5 First heat exchanger (condenser, evaporator) 6 Expansion valve 7 Second heat exchanger (condenser, evaporator)

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Abstract

作動媒体の不均化反応の抑制を可能にする冷凍サイクル装置を提供する。冷凍サイクル装置(1)は、圧縮機(4)を含み作動媒体が循環する冷凍サイクル回路を制御する制御装置(3)を備える。作動媒体は、冷媒成分としてエチレン系フルオロオレフィンを含む。圧縮機(4)は、作動媒体の流路を構成する密閉容器(40)と、密閉容器(40)内に位置する圧縮機構(41)及び電動機(42)とを備える。制御装置(3)は、電動機(42)を駆動する駆動回路(31)と、電動機(42)の巻線の絶縁劣化を検出する検出回路(32)と、第1条件で冷凍サイクル回路を制御する第1制御モードと、第1条件よりも圧縮機(4)での作動媒体の最大圧力及び最高温度の少なくとも一方が低くなる第2条件で冷凍サイクル回路を制御する第2制御モードとを有し、検出回路(32)で電動機(42)の巻線の絶縁劣化が検出されると第2制御モードを選択する制御回路(33)と、を有する。

Description

冷凍サイクル装置
 本開示は、冷凍サイクル装置に関する。
 従来から、冷凍サイクル装置用の作動媒体(熱媒体、冷媒)としては、R410Aが多く用いられている。しかしながら、R410Aの地球温暖化係数(Global Warming Potential:GWP)は2090と大きい。そのため、地球温暖化防止の観点から、よりGWPが小さい作動媒体の研究開発が行われている。特許文献1は、R410AよりもGWPが小さい作動媒体として、1,1,2-トリフルオロエチレン(HFO1123)を開示する。特許文献2は、R410AよりもGWPが小さい作動媒体として、1,2-ジフルオロエチレン(HFO1132)を開示する。
国際公開第2012/157764号 国際公開第2012/157765号
 特に、HFO1123及びHFO1132は、R410AよりもGWPが小さいが、それによって、R410Aよりも安定性が低い。例えば、ラジカルの発生により、HFO1123又はHFO1132の不均化反応が進行し、HFO1123及びHFO1132が別の化合物に変化する可能性がある。
 本開示は、作動媒体の不均化反応の抑制を可能にする冷凍サイクル装置を提供する。
 本開示の一態様にかかる冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を含み、作動媒体が循環する冷凍サイクル回路と、冷凍サイクル回路を制御する制御装置と、を備える。作動媒体は、冷媒成分としてエチレン系フルオロオレフィンを含む。圧縮機は、作動媒体の流路を構成する密閉容器と、密閉容器内に位置し、作動媒体を圧縮する圧縮機構と、密閉容器内に位置し、圧縮機構を動作させる電動機と、を備える。制御装置は、電動機を駆動する駆動回路と、電動機の巻線の絶縁劣化を検出する検出回路と、第1条件で冷凍サイクル回路を制御する第1制御モードと、第1条件よりも圧縮機での作動媒体の最大圧力及び最高温度の少なくとも一方が低くなる第2条件で冷凍サイクル回路を制御する第2制御モードとを有し、検出回路で電動機の巻線の絶縁劣化が検出されると第2制御モードを選択する制御回路と、を有する。
 本開示の態様は、作動媒体の不均化反応の抑制を可能にする。
一実施の形態にかかる冷凍サイクル装置の構成例のブロック図 図1の冷凍サイクル装置の圧縮機及び制御装置の構成例の概略図 図1の冷凍サイクル装置の圧縮機の電動機及び制御装置の構成例の概略図 図2の制御装置の制御回路の動作の一例のフローチャート 変形例1の冷凍サイクル装置の圧縮機及び制御装置の構成例の概略図 変形例2の冷凍サイクル装置の圧縮機及び制御装置の構成例の概略図
 [1.実施の形態]
 以下、場合によって図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。ただし、以下の実施の形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。以下の実施の形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、各要素の寸法比率は図面に図示された比率に限られるものではない。
 なお、以下の説明において、複数ある構成要素を互いに区別する必要がある場合には、「第1」、「第2」等の接頭辞を構成要素の名称に付すが、構成要素に付した符号により互いに区別可能である場合には、文章の読みやすさを考慮して、「第1」、「第2」等の接頭辞を省略する場合がある。
 [1.1 構成]
 図1は、本実施の形態にかかる冷凍サイクル装置1の構成例のブロック図である。図1の冷凍サイクル装置1は、例えば、冷房運転及び暖房運転が可能な空気調和器を構成する。
 図1の冷凍サイクル装置1は、冷凍サイクル回路2と、制御装置3とを備える。
 冷凍サイクル回路2は、作動媒体が循環する流路を構成する。本実施の形態において、作動媒体は、冷媒成分として、エチレン系フルオロオレフィンを含む。エチレン系フルオロオレフィンは、不均化反応が生じるエチレン系フルオロオレフィンであるとよい。不均化反応が生じるエチレン系フルオロオレフィンの例としては、1,1,2-トリフルオロエチレン(HFO1123)、トランス-1,2-ジフルオロエチレン(HFO1132(E))、シス-1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132(Z))、1,1-ジフルオロエチレン(HFO-1132a)、テトラフルオロエチレン(CF=CF,FO1114)、モノフルオロエチレン(HFO-1141)が挙げられる。
 作動媒体は、複数種類の冷媒成分を含んでよい。作動媒体は、エチレン系フルオロオレフィンを主冷媒成分として、エチレン系フルオロオレフィン以外の化合物を副冷媒成分として含んでもよい。副冷媒成分の例としては、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、ハイドロフルオロオレフィン(HFO)、飽和炭化水素、二酸化炭素等が挙げられる。ハイドロフルオロカーボン(HFC)の例としては、ジフルオロメタン、ジフルオロエタン、トリフルオロエタン、テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、ペンタフルオロプロパン、ヘキサフルオロプロパン、ヘプタフルオロプロパン、ペンタフルオロブタン、ヘプタフルオロシクロペンタン等が挙げられる。ハイドロフルオロオレフィン(HFO)の例としては、モノフルオロプロペン、トリフルオロプロペン、テトラフルオロプロペン、ペンタフルオロプロペン、ヘキサフルオロブテン等が挙げられる。飽和炭化水素の例としては、エタン、n-プロパン、シクロプロパン、n-ブタン、シクロブタン、イソブタン(2-メチルプロパン)、メチルシクロプロパン、n-ペンタン、イソペンタン(2-メチルブタン)、ネオペンタン(2,2-ジメチルプロパン)、メチルシクロブタン等が挙げられる。
 作動媒体は、エチレン系フルオロオレフィンの不均化反応を抑制する不均化抑制剤を、更に含んでもよい。不均化抑制剤の例としては、飽和炭化水素又はハロアルカンが挙げられる。飽和炭化水素の例としては、エタン、n-プロパン、シクロプロパン、n-ブタン、シクロブタン、イソブタン(2-メチルプロパン)、メチルシクロプロパン、n-ペンタン、イソペンタン(2-メチルブタン)、ネオペンタン(2,2-ジメチルプロパン)、メチルシクロブタン等が挙げられる。上記の例においては、n-プロパンが好ましい。ハロアルカンの例としては、炭素数が1又は2のハロアルカンが挙げられる。炭素数が1のハロアルカン(すなわちハロメタン)の例としては、(モノ)ヨードメタン(CHI)、ジヨードメタン(CH)、ジブロモメタン(CHBr)、ブロモメタン(CHBr)、ジクロロメタン(CHCl)、クロロヨードメタン(CHClI)、ジブロモクロロメタン(CHBrCl)、四ヨウ化メタン(CI)、四臭化炭素(CBr)、ブロモトリクロロメタン(CBrCl)、ジブロモジクロロメタン(CBrCl)、トリブロモフルオロメタン(CBrF)、フルオロジヨードメタン(CHFI)、ジフルオロジヨードメタン(CF)、ジブロモジフルオロメタン(CBr)、トリフルオロヨードメタン(CFI)、ジフルオロヨードメタン(CHF2I)等が挙げられる。炭素数が2のハロアルカン(すなわちハロエタン)の例としては、1,1,1-トリフルオロ-2-ヨードエタン(CFCHI)、モノヨードエタン(CHCHI)、モノブロモエタン(CHCHBr)、1,1,1-トリヨードエタン(CHCI)等が挙げられる。作動媒体は、炭素数が1又は2のハロアルカンの1種類又は2種類以上を含んでよい。つまり、炭素数が1又は2のハロアルカンは、1種類のみが用いられてもよいし2種類以上が適宜組み合わせられて用いられてもよい。
 図1の冷凍サイクル回路2は、圧縮機4と、第1熱交換器5と、膨張弁6と、第2熱交換器7と、四方弁8とを備える。
 図1の冷凍サイクル装置1は、室外機1aと、室内機1bとを含む。室外機1aは、制御装置3と、圧縮機4と、第1熱交換器5と、膨張弁6と、四方弁8とを含む。第1熱交換器5は、外気と作動媒体20との熱交換を行う。室外機1aは、更に、第1熱交換器5での熱交換を促進するための第1送風機5aを備える。室内機1bは、第2熱交換器7を含む。第2熱交換器7は、室内空気と作動媒体20との熱交換を行う。室内機1bは、更に、第2熱交換器7での熱交換を促進するための第2送風機7aを備える。
 図1の冷凍サイクル回路2において、圧縮機4は、作動媒体を圧縮し、作動媒体の圧力を高くする。圧縮機4については後に詳しく説明する。第1熱交換器5及び第2熱交換器7は、冷凍サイクル回路2を循環する作動媒体と外部の空気(例えば、外気又は室内空気)との間で熱交換を行う。膨張弁6は、作動媒体の圧力(蒸発圧力)の調整及び作動媒体の流量の調整を行う。四方弁8は、冷凍サイクル回路2を循環する作動媒体の方向を、冷房運転に対応する第1方向と、暖房運転に対応する第2方向とで切り替える。
 本実施の形態において、第1方向は、図1において実線の矢印A1で示すように、作動媒体が、冷凍サイクル回路2を、圧縮機4、第1熱交換器5、膨張弁6、第2熱交換器7の順に循環する方向である。
 冷房運転では、圧縮機4はガス状の作動媒体を圧縮して吐出し、これによりガス状の作動媒体は四方弁8を介して第1熱交換器5に送出される。第1熱交換器5は外気とガス状の作動媒体との熱交換を行い、ガス状の作動媒体は凝縮して液化する。液状の作動媒体は膨張弁6により減圧され、第2熱交換器7に送出される。第2熱交換器7では、液状の作動媒体と室内空気との熱交換を行い、ガス状の作動媒体が蒸発してガス状の作動媒体となる。ガス状の作動媒体は、四方弁8を介して圧縮機4に戻る。冷房運転において、第1熱交換器5が凝縮器として機能し、第2熱交換器7が蒸発器として機能する。したがって、室内機1bは、冷房時には第2熱交換器7での熱交換により冷却された空気を室内に送風する。
 本実施の形態において、第2方向は、図1において破線の矢印A2で示すように、作動媒体が、冷凍サイクル回路2を、圧縮機4、第2熱交換器7、膨張弁6、第1熱交換器5の順に循環する方向である。
 暖房運転では、圧縮機4はガス状の作動媒体を圧縮して吐出し、これによりガス状の作動媒体は四方弁8を介して第2熱交換器7に送出される。第2熱交換器7は室内空気とガス状の作動媒体との熱交換を行い、ガス状の作動媒体は凝縮して液化する。液状の作動媒体は膨張弁6により減圧され、第1熱交換器5に送出される。第1熱交換器5では、液状の作動媒体と外気との熱交換を行い、ガス状の作動媒体が蒸発してガス状の作動媒体となる。ガス状の作動媒体は、四方弁8を介して圧縮機4に戻る。暖房運転において、第1熱交換器5が蒸発器として機能し、第2熱交換器7が凝縮器として機能する。したがって、室内機1bは、暖房時には第2熱交換器7での熱交換により暖められた空気を室内に送風する。
 図1の制御装置3は、冷凍サイクル回路2を制御する。より詳細には、制御装置3は、冷凍サイクル回路2の、圧縮機4、第1送風機5a、膨張弁6、第2送風機7a及び四方弁8を制御する。図2は、圧縮機4及び制御装置3の構成例の概略図である。
 圧縮機4は、例えば、密閉圧縮機である。圧縮機4は、ロータリ式、スクロール式、又はその他の周知の方式であってよい。図2の圧縮機4は、密閉容器40と、圧縮機構41と、電動機42とを備える。
 図2の密閉容器40は、作動媒体20の流路を構成する。密閉容器40は、吸入管401及び吐出管402を有する。作動媒体20は、吸入管401から密閉容器40内に吸入され、圧縮機構41により圧縮された後に、吐出管402から密閉容器40外に吐出される。密閉容器40の内部は高温高圧の作動媒体20と潤滑油で満たされる。密閉容器40の底部は、作動媒体20と潤滑油との混合液を溜める貯油部を構成する。
 圧縮機構41は、密閉容器40内に位置し、作動媒体20を圧縮する。圧縮機構41は、従来周知の構成であってよい。圧縮機構41は、例えば、圧縮室を形成するシリンダと、シリンダ内の圧縮室に配置したローリングピストンと、ローリングピストンに結合されるクランクシャフトとを有する。
 電動機42は、密閉容器40内に位置し、圧縮機構41を動作させる。電動機42は、例えば、ブラシレスモータ(三相ブラシレスモータ)である。図3は、電動機42及び制御装置3の構成例の概略図である。図3に示すように、電動機42は、複数の巻線(固定子巻線)Lu,Lv,Lwを有する。複数の巻線は、U相の巻線Lu、V相の巻線Lv、及びW相の巻線Lwを含む。電動機42は、例えば、圧縮機構41のクランクシャフトに固定された回転子と、回転子の周囲に設けられた固定子とを備える。固定子は、例えば、固定子鉄心(電磁鋼板等)に絶縁紙を介して巻線(マグネットワイヤ等)Lu,Lv,Lwを集中又は分散巻し構成される。巻線Lu,Lv,Lwは絶縁部材によって被覆される。絶縁部材の例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、アラミドポリマー、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等が挙げられる。
 圧縮機4は、圧縮機構41の圧縮室での液圧縮を防止するためにアキュームレータを備えてよい。アキュームレータは、作動媒体20をガス状の作動媒体20と液状の作動媒体20とに分離し、ガス状の作動媒体20だけを吸入管401から密閉容器40の内部に導く。
 図2及び図3の制御装置3は、駆動回路31と、検出回路32と、制御回路33とを備える。
 駆動回路31は、電動機42を駆動する。図2の駆動回路31は、電源10からの電力に基づいて電動機42に駆動電力を供給する。本実施の形態において、電源10は交流電源である。駆動回路31は、電源10からの交流電力に基づいて電動機42に駆動電力を供給する。特に、駆動回路31は、電動機42に、駆動電力として、三相交流電力を供給する。駆動回路31は、コンバータ回路311と、インバータ回路312とを含む。
 コンバータ回路311は、電源10からの交流電力を直流電力に変換する。コンバータ回路311は、整流回路311a及び平滑回路311bを含む。整流回路311aは、複数のダイオードD1~D4で構成されるダイオードブリッジである。整流回路311aの入力端子(ダイオードD1,D2の接続点、及び、ダイオードD3,D4の接続点)間に電源10が接続され、整流回路311aの出力端子(ダイオードD1,D3の接続点、及び、ダイオードD2,D4の接続点)間に平滑回路311bが接続される。平滑回路311bは、インダクタL1及びコンデンサC1の直列回路を備え、整流回路311aの出力端子間の電圧を平滑し、コンデンサC1の両端間電圧として出力する。図2の整流回路311a及び平滑回路311bの構成は周知であるから、その詳細な説明は省略する。
 インバータ回路312は、コンバータ回路311からの直流電力に基づいて、電動機42に三相交流電力を供給する。特に、図2のインバータ回路312は、電動機42に三相交流電力を供給する。インバータ回路312は、複数の半導体スイッチング素子U1,U2,V1,V2,W1,W2を備える。半導体スイッチング素子U1,U2,V1,V2,W1,W2は、例えば、トランジスタ等である。
 図2の半導体スイッチング素子U1,U2は、直列回路を構成する。半導体スイッチング素子U1,U2の直列回路は、コンバータ回路311のコンデンサC1に並列に接続される。半導体スイッチング素子U1,U2の接続点は、U相の給電線Puを介して電動機42に接続される。図3に示すように、給電線Puは、電動機42のU相の巻線Luの一端(U相入力端子)に接続される。
 図2の半導体スイッチング素子V1,V2は、直列回路を構成する。半導体スイッチング素子V1,V2の直列回路は、コンバータ回路311のコンデンサC1に並列に接続される。半導体スイッチング素子V1,V2の接続点は、V相の給電線Pvを介して電動機42に接続される。図3に示すように、給電線Pvは、電動機42のV相の巻線Lvの一端(V相入力端子)に接続される。
 図2の半導体スイッチング素子W1,W2は、直列回路を構成する。半導体スイッチング素子W1,W2の直列回路は、コンバータ回路311のコンデンサC1に並列に接続される。半導体スイッチング素子W1,W2の接続点は、W相の給電線Pwを介して電動機42に接続される。図3に示すように、給電線Pwは、電動機42のW相の巻線Lwの一端(W相入力端子)に接続される。
 インバータ回路312において、半導体スイッチング素子U1,U2の直列回路は、U相のレグを構成する。半導体スイッチング素子V1,V2の直列回路は、V相のレグを構成する。半導体スイッチング素子W1,W2の直列回路は、W相のレグを構成する。この場合において、半導体スイッチング素子U1,U2,V1,V2,W1,W2は、アームとも呼ばれる。
 図2のインバータ回路312の構成は周知であるから、その詳細な説明は省略する。
 検出回路32は、電動機42の巻線(U相の巻線Lu、V相の巻線Lv、及びW相の巻線Lw)の絶縁劣化を検出する。
 本実施の形態において、検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインパルス応答の評価値に基づいて、電動機42の巻線(U相の巻線Lu、V相の巻線Lv、及びW相の巻線Lw)の絶縁劣化を検出する。より詳細には、検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインパルス応答の測定をする。一例として、インパルス応答は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwへのインパルス電圧の印加により発生する巻線Lu,Lv,Lwの電流又は電圧の時間変化で与えられる。
 図3の検出回路32は、駆動回路31から電動機42の巻線Lu,Lv,Lwへの給電線Pu,Pv,Pwを利用して、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインパルス応答の測定をする。図3の検出回路32は、給電線Pu,Pvを介して、電動機42の巻線Lu,Lvにインパルス電圧を印加でき得る。図3の検出回路32は、給電線Pv,Pwを介して、電動機42の巻線Lv,Lwにインパルス電圧を印加でき得る。図3の検出回路32は、給電線Pw,Puを介して、電動機42の巻線Lw,Luにインパルス電圧を印加でき得る。
 検出回路32は、測定により得られた電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインパルス応答の評価値との比較に基づいて電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出する。インパルス応答の評価値の例としては、インパルス応答の面積(積分値)、又は、インパルス応答の波形を示す数値が挙げられる。検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインパルス応答の評価値が閾値以下の場合に、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化が発生していると判断してよい。閾値は、巻線Lu,Lv,Lwの正常時の評価値及び絶縁劣化時の評価値に基づいて、巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を判別できるよう設定され得る。電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインパルス応答の測定は、直接的な測定による実測値であってもよいし、間接的な測定による推定値であってもよい。
 制御回路33は、例えば、1以上のプロセッサ(マイクロプロセッサ)と1以上のメモリとを少なくとも含むコンピュータシステムにより実現され得る。制御回路33は、駆動回路31を制御する。より詳細には、制御回路33は、インバータ回路312が、平滑回路311bからの直流電力に基づいて、電動機42に三相交流電力を供給するように、駆動回路31のインバータ回路312の複数の半導体スイッチング素子U1,U2,V1,V2,W1,W2のスイッチングを制御する。本実施の形態において、さらに、制御回路33は、膨張弁6の開度、第1送風機5aのファンの回転数、第2送風機7aのファンの回転数、及び、四方弁8の切り替えを制御する。
 制御回路33は、冷房運転と暖房運転とを実行する機能を有する。冷房運転では、制御回路33は、第1熱交換器5が凝縮器として機能し、第2熱交換器7が蒸発器として機能するように冷凍サイクル回路2を制御する。暖房運転では、制御回路33は、第1熱交換器5が蒸発器として機能し、第2熱交換器7が凝縮器として機能するように冷凍サイクル回路2を制御する。
 制御回路33は、冷房運転と暖房運転との各々において複数の制御モードを有する。本実施の形態において、制御回路33は、第1制御モードと、第2制御モードとを有する。第1制御モードは、冷凍サイクル装置1による温度管理の対象となる空間の現在の温度が目標温度に一致するように冷凍サイクル回路2を制御する通常運転モードである。第2制御モードは、冷凍サイクル回路2において作動媒体の不均化反応が進行しないように冷凍サイクル回路2を制御する安全運転モード又は制限運転モードである。
 作動媒体の不均化反応の要因は、熱とラジカルであると考えられる。例えば、高温高圧下でラジカルが生成された場合に、作動媒体の不均化反応が進行すると考えられる。ラジカルは、例えば、圧縮機4での放電現象により生成される可能性がある。圧縮機4での放電現象は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化により引き起こされる可能性がある。電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化は、最終的には電動機42の絶縁破壊に至る可能性がある。圧縮機4では、電動機42の駆動時に電動機42で熱が発生するから、電動機42の放熱が必要とされる。電動機42の放熱には作動媒体を利用することが非常に効率的である。このような観点から、電動機42は、作動媒体に接触可能なように、密閉容器40内に配置される。しかしながら、電動機42の絶縁破壊が生じ、放電現象が発生した場合には、放電現象が作動媒体に直接的に影響し、結果として、高温高圧下でラジカルが生成され得る。このように、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化の発生は、作動媒体の不均化反応の進行を助長する可能性が高い。
 本実施の形態において、制御回路33は、検出回路32で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化が検出されなかった場合に第1制御モードを実行する。制御回路33は、検出回路32で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化が検出された場合に第2制御モードを実行する。
 以下、第1制御モード及び第2制御モードについて更に詳細に説明する。
 上述したように、第1制御モードは、冷凍サイクル装置1による温度管理の対象となる空間の現在の温度が目標温度に一致するように冷凍サイクル回路2を制御する通常運転モードである。本実施の形態において、第1制御モードは、第1条件で冷凍サイクル回路2を制御する。第1条件は、冷凍サイクル装置1による温度管理の対象となる空間の現在の温度が目標温度に一致するように、駆動回路31を制御することを含む。任意の要素として、第1条件は、冷凍サイクル装置1による温度管理の対象となる空間の現在の温度が目標温度に一致するように、膨張弁6、第1送風機5a、第2送風機7a及び四方弁8を制御することを含み得る。第1制御モードでは、制御回路33は、駆動回路31により圧縮機4の電動機42に出力する三相交流電力の周波数の目標値、膨張弁6の開度の目標値、第1送風機5aのファンの回転数の目標値、第2送風機7aのファンの回転数の目標値、及び、四方弁8の切り替え状態を制御する。第1制御モードは、三相交流電力の周波数の目標値、膨張弁6の開度の目標値、第1送風機5aのファンの回転数の目標値、及び第2送風機7aのファンの回転数の目標値を、冷凍サイクル装置1による温度管理の対象となる空間の現在の温度と目標温度とに基づいて設定し得る。四方弁8の切り替え状態は、例えば、冷房運転、暖房運転、又は除湿運転に応じて決定され得る。
 上述したように、第2制御モードは、冷凍サイクル回路2において作動媒体の不均化反応が進行しないように冷凍サイクル回路2を制御する安全運転モード又は制限運転モードである。本実施の形態において、第2制御モードは、第2条件で冷凍サイクル回路2を制御する。第2条件は、第1条件よりも圧縮機4での作動媒体20の最大圧力及び最高温度の少なくとも一方が低くなる条件である。つまり、第2条件は、作動媒体20が置かれる高温高圧環境が、第1条件よりも緩和されるように設定される。第2条件は、第1条件よりも圧縮機4での作動媒体の最大圧力及び最高温度の少なくとも一方が低くなるように、駆動回路31を制御することを含む。任意の要素として、第2条件は、第1条件よりも圧縮機4での作動媒体の最大圧力及び最高温度の少なくとも一方が低くなるように、膨張弁6、第1送風機5a、第2送風機7a及び四方弁8を制御することを含み得る。高温高圧下でラジカルが生成された場合に、作動媒体の不均化反応が進行すると考えられるから、第2制御モードでは、高温高圧という条件が発生しないように、冷凍サイクル回路2が制御される。
 冷凍サイクル回路2においては、運転負荷が大きくなればなるほど、圧縮機4での作動媒体の圧力及び温度が増加する傾向にある。例えば、冷房運転において、外気の温度が高くなればなるほど、運転負荷が大きくなる。例えば、暖房運転において、外気の温度が低くなればなるほど、運転負荷が大きくなる。運転負荷の増加は、圧縮機4での作動媒体20の最大圧力又は最高温度の増加の一因になる。第2制御モードは、運転負荷の増加によって、圧縮機4での作動媒体20の圧力が、密閉容器40内で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwで放電現象が発生した場合に作動媒体20の不均化反応を進行させる可能性がある圧力に到達するような状況、又は、圧縮機4での作動媒体20の温度が密閉容器40内で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwで放電現象が発生した場合に作動媒体20の不均化反応を進行させる可能性がある温度に到達するような状況に陥らないように、駆動回路31による電動機42の動作を停止させる。本実施の形態において、第2制御モードは、冷房運転において外気の温度が運転上限温度を超える場合に駆動回路31による電動機42の動作を停止させる。本実施の形態において、第2制御モードは、暖房運転において外気の温度が運転下限温度を下回る場合に駆動回路31による電動機42の動作を停止させる。運転上限温度は、冷房運転時に、圧縮機4での作動媒体20の圧力が、密閉容器40内で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwで放電現象が発生した場合に作動媒体20の不均化反応を進行させる可能性がある圧力に到達するかどうか、及び、圧縮機4での作動媒体20の温度が、密閉容器40内で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwで放電現象が発生した場合に作動媒体20の不均化反応を進行させる可能性がある温度に到達するかどうか、に基づいて適宜設定され得る。運転下限温度は、暖房運転時に、圧縮機4での作動媒体20の圧力が、密閉容器40内で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwで放電現象が発生した場合に作動媒体20の不均化反応を進行させる可能性がある圧力に到達するかどうか、及び、圧縮機4での作動媒体20の温度が、密閉容器40内で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwで放電現象が発生した場合に作動媒体20の不均化反応を進行させる可能性がある温度に到達するかどうか、に基づいて適宜設定され得る。このように、第2条件では、密閉容器40内で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwで放電現象が発生した場合に作動媒体20の不均化反応を進行させる可能性があるような運転負荷では冷凍サイクル回路2を運転させない。これは、圧縮機4での作動媒体20の圧力及び温度に上限値を設定していることに等しい。つまり、第2条件では、圧縮機4での作動媒体の最大圧力及び最高温度の少なくとも一方が、第1条件よりも低くなる。これによって、冷凍サイクル装置1の動作の安全性を高めることができる。さらに、第2制御モードは、第1送風機5a及び第2送風機7aの動作を停止させる。第2制御モードにおいて、四方弁8の切り替え状態は、特に変更されず、直前の状態のままとされ得る。
 [1.2 動作]
 以下、冷凍サイクル装置1の制御装置3の制御回路33の動作の一例について図4を参照して簡単に説明する。図4は、制御装置3の制御回路33の動作の一例のフローチャートである。
 制御回路33は、駆動回路31により電動機42を駆動する前に、検出回路32に、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化の検出処理を実行させる(S11)。
 制御回路33は、検出回路32が電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出しなければ(S12;NO)、第1制御モードを実行し、第1条件で冷凍サイクル回路2を制御する(S13)。
 制御回路33は、検出回路32が電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出すれば(S12;YES)、第2制御モードを実行し、第2条件で冷凍サイクル回路2を制御する(S14)。
 このように、制御回路33は、駆動回路31により電動機42を駆動する前に、検出回路32が電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出したかどうかを判定する。制御回路33は、検出回路32が電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出しなかった場合には、第1制御モードを実行する。制御回路33は、検出回路32が電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出した場合には、第2制御モードを実行する。したがって、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化が発生し、作動媒体の不均化反応が進行する可能性がある場合には、通常運転モードから安全運転モードに切り替えられ、これによって、作動媒体の不均化反応が抑制され得る。
 [1.3 効果等]
 以上述べた冷凍サイクル装置1は、圧縮機4、凝縮器(第1熱交換器5、第2熱交換器7)、膨張弁6及び蒸発器(第1熱交換器5、第2熱交換器7)を含み、作動媒体20が循環する冷凍サイクル回路2と、冷凍サイクル回路2の圧縮機4を制御する制御装置3と、を備える。作動媒体20は、冷媒成分としてエチレン系フルオロオレフィンを含む。圧縮機4は、作動媒体20の流路を構成する密閉容器40と、密閉容器40内に位置し、作動媒体20を圧縮する圧縮機構41と、密閉容器40内に位置し、圧縮機構41を動作させる電動機42と、を備える。制御装置3は、電動機42を駆動する駆動回路31と、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出する検出回路32と、第1条件で駆動回路31を制御する第1制御モードと、第1条件よりも圧縮機4での作動媒体20の最大圧力及び最高温度の少なくとも一方が低くなる第2条件で駆動回路31を制御する第2制御モードとを有し、検出回路32で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化が検出されると第2制御モードを選択する制御回路33と、を有する。この構成は、作動媒体20の不均化反応の抑制を可能にする。
 冷凍サイクル装置1において、制御回路33は、駆動回路31により電動機42を駆動する前に、検出回路32が電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出したかどうかを判定する。制御回路33は、検出回路32が電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出しなかった場合には、第1制御モードを実行し、検出回路32が電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出した場合には、第2制御モードを実行する。この構成は、冷凍サイクル装置1の動作の安全性を高めることができる。
 冷凍サイクル装置1において、冷凍サイクル回路2は、外気と作動媒体20との熱交換を行う第1熱交換器5と、室内空気と作動媒体20との熱交換を行う第2熱交換器7とを備える。制御回路33は、第1熱交換器5が凝縮器として機能し、第2熱交換器7が蒸発器として機能するように冷凍サイクル回路2を制御する冷房運転と、第1熱交換器5が蒸発器として機能し、第2熱交換器7が凝縮器として機能するように冷凍サイクル回路2を制御する暖房運転とを実行する機能を有する。第2制御モードは、冷房運転において外気の温度が運転上限温度を超える場合に駆動回路31による電動機42の動作を停止させる、又は、暖房運転において外気の温度が運転下限温度を下回る場合に駆動回路31による電動機42の動作を停止させる。この構成は、冷凍サイクル装置1の動作の安全性を高めることができる。
 冷凍サイクル装置1において、検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つの測定をし、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つと閾値との比較と電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwの、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つ同士の比較との少なくとも一方に基づいて、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出する。この構成は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化の検出の精度の向上を可能にする。
 冷凍サイクル装置1において、検出回路32は、駆動回路31から電動機42の巻線Lu,Lv,Lwへの給電線Pu,Pv,Pwを利用して、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つの測定をする。この構成は、制御回路の構成の簡素化を可能にする。
 冷凍サイクル装置1において、検出回路32は、制御回路33と同じ基板34に配置される。この構成は、制御装置3の構成の簡素化を可能にする。
 冷凍サイクル装置1において、エチレン系フルオロオレフィンは、不均化反応が生じるエチレン系フルオロオレフィンを含む。この構成は、作動媒体20の不均化反応の抑制を可能にする。
 冷凍サイクル装置1において、エチレン系フルオロオレフィンは、1,1,2-トリフルオロエチレン、トランス-1,2-ジフルオロエチレン、シス-1,2-ジフルオロエチレン、1,1-ジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、又は、モノフルオロエチレンである。この構成は、作動媒体20の不均化反応の抑制を可能にする。
 冷凍サイクル装置1において、作動媒体20は、冷媒成分としてジフルオロメタンを更に含む。この構成は、作動媒体20の不均化反応の抑制を可能にする。
 冷凍サイクル装置1において、作動媒体20は、飽和炭化水素を更に含む。この構成は、作動媒体20の不均化反応の抑制を可能にする。
 冷凍サイクル装置1において、作動媒体20は、エチレン系フルオロオレフィンの不均化反応を抑制する不均化抑制剤として、炭素数が1又は2のハロアルカンを含む。この構成は、作動媒体20の不均化反応の抑制を可能にする。
 冷凍サイクル装置1において、飽和炭化水素は、n-プロパンを含む。この構成は、作動媒体20の不均化反応の抑制を可能にする。
 [2.変形例]
 本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
 [2.1 変形例1]
 図5は、変形例1の冷凍サイクル装置の圧縮機4及び制御装置3Aの構成例の概略図である。図5の制御装置3Aは、駆動回路31と、検出回路32と、制御回路33とを備える。図5の制御装置3Aでは、検出回路32は、制御回路33とともに集積回路35を構成する。つまり、検出回路32と制御回路33とは、別々の回路部品ではなく、単一の回路部品として統合されている。そのため、検出回路32と制御回路33とを配置するために必要なスペースを小さくでき、制御装置3Aの構成の簡素化が可能になる。集積回路35は、駆動回路31と同じ基板に配置されてよい。
 以上述べたように、冷凍サイクル装置の制御装置3Aにおいて、検出回路32は、制御回路33とともに集積回路35を構成する。この構成は、制御装置3Aの構成の簡素化を可能にする。
 [2.2 変形例2]
 図6は、変形例2の冷凍サイクル装置の圧縮機4及び制御装置3Bの構成例の概略図である。
 図6の制御装置3Bは、駆動回路31と、検出回路32と、制御回路33と、圧力計測回路36と、温度計測回路37とを備える。
 圧力計測回路36は、圧縮機4での作動媒体20の圧力を計測する。図6の圧力計測回路36は、圧縮機4での作動媒体20の圧力として、圧縮機4の密閉容器40の内部圧力を計測する。圧力計測回路36は、計測した内部圧力(圧縮機4での作動媒体20の圧力)を示す圧力計測信号を、制御回路33に出力する。圧力計測回路36は、例えば、密閉容器40内に位置する圧力センサである。圧力計測回路36は、密閉容器40内に位置する圧力センサに限定されない。圧力計測回路36は、直接又は間接的に圧縮機4での作動媒体20の圧力を計測することができればよい。
 温度計測回路37は、圧縮機4での作動媒体20の温度を計測する。図6の温度計測回路37は、圧縮機4での作動媒体20の温度として、圧縮機4の密閉容器40の内部温度を計測する。温度計測回路37は、計測した内部温度(圧縮機4での作動媒体20の温度)を示す温度計測信号を、制御回路33に出力する。温度計測回路37は、例えば、密閉容器40内に位置する温度センサである。温度計測回路37は、密閉容器40内に位置する温度センサに限定されない。温度計測回路37は、直接又は間接的に圧縮機4での作動媒体20の温度を計測することができればよい。
 本変形例においても、制御回路33は、検出回路32で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化が検出されなかった場合に第1制御モードを実行する。制御回路33は、検出回路32で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化が検出された場合に第2制御モードを実行する。
 本変形例の第2制御モードは、実施の形態の第2制御モードと同様に、冷凍サイクル回路2において作動媒体20の不均化反応が進行しないように冷凍サイクル回路2を制御する安全運転モード又は制限運転モードである。本変形において、第2制御モードは、圧縮機4での作動媒体20の圧力が所定圧力以下、圧縮機4での作動媒体20の温度が所定温度以下となるように冷凍サイクル回路2を制御する。具体的には、第2制御モードでは、制御回路33は、圧力計測回路36で計測される圧縮機4での作動媒体20の圧力が所定圧力以下となり、温度計測回路37で計測される圧縮機4での作動媒体20の温度が所定温度以下となるように、駆動回路31により圧縮機4の電動機42に出力する三相交流電力の周波数の目標値、膨張弁6の開度の目標値、第1送風機5aのファンの回転数の目標値及び第2送風機7aのファンの回転数の目標値を設定し得る。四方弁8の切り替え状態は、例えば、冷房運転、暖房運転、又は除湿運転に応じて決定され得る。
 所定圧力及び所定温度は、第1制御モードのまま冷凍サイクル回路2の制御を継続する場合に比べて、作動媒体20の不均化反応が進行する可能性が低くなるように設定される。本変形例において、所定圧力及び所定温度は、密閉容器40内で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwで放電現象が発生した場合であっても作動媒体20の不均化反応が進行しないように設定される。所定圧力及び所定温度は、作動媒体20の組成等に応じて適宜設定され得る。例えば、所定圧力及び所定温度は、密閉容器40内で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwで放電現象を発生させた状態で作動媒体20の不均化反応が進行するかどうかの試験の結果に基づいて、設定されてよい。
 所定圧力は、冷凍サイクル回路2の通常運転範囲における作動媒体20の圧力に基づいて設定され得る。一例として、冷凍サイクル回路2の通常運転範囲における作動媒体20の圧力が6MPaである場合には、所定圧力は5MPaに設定される。
 所定温度は、例えば、作動媒体20の安全温度より低く、圧縮機4の電動機42の絶縁部材の耐熱温度より低い。作動媒体20の安全温度は、冷凍サイクル装置1の通常運転時の圧力条件において作動媒体20の不均化反応が起きる可能性がある温度に基づいて設定され得る。一例として、作動媒体20の安全温度は、150℃に設定される。圧縮機4の電動機42の耐熱温度は、例えば、圧縮機4の電動機42の絶縁部材の耐熱温度に基づいて設定される。例えば、電動機42の絶縁部材の耐熱温度は、電動機42の絶縁部材のうち最も耐熱温度が低い絶縁部材の耐熱温度であってよい。内部温度が耐熱温度を超えた状態で冷凍サイクル装置1の運転を継続すると、絶縁紙が破壊する場合があり、その際に放電現象が発生する可能性が高くなる。一例として、電動機42において最も耐熱温度が低い絶縁部材は、固定子鉄心(電磁鋼板等)と固定子巻線(マグネットワイヤ等)との間の絶縁紙であり得る。絶縁紙の耐熱クラスが、例えば、JIS C 4003に規定されるE種である場合には、耐熱温度は120℃である。作動媒体20の安全温度が150℃であり、圧縮機4の電動機42の耐熱温度が120℃である場合、所定温度は、120℃より低い温度に設定される。この場合に、作動流体の温度と固定子間の温度検知時間差や放熱等を考慮すると、安全マージンは、例えば5℃程度を設定するとよい。したがって、所定温度は115℃に設定されてよい。安全マージンについては、温度計測回路37と固定子間の距離又はモータ効率に依存するため、5℃とは限らず0~20℃の間の値にしてもよい。絶縁紙の耐熱クラスは、E種に限らず、B種、F種等である場合がある。耐熱クラスがB種であれば、耐熱温度は130℃である。作動媒体20の安全温度が150℃であれば、所定温度は、130℃より低い温度、例えば、125℃に設定される。耐熱クラスがF種であれば、耐熱温度は155℃である。作動媒体20の安全温度が150℃であれば、所定温度は、150℃より低い温度、例えば、145℃に設定される。
 以上述べた冷凍サイクル装置の制御装置3Bにおいて、第2制御モードは、圧縮機4での作動媒体20の圧力が所定圧力以下、圧縮機4での作動媒体20の温度が所定温度以下となるように冷凍サイクル回路2を制御する。所定圧力及び所定温度は、密閉容器40内で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwで放電現象が発生した場合であっても作動媒体20の不均化反応が進行しないように設定される。この構成は、作動媒体20の不均化反応を抑制しながらも、冷凍サイクル装置の動作の継続を可能にする。
 [2.3 その他の変形例]
 一変形例において、検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインパルス応答の評価値と閾値との比較に加えて、又は替えて、電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwのインパルス応答の評価値同士の比較に基づいて電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出してもよい。電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwのインパルス応答の評価値は通常は同じ値である。そのため、検出回路32は、電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwの任意の組み合わせのインパルス応答の評価値の差が所定値以上となった場合には、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのいずれかで絶縁劣化が発生していると判断してよい。
 一変形例において、検出回路32は、インパルス応答ではなく、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値に基づいて、電動機42の巻線(U相の巻線Lu、V相の巻線Lv、及びW相の巻線Lw)の絶縁劣化を検出してよい。一例として、検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値の測定をし、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値と閾値との比較に基づいて電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出する。電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値の測定それ自体は従来周知の方法により実現可能であるから説明を省略する。検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値が閾値以下の場合に、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化が発生していると判断してよい。閾値は、巻線Lu,Lv,Lwの正常時の抵抗値及び絶縁劣化時の抵抗値に基づいて、巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を判別できるよう設定され得る。巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値は、巻線Lu,Lv,Lwの温度により変動し得るから、閾値は、巻線Lu,Lv,Lwの温度に対する関数であってよい。電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値の測定は、直接的な測定による実測値であってもよいし、間接的な測定による推定値であってもよい。
 一変形例において、検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値と閾値との比較に加えて、又は替えて、電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値同士の比較に基づいて電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出してもよい。電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値は通常は同じ値である。そのため、検出回路32は、電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwの任意の組み合わせの抵抗値の差が所定値以上となった場合には、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのいずれかで絶縁劣化が発生していると判断してよい。
 一変形例において、検出回路32は、駆動回路31から電動機42の巻線Lu,Lv,Lwへの給電線Pu,Pv,Pwを利用して、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値の測定をしてよい。図3に示すように、検出回路32は、給電線Pu,Pvを介して、電動機42の巻線Lu,Lvの直列回路の抵抗値を測定でき得る。検出回路32は、給電線Pv,Pwを介して、電動機42の巻線Lv,Lwの直列回路の抵抗値を測定でき得る。検出回路32は、給電線Pw,Puを介して、電動機42の巻線Lw,Luの直列回路の抵抗値を測定でき得る。演算により各巻線Lu,Lv,Lwの抵抗値が得られる。
 一変形例において、検出回路32は、インパルス応答又は抵抗値ではなく、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンスに基づいて、電動機42の巻線(U相の巻線Lu、V相の巻線Lv、及びW相の巻線Lw)の絶縁劣化を検出してよい。一例として、検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンスの測定をし、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンスと閾値との比較に基づいて電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出する。電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンスの測定自体は従来周知の方法により実現可能であるから説明を省略する。検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンスが閾値以下の場合に、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化が発生していると判断してよい。閾値は、巻線Lu,Lv,Lwの正常時のインダクタンス及び絶縁劣化時のインダクタンスに基づいて、巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を判別できるよう設定され得る。電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンスの測定は、直接的な測定による実測値であってもよいし、間接的な測定による推定値であってもよい。
 一変形例において、検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンスと閾値との比較に加えて、又は替えて、電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンス同士の比較に基づいて電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出してもよい。電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンスは通常は同じ値である。そのため、検出回路32は、電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwの任意の組み合わせのインダクタンスの差が所定値以上となった場合には、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのいずれかで絶縁劣化が発生していると判断してよい。
 一変形例において、検出回路32は、駆動回路31から電動機42の巻線Lu,Lv,Lwへの給電線Pu,Pv,Pwを利用して、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンスの測定をしてよい。図3に示すように、検出回路32は、給電線Pu,Pvを介して、電動機42の巻線Lu,Lvの直列回路のインダクタンスを測定でき得る。検出回路32は、給電線Pv,Pwを介して、電動機42の巻線Lv,Lwの直列回路のインダクタンスを測定でき得る。検出回路32は、給電線Pw,Puを介して、電動機42の巻線Lw,Luの直列回路のインダクタンスを測定でき得る。演算により各巻線Lu,Lv,Lwのインダクタンスが得られる。
 一変形例において、検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスのうちの2以上を用いて、電動機42の巻線Lu,Lv,Lw)の絶縁劣化を検出してよい。これによって、複数の観点から電動機42の巻線Lu,Lv,Lw)の絶縁劣化の検出が可能となるから、電動機42の巻線Lu,Lv,Lw)の絶縁劣化の検出精度が向上し得る。
 このように、検出回路32は、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つの測定をし、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの、インパルス応答の評価値、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つと閾値との比較と電動機42の複数の巻線Lu,Lv,Lwの、インパルス応答の評価値、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つ同士の比較との少なくとも一方に基づいて、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化を検出してよい。この場合において、検出回路32は、駆動回路31から電動機42の巻線Lu,Lv,Lwへの給電線Pu,Pv,Pwを利用して、電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つの測定をしてよい。
 一変形例において、インパルス電圧は、駆動回路31を利用して電動機42に与えられてよい。半導体スイッチング素子U1,U2,V1,V2,W1,W2がオフである状態から、半導体スイッチング素子U1,V2を短時間だけオンにすることで、給電線Pu,Pvを介して、電動機42の巻線Lu,Lvにインパルス電圧を印加でき得る。半導体スイッチング素子U1,U2,V1,V2,W1,W2がオフである状態から、半導体スイッチング素子V1,W2を短時間だけオンにすることで、給電線Pv,Pwを介して、電動機42の巻線Lv,Lwにインパルス電圧を印加でき得る。半導体スイッチング素子U1,U2,V1,V2,W1,W2がオフである状態から、半導体スイッチング素子W1,U2を短時間だけオンにすることで、給電線Pw,Puを介して、電動機42の巻線Lw,Luにインパルス電圧を印加でき得る。
 一変形例において、第2制御モードは、冷房運転において外気の温度が運転上限温度を超える場合に駆動回路31による電動機42の動作を停止させる機能と、暖房運転において外気の温度が運転下限温度を下回る場合に駆動回路31による電動機42の動作を停止させる機能との少なくとも一方を有してよい。第2制御モードは、外気の温度に関係なく、駆動回路31による電動機42の動作を停止させてもよい。つまり、検出回路32で電動機42の巻線Lu,Lv,Lwの絶縁劣化が検出されると、制御回路33は、駆動回路31による電動機42の動作を停止してよい。
 一変形例において、冷凍サイクル装置は、1台の室外機に1台の室内機が接続された構成の空気調和器(いわゆるルームエアコン(RAC))に限定されない。冷凍サイクル装置は、1又は複数の室外機に複数の室内機が接続された構成の空気調和器(いわゆるパッケージエアコン(PAC)、ビル用マルチエアコン(VRF))であってもよい。あるいは、冷凍サイクル装置は、空気調和器に限定されず、冷蔵庫又は冷凍庫等の冷凍又は冷蔵装置であってもよい。
 [3.態様]
 上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。なお、文章の見やすさを考慮して2回目以降の括弧付きの符号の記載を省略する場合がある。
 第1の態様は、冷凍サイクル装置(1)であって、圧縮機(4)、凝縮器(第1熱交換器5、第2熱交換器7)、膨張弁(6)及び蒸発器(第1熱交換器5、第2熱交換器7)を含み、作動媒体(20)が循環する冷凍サイクル回路(2)と、前記冷凍サイクル回路(2)を制御する制御装置(3;3A;3B)と、を備える。前記作動媒体(20)は、冷媒成分としてエチレン系フルオロオレフィンを含む。前記圧縮機(4)は、前記作動媒体(20)の流路を構成する密閉容器(40)と、前記密閉容器(40)内に位置し、前記作動媒体(20)を圧縮する圧縮機構(41)と、前記密閉容器(40)内に位置し、前記圧縮機構(41)を動作させる電動機(42)と、を備える。前記制御装置(3;3A;3B)は、前記電動機(42)を駆動する駆動回路(31)と、前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)の絶縁劣化を検出する検出回路(32)と、第1条件で前記冷凍サイクル回路(2)を制御する第1制御モードと、前記第1条件よりも前記圧縮機(4)での前記作動媒体(20)の最大圧力及び最高温度の少なくとも一方が低くなる第2条件で前記冷凍サイクル回路(2)を制御する第2制御モードとを有し、前記検出回路(32)で前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)の絶縁劣化が検出されると前記第2制御モードを選択する制御回路(33)と、を有する。この態様は、作動媒体(20)の不均化反応の抑制を可能にする。
 第2の態様は、第1の態様に基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記制御回路(33)は、前記駆動回路(31)により前記電動機(42)を駆動する前に、前記検出回路(32)が前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)の絶縁劣化を検出したかどうかを判定する。前記制御回路(33)は、前記検出回路(32)が前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)の絶縁劣化を検出しなかった場合には、前記第1制御モードを実行し、前記検出回路(32)が前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)の絶縁劣化を検出した場合には、前記第2制御モードを実行する。この態様は、冷凍サイクル装置(1)の動作の安全性を高めることができる。
 第3の態様は、第1又は第2の態様に基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記第2制御モードは、前記圧縮機(4)での前記作動媒体(20)の圧力が所定圧力以下、前記圧縮機での前記作動媒体(20)の温度が所定温度以下となるように前記冷凍サイクル回路(2)を制御する。前記所定圧力及び前記所定温度は、前記密閉容器(40)内で前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)で放電現象が発生した場合であっても前記作動媒体(20)の不均化反応が進行しないように設定される。この態様は、作動媒体(20)の不均化反応を抑制しながらも、冷凍サイクル装置(1)の動作の継続を可能にする。
 第4の態様は、第1又は第2の態様に基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記冷凍サイクル回路(2)は、外気と前記作動媒体(20)との熱交換を行う第1熱交換器(5)と、室内空気と前記作動媒体(20)との熱交換を行う第2熱交換器(7)とを備える。前記制御回路(33)は、前記第1熱交換器(5)が前記凝縮器として機能し、前記第2熱交換器(7)が前記蒸発器として機能するように前記冷凍サイクル回路(2)を制御する冷房運転と、前記第1熱交換器(5)が前記蒸発器として機能し、前記第2熱交換器(7)が前記凝縮器として機能するように前記冷凍サイクル回路(2)を制御する暖房運転とを実行する機能を有する。前記第2制御モードは、前記冷房運転において前記外気の温度が運転上限温度を超える場合に前記駆動回路(31)による前記電動機(42)の動作を停止させる、又は、前記暖房運転において前記外気の温度が運転下限温度を下回る場合に前記駆動回路(31)による前記電動機(42)の動作を停止させる。この態様は、冷凍サイクル装置(1)の動作の安全性を高めることができる。
 第5の態様は、第1~第4の態様のいずれか一つに基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記検出回路(32)は、前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)の、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つの測定をし、前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)の、インパルス応答の評価値、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つと閾値との比較と前記電動機(42)の複数の巻線(Lu,Lv,Lw)の、インパルス応答の評価値、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つ同士の比較との少なくとも一方に基づいて、前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)の絶縁劣化を検出する。この態様は、前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)の絶縁劣化の検出の精度の向上を可能にする。
 第6の態様は、第5の態様に基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記検出回路(32)は、前記駆動回路(31)から前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)への給電線(Pu,Pv,Pw)を利用して、前記電動機(42)の巻線(Lu,Lv,Lw)の、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つの測定をする。この態様は、制御装置の構成の簡素化を可能にする。
 第7の態様は、第6の態様に基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記検出回路(32)は、前記制御回路(33)と同じ基板(34)に配置される、又は、前記制御回路(33)とともに集積回路(35)を構成する。この態様は、制御装置の構成の簡素化を可能にする。
 第8の態様は、第1~第7の態様のいずれか一つに基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記エチレン系フルオロオレフィンは、不均化反応が生じるエチレン系フルオロオレフィンを含む。この態様は、作動媒体(20)の不均化反応の抑制を可能にする。
 第9の態様は、第1~第8の態様のいずれか一つに基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記エチレン系フルオロオレフィンは、1,1,2-トリフルオロエチレン、トランス-1,2-ジフルオロエチレン、シス-1,2-ジフルオロエチレン、1,1-ジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、又は、モノフルオロエチレンである。この態様は、作動媒体(20)の不均化反応の抑制を可能にする。
 第10の態様は、第1~第9の態様のいずれか一つに基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記作動媒体(20)は、前記冷媒成分としてジフルオロメタンを更に含む。この態様は、作動媒体(20)の不均化反応の抑制を可能にする。
 第11の態様は、第1~第10の態様のいずれか一つに基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記作動媒体(20)は、飽和炭化水素を更に含む。この態様は、作動媒体(20)の不均化反応の抑制を可能にする。
 第12の態様は、第1~第11の態様のいずれか一つに基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記作動媒体(20)は、前記エチレン系フルオロオレフィンの不均化反応を抑制する不均化抑制剤として、炭素数が1又は2のハロアルカンを含む。この態様は、作動媒体(20)の不均化反応の抑制を可能にする。
 第13の態様は、第11の態様に基づく冷凍サイクル装置(1)である。この態様において、前記飽和炭化水素は、n-プロパンを含む。この態様は、作動媒体(20)の不均化反応の抑制を可能にする。
 第2~第13の態様は、任意の要素であり、必須ではない。
 本開示は、冷凍サイクル装置に適用可能である。具体的には、作動媒体が、冷媒成分としてエチレン系フルオロオレフィンを含む冷凍サイクル装置に、本開示は適用可能である。
  1 冷凍サイクル装置
  2 冷凍サイクル回路
  20 作動媒体
  3,3A,3B 制御装置
  31 駆動回路
  32 検出回路
  33 制御回路
  34 基板
  35 集積回路
  Pu,Pv,Pw 給電線
  4 圧縮機
  40 密閉容器
  41 圧縮機構
  42 電動機
  Lu,Lv,Lw 巻線
  5 第1熱交換器(凝縮器、蒸発器)
  6 膨張弁
  7 第2熱交換器(凝縮器、蒸発器)

Claims (13)

  1.  圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を含み、作動媒体が循環する冷凍サイクル回路と、
     前記冷凍サイクル回路を制御する制御装置と、
     を備え、
     前記作動媒体は、冷媒成分としてエチレン系フルオロオレフィンを含み、
     前記圧縮機は、
      前記作動媒体の流路を構成する密閉容器と、
      前記密閉容器内に位置し、前記作動媒体を圧縮する圧縮機構と、
      前記密閉容器内に位置し、前記圧縮機構を動作させる電動機と、
     を備え、
     前記制御装置は、
      前記電動機を駆動する駆動回路と、
      前記電動機の巻線の絶縁劣化を検出する検出回路と、
      第1条件で前記冷凍サイクル回路を制御する第1制御モードと、前記第1条件よりも前記圧縮機での前記作動媒体の最大圧力及び最高温度の少なくとも一方が低くなる第2条件で前記冷凍サイクル回路を制御する第2制御モードとを有し、前記検出回路で前記電動機の巻線の絶縁劣化が検出されると前記第2制御モードを選択する制御回路と、
     を有する、
     冷凍サイクル装置。
  2.  前記制御回路は、前記駆動回路により前記電動機を駆動する前に、前記検出回路が前記電動機の巻線の絶縁劣化を検出したかどうかを判定し、
     前記制御回路は、
      前記検出回路が前記電動機の巻線の絶縁劣化を検出しなかった場合には、前記第1制御モードを実行し、
      前記検出回路が前記電動機の巻線の絶縁劣化を検出した場合には、前記第2制御モードを実行する、
     請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3.  前記第2制御モードは、前記圧縮機での前記作動媒体の圧力が所定圧力以下、前記圧縮機での前記作動媒体の温度が所定温度以下となるように前記冷凍サイクル回路を制御し、
     前記所定圧力及び前記所定温度は、前記密閉容器内で前記電動機の巻線で放電現象が発生した場合であっても前記作動媒体の不均化反応が進行しないように設定される、
     請求項1又は2に記載の冷凍サイクル装置。
  4.  前記冷凍サイクル回路は、外気と前記作動媒体との熱交換を行う第1熱交換器と、室内空気と前記作動媒体との熱交換を行う第2熱交換器とを備え、
     前記制御回路は、前記第1熱交換器が前記凝縮器として機能し、前記第2熱交換器が前記蒸発器として機能するように前記冷凍サイクル回路を制御する冷房運転と、前記第1熱交換器が前記蒸発器として機能し、前記第2熱交換器が前記凝縮器として機能するように前記冷凍サイクル回路を制御する暖房運転とを実行する機能を有し、
     前記第2制御モードは、前記冷房運転において前記外気の温度が運転上限温度を超える場合に前記駆動回路による前記電動機の動作を停止させる、又は、前記暖房運転において前記外気の温度が運転下限温度を下回る場合に前記駆動回路による前記電動機の動作を停止させる、
     請求項1又は2に記載の冷凍サイクル装置。
  5.  前記検出回路は、
      前記電動機の巻線の、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つの測定をし、
      前記電動機の巻線の、インパルス応答の評価値、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つと閾値との比較と前記電動機の複数の巻線の、インパルス応答の評価値、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つ同士の比較との少なくとも一方に基づいて、前記電動機の巻線の絶縁劣化を検出する、
     請求項1~4のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
  6.  前記検出回路は、前記駆動回路から前記電動機の巻線への給電線を利用して、前記電動機の巻線の、インパルス応答、抵抗値及びインダクタンスの少なくとも一つの測定をする、
     請求項5に記載の冷凍サイクル装置。
  7.  前記検出回路は、前記制御回路と同じ基板、又は、前記制御回路と一体的に形成される、
     請求項6に記載の冷凍サイクル装置。
  8.  前記エチレン系フルオロオレフィンは、不均化反応が生じるエチレン系フルオロオレフィンを含む、
     請求項1~7のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
  9.  前記エチレン系フルオロオレフィンは、1,1,2-トリフルオロエチレン、トランス-1,2-ジフルオロエチレン、シス-1,2-ジフルオロエチレン、1,1-ジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、又は、モノフルオロエチレンである、
     請求項1~8のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
  10.  前記作動媒体は、前記冷媒成分としてジフルオロメタンを更に含む、
     請求項1~9のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
  11.  前記作動媒体は、飽和炭化水素を更に含む、
     請求項1~10のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
  12.  前記作動媒体は、前記エチレン系フルオロオレフィンの不均化反応を抑制する不均化抑制剤として、炭素数が1又は2のハロアルカンを含む、
     請求項1~11のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
  13.  前記飽和炭化水素は、n-プロパンを含む、
     請求項11に記載の冷凍サイクル装置。
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