CN114838515A - 制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
在使用GWP小的制冷剂进行制冷循环的制冷循环装置(1)中,具备:具有压缩机(21)、冷凝器(23)、减压部(24)和蒸发器(31)的制冷剂回路(10);和封入在制冷剂回路(10)中的至少包含1,2‑二氟乙烯的制冷剂。
Description
本申请是分案申请,其针对的申请的中国国家申请号为201880081361.X、国际申请号为PCT/JP2018/046666,申请日为2018年12月18日、进入中国的日期为2020年6月16日,发明名称为“制冷循环装置”。
技术领域
本发明涉及制冷循环装置。
背景技术
一直以来,在空调装置等热循环系统中,多使用R410A作为制冷剂。R410A是(CH2F2;HFC-32或R32)和五氟乙烷(C2HF5;HFC-125或R125)的二组分混合制冷剂,是准共沸组合物。
但是,R410A的全球变暖潜能值(GWP)为2088,近年来,由于对地球温室化的担忧的提高,所以更多地使用GWP更低的制冷剂R32。
因此,例如在专利文献1(国际公开第2015/141678号)中,提出了各种可替代R410A的低GWP混合制冷剂。
发明内容
(1)第1组
但是,在使用GWP足够小的制冷剂来进行制冷循环的情况下,关于使制冷循环装置内的润滑性良好,至今尚未进行研究。
本发明的内容是鉴于上述内容而完成的,其目的在于提供在使用GWP足够小的制冷剂来进行制冷循环的情况下能够使制冷循环装置内的润滑性良好的制冷循环装置。
第1组的第1方案的制冷循环装置包括制冷机用工作流体,该制冷机用工作流体包含:含制冷剂的制冷剂组合物和制冷机油。制冷剂包含反式-1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))、三氟乙烯(HFO-1123)和2,3,3,3-四氟-1-丙烯(R1234yf)。
该制冷循环装置包含GWP足够小的制冷剂和制冷机油,因此可以使利用上述制冷剂组合物进行制冷循环时的制冷循环装置内的润滑性良好。另外,在该制冷循环中,也能够使利用兼具具有与R410A同等的制冷能力[Refrigeration Capacity(有时也记为CoolingCapacity或Capacity)]和性能系数[Coefficient of Performance(COP)]的性能的制冷剂时的制冷循环装置内的润滑性良好。
第1组的第2方案的制冷循环装置为第1方案的制冷循环装置,其中,制冷机油在40℃的运动粘度为1mm2/s以上750mm2/s以下。
第1组的第3方案的制冷循环装置为第1组的第1方案或第2方案的制冷循环装置,其中,制冷机油在100℃的运动粘度为1mm2/s以上100mm2/s以下。
第1组的第4方案的制冷循环装置为第1组的第1方案至第3方案中的任一种制冷循环装置,其中,制冷机油在25℃的体积电阻率为1.0×1012Ω·cm以上。
第1组的第5方案的制冷循环装置为第1组的第1方案至第4方案中的任一种制冷循环装置,其中,制冷机油的酸值为0.1mgKOH/g以下。
第1组的第6方案的制冷循环装置为第1组的第1方案至第5方案中的任一种制冷循环装置,其中,制冷机油的灰分为100ppm以下。
第1组的第7方案的制冷循环装置为第1组的第1方案至第6方案中的任一种制冷循环装置,其中,制冷机油的苯胺点为-100℃以上0℃以下。
第1组的第8方案的制冷循环装置为第1组的第1方案至第7方案中的任一种制冷循环装置,其中,具备制冷剂回路。制冷剂回路用制冷剂配管连接压缩机、冷凝器、减压部和蒸发器而构成。制冷剂回路使制冷机用工作流体在内部进行循环。
第1组的第9方案的制冷循环装置为第1组的第1方案至第8方案中的任一种制冷循环装置,其中,制冷机用工作流体中的制冷机油的混配比例为5质量%以上60质量%以下。
第1组的第10方案的制冷循环装置为第1组的第1方案至第9方案中的任一种制冷循环装置,其中,制冷机油包含选自酸捕捉剂、极压剂、抗氧化剂、消泡剂、油性剂、金属钝化剂、防磨耗剂和增容剂中的至少一种添加剂。添加剂相对于包含添加剂的制冷机油的质量的比例为5质量%以下。
(2)第2组
在使用GWP足够小的制冷剂来进行制冷循环的情况下,关于使制冷循环装置内的润滑性良好,至今尚未进行研究。
本发明的内容是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供在使用GWP足够小的制冷剂来进行制冷循环的情况下能够使润滑性良好的制冷剂用或制冷剂组合物用的制冷机油、制冷机油的使用方法以及作为制冷机油的使用。
第2组的第1方案的制冷剂组合物用的制冷机油为包含制冷剂的制冷剂组合物用的制冷机油,在制冷剂中包含后述“(26)上述各组中的制冷剂的详细情况”中所示的制冷剂A~制冷剂D中的任一种。
第2组的第2方案的制冷剂组合物用的制冷机油为第2组的第1方案的制冷剂组合物用的制冷机油,其中,制冷机油在40℃时的运动粘度为1mm2/s以上750mm2/s以下。
第2组的第3方案的制冷剂组合物用的制冷机油为第2组的第1方案或第2方案的制冷剂组合物用的制冷机油,其中,制冷机油在100℃时的运动粘度为1mm2/s以上100mm2/s以下。
第2组的第4方案的制冷剂组合物用的制冷机油为第2组的第1方案至第3方案中的任一方案的制冷剂组合物用的制冷机油,其中,制冷机油在25℃时的体积电阻率为1.0×1012Ω·cm以上。
第2组的第5方案的制冷剂组合物用的制冷机油为第2组的第1方案至第4方案中的任一方案的制冷剂组合物用的制冷机油,其中,制冷机油的酸值为0.1mgKOH/g以下。
第2组的第6方案的制冷剂组合物用的制冷机油为第2组的第1方案至第5方案中任一方案的制冷剂组合物用的制冷机油,其中,制冷机油的灰分为100ppm以下。
第2组的第7方案的制冷剂组合物用的制冷机油为第2组的第1方案至第6方案中的任一方案的制冷剂组合物用的制冷机油,其中,制冷机油的苯胺点为-100℃以上0℃以下。
第2组的第8方案的制冷机油的使用方法为与包含制冷剂的制冷剂组合物一起使用的制冷机油的使用方法,其中,制冷剂包括后述(26)所示制冷剂的任一种。
根据该制冷机油的使用方法,能够使利用GWP足够小的制冷剂或含有该制冷剂的制冷剂组合物来进行制冷循环时的润滑性良好。
第2组的第9方案的制冷机油的使用方法为第2组的第8方案的制冷机油的使用方法,其中,制冷机油在40℃时的运动粘度为1mm2/s以上750mm2/s以下。
第2组的第10方案的制冷机油的使用方法为第2组的第8方案或第9方案的制冷机油的使用方法,其中,制冷机油在100℃时的运动粘度为1mm2/s以上100mm2/s以下。
第2组的第11方案的制冷机油的使用方法为第2组的第8方案至第10方案中的任一方案的制冷机油的使用方法,其中,制冷机油在25℃时的体积电阻率为1.0×1012Ω·cm以上。
第2组的第12方案的制冷机油的使用方法为第2组的第8方案至第11方案中的任一方案的制冷机油的使用方法,其中,制冷机油的酸值为0.1mgKOH/g以下。
第2组的第13方案的制冷机油的使用方法为第2组的第8方案至第12方案中的任一方案的制冷机油的使用方法,其中,制冷机油的灰分为100ppm以下。
第2组的第14方案的制冷机油的使用方法为第2组的第8方案至第13方案中的任一方案的制冷机油的使用方法,其中,制冷机油的苯胺点为-100℃以上0℃以下。
第2组的第15方案的作为制冷机油的使用是作为与包含制冷剂的制冷剂组合物一起使用的制冷机油的使用,制冷剂包括后述(26)所示制冷剂中的任一种。
通过该作为制冷机油的使用,能够使利用GWP足够小的制冷剂或包含该制冷剂的制冷剂组合物而进行制冷循环时的润滑性良好。
第2组的第16方案的作为制冷机油的使用为第2组的第15方案的作为制冷机油的使用,其中,制冷机油在40℃时的运动粘度为1mm2/s以上750mm2/s以下。
第2组的第17方案的作为制冷机油的使用为第2组的第15方案或第16方案的作为制冷机油的使用,其中,制冷机油在100℃时的运动粘度为1mm2/s以上100mm2/s以下。
第2组的第18方案的作为制冷机油的使用为第2组的第15方案至第17方案中的任一方案的作为制冷机油的使用,其中,制冷机油在25℃的体积电阻率为1.0×1012Ω·cm以上。
第2组的第19方案的作为制冷机油的使用为第2组的第15方案至第18方案中的任一方案的作为制冷机油的使用,其中,制冷机油的酸值为0.1mgKOH/g以下。
第2组的第20方案的作为制冷机油的使用为第2组的第15方案至第19方案中的任一方案的作为制冷机油的使用,其中,制冷机油的灰分为100ppm以下。
第2组的第21方案的作为制冷机油的使用为第2组的第15方案至第20方案中的任一方案的作为制冷机油的使用,其中,制冷机油的苯胺点为-100℃以上0℃以下。
(3)第3组
关于能够使用这样的GWP小的制冷剂的具体的制冷剂流路尚未进行任何研究。第3组的第1方案的制冷循环装置具备制冷剂回路和制冷剂。制冷剂回路具有压缩机、冷凝器、减压部和蒸发器。制冷剂至少包含1,2-二氟乙烯。制冷剂被封入制冷剂回路中。
该制冷循环装置中,由于在具有压缩机、冷凝器、减压部和蒸发器的制冷剂回路中能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。第3组的第2方案的制冷循环装置为第3组的第1方案的制冷循环装置,其中,制冷剂回路进一步具有低压储罐。低压储罐被设于从蒸发器朝向压缩机的吸入侧的制冷剂流路的中途。
该制冷循环装置中,能够在将制冷剂回路中的剩余制冷剂积存在低压储罐中的同时进行制冷循环。第3组的第3方案的制冷循环装置为第3组的第1方案或第2方案的制冷循环装置,其中,制冷剂回路进一步具有高压储罐。高压储罐被设于从冷凝器朝向蒸发器的制冷剂流路的中途。
该制冷循环装置中,能够在将制冷剂回路中的剩余制冷剂积存在高压储罐中的同时进行制冷循环。第3组的第4方案的制冷循环装置为第3组的第1方案至第3方案中任一方案的制冷循环装置,其中,制冷剂回路进一步具有第1减压部、第2减压部以及中压储罐。第1减压部、第2减压部以及中压储罐均被设于从冷凝器朝向蒸发器的制冷剂流路的中途。中压储罐被设于从冷凝器朝向蒸发器的制冷剂流路中的第1减压部与第2减压部之间。
该制冷循环装置中,能够在将制冷剂回路中的剩余制冷剂积存在中压储罐中的同时进行制冷循环。第3组的第5方案的制冷循环装置为第3组的第1方案至第4方案中任一方案的制冷循环装置,其进一步具备控制部。制冷剂回路进一步具有第1减压部和第2减压部。第1减压部和第2减压部被设于从冷凝器朝向蒸发器的制冷剂流路的中途。控制部对于通过第1减压部的制冷剂的减压程度和通过第2减压部的制冷剂的减压程度这两者进行调节。
该制冷循环装置中,通过对被设于从冷凝器朝向蒸发器的制冷剂流路的中途的第1减压部和第2减压部的各减压程度进行控制,能够降低位于从冷凝器朝向蒸发器的制冷剂流路的中途的第1减压部与第2减压部之间的制冷剂的密度。由此,容易使冷凝器和/或蒸发器中大量存在被封入制冷剂回路中的制冷剂,能够提高能力。第3组的第6方案的制冷循环装置为第3组的第1方案至第5方案中任一方案的制冷循环装置,其中,制冷剂回路进一步具有制冷剂热交换部。制冷剂热交换部使从冷凝器朝向蒸发器的制冷剂与从蒸发器朝向压缩机的制冷剂之间进行热交换。
该制冷循环装置中,在制冷剂热交换部,利用从冷凝器朝向蒸发器的制冷剂对于从蒸发器朝向压缩机的制冷剂进行加热。因此,能够抑制压缩机中的液体压缩。
(4)第4组
在这种GWP小的制冷剂中存在着具有可燃性的制冷剂。因此,优选采用下述配置结构,即,即使在具有可燃性的制冷剂泄漏的情况下,泄漏的制冷剂也难以到达电气安装件的周边。
本发明的内容是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种热交换单元,该热交换单元即使在使用具有可燃性的制冷剂的情况下制冷剂也难以到达电气安装件单元,所述具有可燃性的制冷剂为至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。
第4组的第1方案的热交换单元是构成制冷循环装置的一部分的热交换单元,其具备壳体、热交换器、配管连接部以及电气安装件单元。热交换单元为利用侧单元和热源侧单元中的任一种。利用侧单元和热源侧单元经由连通配管彼此连接。热交换器设置于壳体内,在内部流动有制冷剂。配管连接部与连通配管连接。电气安装件单元设置在壳体内。制冷剂是至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,其是可燃性制冷剂。在热交换单元的设置状态下,电气安装件单元的下端配置在比配管连接部高的位置。
此处,可燃性制冷剂是指美国ANSI/ASHRAE34-2013标准的燃烧性区分具有“2L级”以上的可燃性的制冷剂。
需要说明的是,配管连接部没有特别限定,可以直接或经由其他要素间接地连接于从热交换器伸出的制冷剂配管。
需要说明的是,作为电气安装件单元的形态,没有特别限定,可以为收纳有2个以上的电气部件的电气元件箱,也可以为设有2个以上的电气部件的基板。
该热交换单元在设置状态下,电气安装件单元的下端配置在比配管连接部高的位置。因此,假设即使包含1,2-二氟乙烯的可燃性制冷剂从配管连接部泄漏,1,2-二氟乙烯比空气重,因此难以到达电气安装件单元。
(5)第5组
在使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂作为GWP足够小的制冷剂的情况下,关于使制冷循环的运转效率提高,迄今为止尚未进行任何研究。
本发明的内容是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供在使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的情况下能够提高运转效率的制冷循环装置。第5组的第1方案的制冷循环装置具备压缩机、冷凝器、减压部、蒸发器以及注入流路。压缩机从吸入流路吸入低压的制冷剂,进行制冷剂的压缩后排出高压的制冷剂。冷凝器使从压缩机排出的高压的制冷剂冷凝。减压部使从冷凝器出来的高压制冷剂减压。蒸发器使在减压部被减压的制冷剂蒸发。注入流路为中间注入流路以及吸入注入流路中的至少任一者。中间注入流路使从冷凝器流向蒸发器的制冷剂的一部分与压缩机的中间压的制冷剂汇合。吸入注入流路使从冷凝器流向蒸发器的制冷剂的一部分与被吸入压缩机的低压的制冷剂汇合。制冷剂是至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。
在该制冷循环装置中,通过使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够将GWP抑制得足够小,并且通过使用注入流路能够提高制冷循环的运转效率。第5组的第2方案的制冷循环装置为第5组的第1方案的制冷循环装置,其中,还具备分支流路、开度调节阀以及注入热交换器。分支流路从连接冷凝器和蒸发器的主制冷剂流路分支。开度调节阀设于分支流路。注入热交换器使在主制冷剂流路中流动的制冷剂与在分支流路的开度调节阀的下游流动的制冷剂进行热交换。从注入用热交换器出来而在分支流路中流动的制冷剂流向注入流路。
在该制冷循环装置中,能够进一步提高制冷循环的运转效率。第5组的第3方案的制冷循环装置为第5组的第1方案或第2方案的制冷循环装置,其中,还具备制冷剂储存罐,该制冷剂储存罐设置于将冷凝器与蒸发器连接的主制冷剂流路。积存在制冷剂储存罐的内部的制冷剂的气体成分在注入流路中流动。
在该制冷循环装置中,能够在制冷剂储存罐中储存剩余制冷剂,并且提高制冷循环的效率。第5组的第4方案的制冷循环装置为第5组的第1方案至第3方案中的任一方案的制冷循环装置,其中,压缩机具有静涡旋盘和回旋涡旋盘。静涡旋盘具有端板和从端板以漩涡状立起的涡卷。回旋涡旋盘通过与静涡旋盘啮合而形成压缩室。在注入流路中流动的制冷剂在压缩室汇合。
在该制冷循环装置中,能够在使用涡旋压缩机的同时提高制冷循环的运转效率。
(6)第6组
在使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂作为GWP足够小的制冷剂的情况下,使用何种耐压强度的装置或设备作为制冷循环装置或其构成设备,至今为止没有任何研究。
例如,关于使用目前经常使用的R410A、R32等制冷剂的制冷循环装置,在仍使用已设置的连通配管并且更新为至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的情况下,若构成制冷循环装置的设备进行超过已设置的连通配管的耐压压力那样的运转,则在已设置的连通配管有可能产生损伤。
本发明的内容是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供在使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的情况下能够抑制连通配管的损伤的热源单元以及制冷循环装置。
第6组的第1方案的热源单元具备压缩机和热源侧热交换器。热源单元经由连通配管与利用单元连接从而构成制冷循环装置。利用单元具有利用侧热交换器。在热源单元中,使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂作为制冷剂。热源单元的设计压力比连通配管的设计压力的1.5倍低。
需要说明的是,“设计压力”是指表压(以下同样)。
该热源单元的设计压力比连通配管的设计压力的1.5倍低,因此在比连通配管的耐压压力低的状态下运转,因此,即使在与连通配管连接而使用的情况下,也能够抑制连通配管的损伤。
第6组的第2方案的制冷循环装置具备利用单元、连通配管和第1方案的热源单元。制冷循环装置使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。热源单元的设计压力与使用制冷剂R22或制冷剂R407C时的制冷循环装置中的设计压力同等。
此处所说的“同等”优选为相对于使用制冷剂R22或制冷剂R407C时的制冷循环装置中的设计压力在±10%的范围内。
在该制冷循环装置中,关于使用制冷剂R22或制冷剂R407C的制冷循环装置,即使在更新为仍使用连通配管并且使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环装置的情况下,作为热源单元的设计压力,使用与更新前的情况同等或相同的设计压力,由此能够抑制连通配管的损伤。
第6组的第3方案的制冷循环装置为第6组的第2方案的制冷循环装置,其中,热源单元的设计压力为3.0MPa以上3.7MPa以下。
第6组的第4方案的制冷循环装置具备利用单元、连通配管和第1方案的热源单元。制冷循环装置使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。热源单元的设计压力与使用了制冷剂R410A或者制冷剂R32时的制冷循环装置中的设计压力同等。
此处所说的“同等”优选为相对于使用制冷剂R410A或者制冷剂R32时的制冷循环装置中的设计压力在±10%的范围内。
在该制冷循环装置中,关于使用制冷剂R410A或制冷剂R32的制冷循环装置,即使在更新为仍使用连通配管并且使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环装置的情况下,作为热源单元的设计压力,使用与更新前的情况同等或相同的设计压力,由此能够抑制连通配管的损伤。
第6组的第5方案的制冷循环装置为第6组的第4方案的制冷循环装置,其中,热源单元的设计压力为4.0MPa以上4.8MPa以下。
第6组的第6方案的制冷循环装置具备热源单元、利用单元以及连通配管。热源单元具有压缩机和热源侧热交换器。利用单元具有利用侧热交换器。连通配管将热源单元和利用单元连接。在制冷循环装置中,使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。热源单元的设计压力与使用制冷剂R22或制冷剂R407C时的制冷循环装置中的设计压力同等。
此处所说的“同等”优选为相对于使用制冷剂R22或制冷剂R407C时的制冷循环装置中的设计压力在±10%的范围内。
在该制冷循环装置中,关于使用制冷剂R22或制冷剂R407C的制冷循环装置,即使在更新为仍使用连通配管并且使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环装置的情况下,作为热源单元的设计压力,使用与更新前的情况同等或相同的设计压力,由此能够抑制连通配管的损伤。
第6组的第7方案的制冷循环装置为第6组的第6方案的制冷循环装置,其中,热源单元的设计压力为3.0MPa以上3.7MPa以下。
第6组的第8方案的制冷循环装置具备热源单元、利用单元以及连通配管。热源单元具有压缩机和热源侧热交换器。利用单元具有利用侧热交换器。连通配管将热源单元和利用单元连接。在制冷循环装置中,使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。热源单元的设计压力与使用了制冷剂R410A或者制冷剂R32时的制冷循环装置中的设计压力同等。
在此所说的“同等”优选为相对于使用制冷剂R410A或者制冷剂R32时的制冷循环装置中的设计压力在±10%的范围内。
在该制冷循环装置中,关于使用制冷剂R410A或制冷剂R32的制冷循环装置,即使在更新为仍使用连通配管并且使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环装置的情况下,作为热源单元的设计压力,使用与更新前的情况同等或相同的设计压力,由此能够抑制连通配管的损伤。
第6组的第9方案的制冷循环装置为第6组的第8方案的制冷循环装置,其中,热源单元的设计压力为4.0MPa以上4.8MPa以下。
第6组的第10方案的热源单元具备压缩机、热源侧热交换器以及控制装置。热源单元经由连通配管而与利用单元连接从而构成制冷循环装置。利用单元具有利用侧热交换器。在热源单元中,使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂作为制冷剂。控制装置构成为:将制冷剂的控制压力的上限值设定或能够设定为比连通配管的设计压力的1.5倍低。
该热源单元构成为:将控制装置的制冷剂的控制压力的上限值设定或能够设定为比连通配管的设计压力的1.5倍低。因此,即使在与连通配管连接而使用的情况下,也确保了在比连通配管的耐压压力低的状态下的运转控制,因此能够抑制连通配管的损伤。
第6组的第11方案的制冷循环装置具备利用单元、连通配管以及第10方案的热源单元。在制冷循环装置中,使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。控制装置构成为:将制冷剂的控制压力的上限值设定或能够设定为与使用制冷剂R22或制冷剂R407C时的制冷循环装置中的控制压力的上限值同等。
此处所说的“同等”优先为相对于使用制冷剂R22或制冷剂R407C时的制冷循环装置中的控制压力的上限值在±10%的范围内。
在该制冷循环装置中,关于使用制冷剂R22或制冷剂R407C的制冷循环装置,即使在更新为仍使用连通配管并且使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环装置的情况下,构成为利用热源单元的控制装置将制冷剂的控制压力的上限值设定或者能够设定为与使用制冷剂R22或者制冷剂R407C时的制冷循环装置的热源单元的控制压力的上限值同等或者相同,因此能够抑制连通配管的损伤。
第6组的第12方案的制冷循环装置为第6组的第11方案的制冷循环装置,其中,控制压力的上限值被设定为3.0MPa以上3.7MPa以下。
第6组的第13方案的制冷循环装置具备利用单元、连通配管以及第10方案的热源单元。在制冷循环装置中,使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。控制装置构成为:将制冷剂的控制压力的上限值设定或能够设定为与使用制冷剂R410A或制冷剂R32时的制冷循环装置中的控制压力的上限值同等。
在此所说的“同等”优选为相对于使用制冷剂R410A或者制冷剂R32时的制冷循环装置中的控制压力的上限值在±10%的范围内。
在该制冷循环装置中,关于使用制冷剂R410A或制冷剂R32的制冷循环装置,即使在更新为仍使用连通配管并且使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环装置的情况下,构成为利用热源单元的控制装置将制冷剂的控制压力的上限值设定或者能够设定为与使用制冷剂R410A或制冷剂R32时的制冷循环装置的热源单元的控制压力的上限值同等或者相同,因此能够抑制连通配管的损伤。
第6组的第14方案的制冷循环装置为第6组的第13方案的制冷循环装置,其中,控制压力的上限值被设定为4.0MPa以上4.8MPa以下。
第6组的第15方案的制冷循环装置具备热源单元、利用单元、连通配管以及控制装置。热源单元具有压缩机和热源侧热交换器。利用单元具有利用侧热交换器。连通配管将热源单元和利用单元连接。在制冷循环装置中,使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。控制装置构成为:将制冷剂的控制压力的上限值设定或能够设定为与使用制冷剂R22或制冷剂R407C时的制冷循环装置中的控制压力的上限值同等。
在此所说的“同等”优选为相对于使用制冷剂R22或制冷剂R407C时的制冷循环装置中的控制压力的上限值在±10%的范围内。
在该制冷循环装置中,关于使用制冷剂R22或制冷剂R407C的制冷循环装置,即使在更新为仍使用连通配管并且使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环装置的情况下,构成为利用热源单元的控制装置将制冷剂的控制压力的上限值设定或者能够设定为与使用制冷剂R22或者制冷剂R407C时的制冷循环装置的热源单元的控制压力的上限值同等或者相同,因此能够抑制连通配管的损伤。
第6组的第16方案的制冷循环装置为第6组的第15方案的制冷循环装置,其中,控制压力的上限值被设定为3.0MPa以上3.7MPa以下。
第6组的第17方案的制冷循环装置具备热源单元、利用单元、连通配管以及控制装置。热源单元具有压缩机和热源侧热交换器。利用单元具有利用侧热交换器。连通配管将热源单元和利用单元连接。制冷循环装置使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。控制装置构成为:将制冷剂的控制压力的上限值设定或能够设定为与使用制冷剂R410A或制冷剂R32时的制冷循环装置中的控制压力的上限值同等。
在此所说的“同等”优选为相对于使用制冷剂R410A或制冷剂R32时的制冷循环装置中的控制压力的上限值在±10%的范围内。
在该制冷循环装置中,关于使用制冷剂R410A或制冷剂R32的制冷循环装置,即使在更新为仍使用连通配管并且使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环装置的情况下,构成为利用热源单元的控制装置将制冷剂的控制压力的上限值设定或者能够设定为与使用制冷剂R410A或制冷剂R32时的制冷循环装置的热源单元的控制压力的上限值同等或者相同,因此能够抑制连通配管的损伤。
第6组的第18方案的制冷循环装置为第6组的第17方案的制冷循环装置,其中,控制压力的上限值被设定为4.0MPa以上4.8MPa以下。
(7)第7组
这种GWP小的制冷剂包括具有可燃性的制冷剂。并且,在空调单元中,根据各种目的有时会使用功耗高的电热装置。这样,在使用了功耗高的电热装置的空调单元中,希望即便有时发生具有可燃性的制冷剂的泄漏,也能抑制电热装置中的起火。
鉴于上述方面,本发明的内容的目的在于提供一种空调单元,其使用GWP小的制冷剂,并且即便在制冷剂泄漏时也能抑制电热装置中的起火。
第7组的第1方案的空调单元具备壳体、设备和电热装置。设备设置于壳体的内部。电热装置设置于壳体的内部。设备为对包含1,2-二氟乙烯的制冷剂进行压缩的压缩机和/或使外部气体与包含1,2-二氟乙烯的制冷剂进行热交换的热交换器。电热装置的功耗为300W以下。
需要说明的是,作为空调单元没有特别限定,例如,可以为室外单元等热源单元和室内单元等利用单元经由制冷剂连通配管连接的空调装置等制冷循环装置中的热源单元,也可以为利用单元。需要说明的是,作为热源单元,可以仅具有热交换器,并将压缩机设置于另一单元。
在该空调单元中,对包含1,2-二氟乙烯的制冷剂进行压缩的压缩机和/或使外部气体与包含1,2-二氟乙烯的制冷剂进行热交换的热交换器与电热装置一同容纳在壳体内,电热装置的功耗为300W以下。因此,即便上述制冷剂有时发生泄漏,也能抑制电热装置中起火。
第7组的第2方案的空调单元为第7组的第1方案的空调单元,其中,壳体在设置状态下的侧面形成有吹出口,该吹出口用于吹出通过了热交换器的空气。电热装置的功耗为75W以上。
该空调单元由于电热装置的功耗为75W以上,因此容易发挥出电热装置的功能。
第7组的第3方案的空调单元为第7组的第2方案的空调单元,其具有1个风扇,该风扇形成通过热交换器的空气流。电热装置的功耗为75W以上100W以下。
需要说明的是,作为仅设有1个风扇的空调单元所具有的热交换器的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为0.4L以上且小于3.5L。其中,关于在使用空调单元的制冷剂回路中未设有制冷剂容器(为低压储罐或高压储罐等,压缩机附带的储液器除外)的情况,优选为0.4L以上2.5L以下,关于在制冷剂回路中设有制冷剂容器的情况(优选室内单元等利用单元为1台),优选为1.4L以上且小于3.5L。
该空调单元为仅设有1个风扇的程度的能力,因此,即便电热装置的功耗为100W以下,也可充分发挥出电热装置的功能。
第7组的第4方案的空调单元为第7组的第2方案的空调单元,其具有2个风扇,该风扇形成通过热交换器的空气流。电热装置的功耗为100W以上。
需要说明的是,作为设有2个风扇的空调单元所具有的热交换器的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为3.5L以上7.0L以下。其中,关于在使用空调单元的制冷剂回路中设有1台或多台不具有膨胀阀的室内单元等利用单元的情况,优选为3.5L以上且小于5.0L,关于在制冷剂回路设有多台具有膨胀阀的室内单元等利用单元的情况,优选为5.0L以上7.0L以下。
该空调单元设有2个风扇,因此空调单元的能力变大,具有作为电热装置需要大能力的倾向,此处,使用电热装置的功耗为100W以上的电热装置,因此能够与空调单元的能力相当地充分发挥出电热装置的功能。
第7组的第5方案的空调单元为第7组的第1方案的空调单元,其中,壳体具有吹出口,该吹出口用于将通过了热交换器的空气向上方吹出。电热装置的功耗为200W以上。
需要说明的是,作为通过了热交换器的空气向上方吹出的空调单元所具有的热交换器的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为5.5L以上38L以下。这样,热交换器的内容积为5.5L以上38L以下的热交换器优选用于在制冷剂回路中设有多台具有膨胀阀的室内单元等利用单元的情况。
该空调单元由于使通过了热交换器的空气向上方送出,因此空调单元的能力变大,具有作为电热装置也需要大能力的倾向,此处,使用电热装置的功耗为200W以上的电热装置,因此能够与空调单元的能力相当地充分发挥出电热装置的功能。
第7组的第6方案的空调单元为第7组的第1方案至第5方案中的任一种空调单元,其中,电热装置为排水盘加热器、曲轴箱加热器、制冷剂加热器中的至少任一种。
对于该空调单元来说,在设有排水盘加热器的情况下,在设有排水盘的空调单元中能够抑制排水盘上的结露水的冷冻;在设有曲轴箱加热器的情况下,在设有压缩机的空调单元中能够抑制压缩机起动时的制冷机油产生气泡(油起泡);在设有制冷剂加热器的情况下,能够将制冷剂回路中的制冷剂加热。
(8)第8组
作为考虑了防止地球温室化时的指数,有LCCP(Life Cycle ClimatePerformance:寿命期气候性能)的指数。该LCCP是考虑了防止地球温室化时的指数,是对TEWI(Total Equivalent Warning Impact:总当量变暖影响)追加了使用温室效应气体制造时的能量消耗(间接影响)与向外部气体的泄漏(直接影响)的数值,单位为kg-CO2。即,TEWI是将根据需要的数学式分别计算出的直接影响与间接影响相加而得到的。该LCCP通过下述的关系式而算出。
LCCP=GWPRM×W+GWP×W×(1-R)+N×Q×A
此处,GWPRM:与制冷剂制造有关的温室化效应;W:制冷剂填充量;R:设备废弃时的制冷剂回收量;N:设备使用期限(年);Q:CO2排放强度;A:年耗电量。
关于制冷循环装置的LCCP,若制冷剂回路中的填充量过少,由于制冷剂不足引起的循环效率的恶化而使LCCP变大;进而,若制冷剂回路中的填充量过多,则GWP的影响提高,LCCP变大。另外,GWP比以往多用的R32低的制冷剂具有热输送能力低的倾向,存在由于循环效率恶化而使LCCP变大的倾向。
本发明的内容是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种制冷循环装置和制冷循环装置中的制冷剂封入量的确定方法,该制冷循环装置在使用GWP足够小的制冷剂进行热循环的情况下,能够将LCCP抑制得较低。
第8组的第1方案的制冷循环装置具备热源单元、利用单元和制冷剂配管。热源单元具有压缩机和热源侧热交换器。利用单元具有利用侧热交换器。制冷剂配管连接热源单元和利用单元。在连接压缩机、热源侧热交换器和利用侧热交换器而构成的制冷剂回路中,封入有至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。制冷剂回路中的制冷剂的封入量满足制冷循环装置的每1kW制冷能力为160g以上560g以下的条件。
需要说明的是,制冷循环装置的制冷能力是指额定制冷能力。
该制冷循环装置中,在制冷剂回路中,封入有每1kW制冷能力为160g以上560g以下的至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此在使用GWP足够小的制冷剂进行热循环的情况下,能够将LCCP抑制得较低。
需要说明的是,作为上述热源侧热交换器的内容积(能够填充到内部的流体的体积),对于制冷剂回路中未设有制冷剂容器(为低压储罐或高压储罐等,压缩机附带的储罐除外)的情况,优选为0.4L以上2.5L以下,对于制冷剂回路中设有制冷剂容器的情况,优选为1.4L以上且小于5.0L。
另外,作为仅设有1个风扇的热源单元所具有的热源侧热交换器的内容积(能够填充到内部的流体的体积),对于热源单元具有在设置状态下的侧面形成有用于吹出通过了热源侧热交换器的空气的吹出口的壳体的情况(热源单元为箱型等的情况),优选为0.4L以上且小于3.5L,作为设有2个风扇的热源单元所具有的热源侧热交换器的内容积(能够填充到内部的流体的体积),对于热源单元具有在设置状态下的侧面形成有用于吹出通过了热源侧热交换器的空气的吹出口的壳体的情况(热源单元为箱型等的情况),优选为3.5L以上且小于5.0L。
第8组的第2方案的制冷循环装置具备热源单元、第1利用单元、第2利用单元和制冷剂配管。热源单元具有压缩机和热源侧热交换器。第1利用单元具有第1利用侧热交换器。第2利用单元具有第2利用侧热交换器。制冷剂配管连接热源单元、第1利用单元和第2利用单元。在压缩机和热源侧热交换器并联连接第1利用侧热交换器和第2利用侧热交换器而构成的制冷剂回路中,封入有至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。制冷剂回路中的制冷剂的每1kW制冷能力的封入量满足190g以上1660g以下的条件。
该制冷循环装置中,在具有多个相互并联连接的利用侧热交换器的制冷剂回路中,每1kW制冷能力封入有190g以上1660g以下的至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此在使用GWP足够小的制冷剂进行热循环的情况下,能够将LCCP抑制得较低。
需要说明的是,作为上述热源侧热交换器的内容积(能够填充到内部的流体的体积),对于第1利用单元在第1利用侧热交换器的液体侧不具有膨胀阀、第2利用单元也在第2利用侧热交换器的液体侧不具有膨胀阀的情况,优选为1.4L以上且小于5.0L,对于第1利用单元在第1利用侧热交换器的液体侧具有膨胀阀、第2利用单元也在第2利用侧热交换器的液体侧具有膨胀阀的情况,优选为5.0L以上38L以下。
另外,作为仅设有1个风扇的热源单元所具有的热源侧热交换器的内容积(能够填充到内部的流体的体积),对于热源单元具有在设置状态下的侧面形成有用于吹出通过了热源侧热交换器的空气的吹出口的壳体的情况(热源单元为箱型等的情况),优选为0.4L以上且小于3.5L,作为设有2个风扇的热源单元所具有的热源侧热交换器的内容积(能够填充到内部的流体的体积),对于热源单元具有在设置状态下的侧面形成有用于吹出通过了热源侧热交换器的空气的吹出口的壳体的情况(热源单元为箱型等的情况),优选为3.5L以上7.0L以下,作为通过了热源侧热交换器的空气向上方吹出的热源单元所具有的热源侧热交换器的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为5.5L以上38L以下。
(9)第9组
作为使用了现有的R410A或R32的制冷循环装置,具体地研究并提出了对具有热源侧热交换器的热源单元和具有利用侧热交换器的利用单元进行连接的液体侧制冷剂连通配管或气体侧制冷剂连通配管的管外径。
但是,关于使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂作为GWP足够小的制冷剂的制冷循环装置,对液体侧制冷剂连通配管、气体侧制冷剂连通配管的管外径未进行任何研究,也未提出方案。
鉴于上述方面,本发明的内容的目的在于提供一种制冷循环装置,其在使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的情况下,能够将能力的降低抑制为较小。
第9组的第1方案的制冷循环装置具有制冷剂回路,该制冷剂回路连接有压缩机、热源侧热交换器、减压部、液体侧制冷剂连通配管、利用侧热交换器、气体侧制冷剂连通配管。制冷循环装置使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。液体侧制冷剂连通配管的管外径和气体侧制冷剂连通配管的管外径为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的制冷剂连通配管的管外径),并且,在液体侧制冷剂连通配管中,上述D0的范围为“2≤D0≤4”,在气体侧制冷剂连通配管中,上述D0的范围为“3≤D0≤8”。
需要说明的是,对减压部没有特别限定,可以为膨胀阀,也可以为毛细管。需要说明的是,更优选的是,在液体侧制冷剂连通配管中,D0的范围为“2≤D0≤3”,在气体侧制冷剂连通配管中,D0的范围为“4≤D0≤7”。
该制冷循环装置通过使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够将GWP抑制为足够小,并且能够将能力的降低抑制为较小。
需要说明的是,第1方案的制冷循环装置可以基于本发明的制冷剂与制冷剂R32的物性差异而制成以下的制冷循环装置。
在第1方案的制冷循环装置中,制冷循环装置的额定制冷能力为6.3kW以上10.0kW以下,并且液体侧制冷剂连通配管的管外径为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的液体侧制冷剂连通配管的管外径),并且液体侧制冷剂连通配管的D0可以为3。
在第1方案的制冷循环装置中,制冷循环装置的额定制冷能力为4.0kW以下,并且气体侧制冷剂连通配管的管外径为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的气体侧制冷剂连通配管的管外径),并且气体侧制冷剂连通配管的D0可以为4。
在第1方案的制冷循环装置中,制冷循环装置的额定制冷能力为6.3kW以上10.0kW以下,并且气体侧制冷剂连通配管的管外径为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的气体侧制冷剂连通配管的管外径),并且气体侧制冷剂连通配管的D0可以为5。
在第1方案的制冷循环装置中,制冷循环装置的额定制冷能力为15.0kW以上19.0kW以下,并且气体侧制冷剂连通配管的管外径为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的气体侧制冷剂连通配管的管外径),并且气体侧制冷剂连通配管的D0可以为6。
在第1方案的制冷循环装置中,制冷循环装置的额定制冷能力为25.0kW以上,并且气体侧制冷剂连通配管的管外径为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的气体侧制冷剂连通配管的管外径),并且气体侧制冷剂连通配管的D0可以为7。
第9组的第2方案的制冷循环装置为第9组的第1方案的制冷循环装置,其中,制冷循环装置的额定制冷能力大于5.6kW且小于11.2kW,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为3(即配管径为3/8英寸)。需要说明的是,优选制冷循环装置的额定制冷能力为6.3kW以上10.0kW以下,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为3(即配管径为3/8英寸)。
第9组的第3方案的制冷循环装置为第9组的第1方案的制冷循环装置,其中,其为下述的任一情况:制冷循环装置的额定制冷能力大于22.4kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为7(即配管径为7/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力大于14.0kW且小于22.4kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为6(即配管径为6/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力大于5.6kW且小于11.2kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为5(即配管径为5/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于4.5kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为4(即配管径为1/2英寸)。需要说明的是,优选其为下述的任一情况:制冷循环装置的额定制冷能力为25.0kW以上,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为7(即配管径为7/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力为15.0kW以上且小于19.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为6(即配管径为6/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力为6.3kW以上且小于10.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为5(即配管径为5/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于4.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为4(即配管径为1/2英寸)。
第9组的第4方案的制冷循环装置具有制冷剂回路,该制冷剂回路连接有压缩机、热源侧热交换器、减压部、液体侧制冷剂连通配管、利用侧热交换器、气体侧制冷剂连通配管。循环装置使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。液体侧制冷剂连通配管的管外径和气体侧制冷剂连通配管的管外径为D0/8英寸,并且,在液体侧制冷剂连通配管中,D0的范围为“2≤D0≤4”,在气体侧制冷剂连通配管中,D0的范围为“3≤D0≤8”。液体侧制冷剂连通配管的管外径与使用制冷剂R410A时的液体侧制冷剂连通配管的管外径相同,气体侧制冷剂连通配管的管外径与使用制冷剂R410A时的气体侧制冷剂连通配管的管外径相同。
需要说明的是,对减压部没有特别限定,可以为膨胀阀,也可以为毛细管。需要说明的是,更优选的是,在液体侧制冷剂连通配管中,D0的范围为“2≤D0≤3”,在气体侧制冷剂连通配管中,D0的范围为“4≤D0≤7”。
该制冷循环装置通过使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够将GWP抑制为足够小,并且能够将能力的降低抑制为较小。
第9组的第5方案的制冷循环装置为第9组的第4方案的制冷循环装置,其中,在液体侧制冷剂连通配管中,D0为2(即配管径为1/4英寸)。
第9组的第6方案的制冷循环装置为第9组的第4方案的制冷循环装置,其中,制冷循环装置的额定制冷能力为6.3kW以上,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为3(即配管径为3/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于6.3kW,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为2(即配管径为1/4英寸)。
第9组的第7方案的制冷循环装置为第9组的第4方案的制冷循环装置,其中,制冷循环装置的额定制冷能力为6.0kW以上,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为4(即配管径为1/2英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于6.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为3(即配管径为3/8英寸)。
第9组的第8方案的制冷循环装置为第9组的第4方案的制冷循环装置,其中,其为下述的任一情况:制冷循环装置的额定制冷能力为25.0kW以上,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为7(即配管径为7/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力为15.0kW以上且小于25.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为6(即配管径为6/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力为6.3kW以上且小于15.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为5(即配管径为5/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于6.3kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为4(即配管径为1/2英寸)。
第9组的第9方案的制冷循环装置具有制冷剂回路,该制冷剂回路连接有压缩机、热源侧热交换器、减压部、液体侧制冷剂连通配管、利用侧热交换器、气体侧制冷剂连通配管。制冷循环装置使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。液体侧制冷剂连通配管的管外径和气体侧制冷剂连通配管的管外径为D0/8英寸,并且,在液体侧制冷剂连通配管中,D0的范围为“2≤D0≤4”,在气体侧制冷剂连通配管中,D0的范围为“3≤D0≤8”。
需要说明的是,对减压部没有特别限定,可以为膨胀阀,也可以为毛细管。需要说明的是,更优选的是,在液体侧制冷剂连通配管中,D0的范围为“2≤D0≤3”,在气体侧制冷剂连通配管中,D0的范围为“4≤D0≤7”。
该制冷循环装置通过使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够将GWP抑制为足够小,并且能够将能力的降低抑制为较小。
第9组的第10方案的制冷循环装置为第9组的第9方案的制冷循环装置,其中,在液体侧制冷剂连通配管中,D0为2(即配管径为1/4英寸)。
第9组的第11方案的制冷循环装置为第9组的第9方案的制冷循环装置,其中,其为下述的任一情况:制冷循环装置的额定制冷能力为7.5kW以上,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为2.5(即配管径为5/16英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力为2.6kW以上且小于7.5kW,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为2(即配管径为1/4英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于2.6kW,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为1.5(即配管径为3/16英寸)。
第9组的第12方案的制冷循环装置为第9组的第9方案的制冷循环装置,其中,制冷循环装置的额定制冷能力为6.3kW以上,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为3(即配管径为3/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于6.3kW,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为2(即配管径为1/4英寸)。
第9组的第13方案的制冷循环装置为第9组的第9方案的制冷循环装置,其中,其为下述的任一情况:制冷循环装置的额定制冷能力为12.5kW以上,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为3(即配管径为3/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力为6.3kW以上且小于12.5kW,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为2.5(即配管径为5/16英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于6.3kW,并且液体侧制冷剂连通配管的D0为2(即配管径为1/4英寸)。
第9组的第14方案的制冷循环装置为第9组的第9方案的制冷循环装置,其中,制冷循环装置的额定制冷能力为6.0kW以上,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为4(即配管径为1/2英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于6.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为3(即配管径为3/8英寸)。
第9组的第15方案的制冷循环装置为第9组的第9方案的制冷循环装置,其中,其为下述的任一情况:制冷循环装置的额定制冷能力为6.0kW以上,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为4(即配管径为1/2英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力为3.2kW以上且小于6.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为3(即配管径为3/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于3.2kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为2.5(即配管径为5/16英寸)。
第9组的第16方案的制冷循环装置为第9组的第9方案的制冷循环装置,其中,其为下述的任一情况:制冷循环装置的额定制冷能力为25.0kW以上,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为7(即配管径为7/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力为15.0kW以上且小于25.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为6(即配管径为6/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力为6.3kW以上且小于15.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为5(即配管径为5/8英寸);或者,制冷循环装置的额定制冷能力小于6.3kW,并且气体侧制冷剂连通配管的D0为4(即配管径为1/2英寸)。
(10)第10组
从提高使用上述制冷剂的空调机的效率的观点出发而进行考察的现有技术少。例如,在欲将上述制冷剂应用于空调机的情况下,作为课题,存在有如何实现压缩机的高效率化。
第10组的第1方案的压缩机具备压缩部以及电动机。压缩部对至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂进行压缩。电动机具有包括永磁铁的转子,并驱动压缩部。
压缩机的电动机具有包括永磁铁的转子,因此适合于能够改变电动机的转速的容量可变型压缩机。在该情况下,在使用至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机中,能够根据空调负荷变更电动机转速,因此能够实现压缩机的高效率化。
第10组的第2方案的压缩机为第10组的第1方案的压缩机,其中,转子是嵌入磁铁型转子。嵌入磁铁型转子的永磁铁被嵌入到转子内。
第10组的第3方案的压缩机为第10组的第1方案或第2方案的压缩机,其中,转子是在板厚方向上层叠2个以上的电磁钢板而形成的。电磁钢板的厚度为0.05mm以上且0.5mm以下。
通常,越使板厚变薄越能够降低涡流损耗,但小于0.05mm则难以进行电磁钢板的加工,若板厚超过0.5mm则从钢板表面的渗硅处理以及用于Si分布优化的扩散处理花费时间,鉴于此,板厚优选为0.05~0.5mm。
第10组的第4方案的压缩机为第10组的第1方案或第2方案的压缩机,其中,转子是在板厚方向上层叠2个以上的板状非晶金属而形成的。
在该压缩机中,实现了铁损少且效率高的电动机,因此能够实现压缩机的高效率化。
第10组的第5方案的压缩机为第10组的第1方案或第2方案的压缩机,其中,转子是在板厚方向上层叠含有5质量%以上的硅的2个以上的电磁钢板而形成的。
在该压缩机中,通过含有适量的硅而降低了磁滞的电磁钢板,从而实现了铁损少且效率高的电动机,因此能够实现压缩机的高效率化。
第10组的第6方案的压缩机为第10组的第1方案至第5方案中的任一方案的压缩机,其中,永磁铁为Nd-Fe-B系磁铁。
在该压缩机中,实现了能够增大磁能积的电动机,因此能够实现压缩机的高效率化。
第10组的第7方案的压缩机为第10组的第1方案至第6方案中的任一方案的压缩机,其中,永磁铁是使重稀土类进行晶界扩散而形成的。
在该压缩机中,能够提高永磁铁的退磁耐力,以少量的重稀土类提高永磁铁的保持力,因此能够实现压缩机的高效率化。
第10组的第8方案的压缩机为第10组的第6方案的压缩机,其中,永磁铁含有1质量%以下的镝。
在该压缩机中,永磁铁的保持力提高,因此能够实现压缩机的高效率化。
第10组的第9方案的压缩机为第10组的第1方案至第8方案中的任一方案的压缩机,其中,永磁铁的平均结晶粒径为10μm以下。
在该压缩机中,永磁铁的退磁耐力提高,因此能够实现压缩机的高效率化。
第10组的第10方案的压缩机为第10组的第1方案或第2方案的压缩机,其中,永磁铁为平板状,2个以上的永磁铁以呈V字形的方式嵌入转子。位于V字型的谷间的部分的保持力被设定为比其它部分高{1/(4π)}×103[A/m]以上。
在该压缩机中,永磁铁的退磁得到抑制,因此能够实现压缩机的高效率化。
第10组的第11方案的压缩机为第10组的第1方案或第2方案的压缩机,其中,转子是在板厚方向上层叠拉伸强度为400MPa以上的2个以上的高张力电磁钢板而形成的。
在该压缩机中,高速旋转时的转子的耐久性提高,因此能够实现压缩机的高效率化。
第10组的第12方案的压缩机为第10组的第11方案的压缩机,其中,永磁铁形成具有规定厚度的平板。转子具有收纳孔、非磁性空间以及桥。收纳孔嵌入有2个以上的永磁铁。非磁性空间从收纳于收纳孔的永磁铁各自的端部延伸到转子的表面附近。桥位于非磁性空间的外侧而将磁极彼此连结。桥的厚度为3mm以上。
在该压缩机中,高速旋转时的耐久性提高,因此能够实现压缩机的高效率化。
第10组的第13方案的压缩机为第10组的第1方案的压缩机,其中,转子为表面磁铁型转子。表面磁铁型转子的永磁铁贴附于转子的表面。
第10组的第14方案的制冷循环装置为具备第10组的第1方案至第13方案中的任一种压缩机的制冷循环装置。
(11)第11组
国际公开第2015/141678号中,提出了各种可替代R410A的低GWP混合制冷剂。
另外,作为将R32用作制冷剂的制冷循环装置,例如,如日本特开2002-54888号公报中记载的那样,提出了下述方案:为了在使用R32作为制冷剂的情况下提高能量效率,使热交换器所具有的传热管的配管径为7mm以上10mm以下。
但是,迄今为止,对下述热交换器的传热管的配管径尚未进行任何研究,该热交换器在使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂作为GWP足够小的制冷剂的情况下,能够在减少压力损失的同时将持有的制冷剂量抑制为较少。
鉴于上述方面,本发明的内容的目的在于提供一种制冷循环装置,其在使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的情况下,能够在减少压力损失的同时将持有的制冷剂量抑制为较少。
第11组的第1方案的制冷循环装置具备制冷剂回路和制冷剂。制冷剂回路具有压缩机、热源侧热交换器、减压部和利用侧热交换器。制冷剂被封入制冷剂回路中,至少包含1,2-二氟乙烯。热源侧热交换器具有配管径为6.35mm以上且小于10.0mm的传热管。
需要说明的是,对减压部没有特别限定,可以为膨胀阀,也可以为毛细管。
该制冷循环装置通过使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够将GWP抑制为足够小,能够在减少压力损失的同时将持有的制冷剂量抑制为较少。
第11组的第2方案的制冷循环装置为第11组的第1方案的制冷循环装置,其中,热源侧热交换器具有配管径为6.35mm、7.0mm、8.0mm和9.5mm中的任一种的传热管。
第11组的第3方案的制冷循环装置为第11组的第1方案或第2方案的制冷循环装置,其中,热源侧热交换器具有配管径为7.0mm以上的传热管。
第11组的第4方案的制冷循环装置具备制冷剂回路和制冷剂。制冷剂回路具有压缩机、热源侧热交换器、减压部和利用侧热交换器。制冷剂被封入制冷剂回路中,至少包含1,2-二氟乙烯。利用侧热交换器具有配管径为4.0mm以上且小于10.0mm的传热管。
该制冷循环装置通过使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够将GWP抑制为足够小,能够在减少压力损失的同时将持有的制冷剂量抑制为较少。
第11组的第5方案的制冷循环装置为第11组的第4方案的制冷循环装置,其中,利用侧热交换器具有配管径为8.0mm以下的传热管。
第11组的第6方案的制冷循环装置为第11组的第4方案或第5方案的制冷循环装置,其中,利用侧热交换器具有配管径为4.0mm、5.0mm、6.35mm、7.0mm和8.0mm中的任一种的传热管。
(12)第12组
近年来,从环境保护的观点出发,作为空调机中使用的制冷剂,研究了全球变暖潜能值(GWP)低的制冷剂(以下称为低GWP制冷剂)。作为低GWP制冷剂,包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂是有力的。
然而,从提高使用上述制冷剂的空调机的效率的观点出发而进行考察的现有技术很少。在欲将上述制冷剂应用于空调机的情况下,作为课题,存在有如何实现高效率化。
第12组的第1方案的压缩机具备:压缩部,其对至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂进行压缩;以及感应电动机,其对压缩部进行驱动。
如上所述,在对至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂进行压缩的压缩机中,通过采用感应电动机,从而能够以较低成本实现高输出化。
第12组的第2方案的压缩机为第12组的第1方案的压缩机,其中,感应电动机的转子具有:2个以上的导体棒,其是棒状的导电体,且配置为环状;以及端环,其使2个以上的导体棒在轴向的端部短路。至少导体棒由电阻比铝低的金属形成。
在该压缩机中,由于抑制了由流过感应电动机的导体棒的电流引起的发热,因而能够实现高输出化。
第12组的第3方案的压缩机为第12组的第1方案的压缩机,其中,感应电动机的转子具有散热结构。
在该压缩机中,感应电动机的转子的温度上升被抑制,因此能够实现高输出化。
第12组的第4方案的压缩机为第12组的第3方案的压缩机,其中,感应电动机的转子具有:2个以上的导体棒,其是棒状的导电体,且配置为环状;以及端环,其使2个以上的导体棒在轴向的端部短路。散热结构形成于端环。
在该压缩机中,散热结构自身旋转,因此散热性提高,并且通过旋转产生强制对流,周边的温度上升被抑制,因此能够实现高输出化。
第12组的第5方案的压缩机为第12组的第3方案或第4方案的压缩机,其中,散热结构为散热器。
在该压缩机中,散热器能够在成型感应电动机的端环时一体成型,能够以较低成本实现高输出化。
第12组的第6方案的压缩机为第12组的第1方案的压缩机,其中,还具备通过制冷剂对感应电动机的定子进行冷却的冷却结构。
在该压缩机中,感应电动机被冷却,因而能够实现高输出化。
第12组的第7方案的压缩机为第12组的第6方案的压缩机,其中,冷却结构通过在压缩机所连接的制冷剂回路中流动的制冷剂的冷热对定子进行冷却。
第12组的第8方案的制冷循环装置为具备第12组的第1方案至第7方案中的任一种压缩机的制冷循环装置。
(13)第13组
近年来,从环境保护的观点出发,作为空调机中使用的制冷剂,研究了全球变暖潜能值(GWP)低的制冷剂(以下称为低GWP制冷剂)。作为低GWP制冷剂,包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂是有力的。
然而,从提高使用上述制冷剂的空调机的效率的观点出发而进行考察的现有技术很少。在欲将上述制冷剂应用于空调机的情况下,作为课题,存在有如何实现高效率化。
第13组的第1方案的空调机具备:压缩机,其对至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂进行压缩;电动机,其驱动压缩机;以及电力转换装置。电力转换装置连接在交流电源和电动机之间,具有开关元件,其对开关元件进行控制以使电动机的输出达到目标值。
在使用了至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机中,能够根据空调负荷来变更压缩机的电动机转速,因此能够实现高全年能量消耗效率[Annual PerformanceFactor(APF)]。
第13组的第2方案的空调机为第13组的第1方案的空调机,其中,电力转换装置包括整流电路和电容器。整流电路对交流电源的交流电压进行整流。电容器并联连接在整流电路的输出侧,使由电力转换装置的开关而产生的电压变动平滑。
在该空调机中,在整流电路的输出侧无需电解电容器,因此电路的大型化、高成本化得到抑制。
第13组的第3方案的空调机为第13组的第1方案或第2方案的空调机,其中,交流电源为单相电源。
第13组的第4方案的空调机为第13组的第1方案或第2方案的空调机,其中,交流电源为三相电源。
第13组的第5方案的空调机为第13组的第1方案的空调机,其中,电力转换装置为包括转换器和逆变器的间接矩阵转换器。转换器将交流电源的交流电压转换为直流电压。逆变器将直流电压转换为交流电压而供给至电动机。
该空调机的效率高,并且在整流电路的输出侧无需电解电容器,因此电路的大型化、高成本化得到抑制。
第13组的第6方案的空调机为第13组的第1方案的空调机,其中,电力转换装置为直接将交流电源的交流电压转换为规定频率的交流电压的而供给至电动机的矩阵转换器。
该空调机的效率高,并且在整流电路的输出侧无需电解电容器,因此电路的大型化、高成本化得到抑制。
第13组的第7方案的空调机为第13组的第1方案的空调机,其中,压缩机为涡旋式压缩机、旋转压缩机、涡轮压缩机以及螺旋压缩机中的任一者。
第13组的第8方案的空调机为第13组的第1方案至第7方案中任一项的空调机,其中,电动机为具有包括永磁铁的转子的永磁铁同步电动机。
(14)第14组
近年来,从环境保护的观点出发,作为空调机中使用的制冷剂,研究了全球变暖潜能值(GWP)低的制冷剂(以下称为低GWP制冷剂)。作为低GWP制冷剂,包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂是有效的。
然而,从提高使用上述制冷剂的空调机的效率的观点出发而进行考察的现有技术很少。例如,在欲将上述制冷剂应用于专利文献1(日本特开2013-124848号)那样的空调机的情况下,作为课题,存在有如何实现高效率化。
第14组的第1方案的空调机具备:压缩机,其对至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂进行压缩;电动机,其对压缩机进行驱动;以及连接部,其在不进行频率转换的情况下从交流电源向电动机供给电力。
在使用至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机中,可以在交流电源和电动机之间不存在电力转换装置的情况下对压缩机进行驱动,因此能够以比较廉价的构成提供考虑了环境保护的空调机。
第14组的第2方案的空调机为第14组的第1方案的空调机,其中,连接部对电动机的至少2个端子间直接施加交流电源的交流电压。
第14组的第3方案的空调机为第14组的第1方案或第2方案的空调机,其中,交流电源为单相电流源。
第14组的第4方案的空调机为第14组的第1方案至第3方案中任一方案的空调机,其中,工作电路串联连接在电动机的一个端子。
第14组的第5方案的空调机为第14组的第4方案的空调机,其中,工作电路是将正特性热敏电阻与运转电容器并联连接的电路。
在使用至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机中,在压缩机工作后,正特性热敏电阻自发热而电阻值增大,实质上切换为由运转电容器产生的运转电路,因此压缩机成为可适时输出额定转矩的状态。
第14组的第6方案的空调机为第14组的第1方案或第2方案的空调机,其中,交流电源为三相电源。
该空调机不需要工作电路,因此比较廉价。
第14组的第7方案的空调机为第14组的第1方案至第6方案中的任一方案的空调机,其中,电动机为感应电动机。
在该空调机中,由于电动机能够以较低成本实现高输出,因此能够实现空调机的高效率化。
(15)第15组
一直以来,通过锅炉、电加热器生成热水的热水制造装置得到普及。另外,也存在采用热泵单元作为热源的热水制造装置。
采用热泵单元的现有的热水制造装置多在热泵单元中使用二氧化碳作为制冷剂。但是,希望比现有的热水制造装置更高效地制造热水。
第15组的第1方案的热水制造装置使用至少包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的混合制冷剂作为制冷剂。该热水制造装置具备压缩机、热源侧的第1热交换器、膨胀机构和利用侧的第2热交换器。第2热交换器使在其内部流动的混合制冷剂与第1水之间进行热交换,从而对第1水进行加热。
在该热水制造装置中,并未使用以往通常使用的二氧化碳,而是使用上述的混合制冷剂作为制冷剂。由此,能够高效地制造热水。
第15组的第2方案的热水制造装置为第15组的第1方案的热水制造装置,其中,还具备罐以及循环流路。循环流路使第1水在罐与第2热交换器之间循环。
第15组的第3方案的热水制造装置为第15组的第1方案的热水制造装置,其中,还具备第1循环流路、第2循环流路、第3热交换器以及罐。第1循环流路使被第2热交换器加热的第1水循环。第2循环流路是不同于第1循环流路的循环流路。第3热交换器使在第1循环流路中流动的第1水与在第2循环流路中流动的第2水之间进行热交换,从而对在第2循环流路中流动的第2水进行加热。罐储存被第3热交换器加热的第2水。
第15组的第4方案的热水制造装置为第15组的第1方案的热水制造装置,其中,还具备第1循环流路以及罐。第1循环流路使被第2热交换器加热的第1水循环。第1循环流路的一部分配置于罐中,使在第1循环流路中流动的第1水与罐中的第2水之间进行热交换,从而对罐中的第2水进行加热。
第15组的第5方案的热水制造装置为第15组的第1方案的热水制造装置,其中,还具备:罐、第1循环流路、第3热交换器、第2循环流路以及第3流路。第1循环流路使第1水在第2热交换器与罐之间循环。第2循环流路使第1水在第3热交换器与罐之间循环。第3流路是不同于第1循环流路以及第2循环流路的流路。第3热交换器使从罐流出的第1水与在第3流路中流动的第3水之间进行热交换,从而对在第3流路中流动的第3水进行加热。
第15组的第6方案的热水制造装置为第15组的第1方案的热水制造装置,其中,还具备:罐、第1循环流路以及第2流路。第1循环流路使第1水在罐与第2热交换器之间循环。第2流路是不同于第1循环流路的流路。第2流路的一部分配置于罐中,使罐中的第1水与在第2流路中流动的第2水之间进行热交换,从而对在第2流路中流动的第2水进行加热。
第15组的第7方案的热水制造装置为第15组的第1方案的热水制造装置,其中,还具备:储存第1水的罐;以及流动有第2水的流路。流路的一部分配置于罐中。第2热交换器在罐中对储存于罐中的第1水进行加热。储存在罐中的第1水对在流路中流动的第2水进行加热。
第15组的第8方案的热水制造装置为第15组的第1方案的热水制造装置,其中,还具备:罐;以及使第1水从供水源流向罐的流路。第2热交换器对在流路中流动的第1水进行加热。
第15组的第9方案的热水制造装置为第15组的第1方案至第8方案中任一方案的热水制造装置,其中,还具备利用侧的第4热交换器以及第4循环流路。第4热交换器是不同于第2热交换器的热交换器。在第4循环流路中流动有制冷或制暖用的第4水。第4热交换器使在其内部流动的混合制冷剂与在第4循环流路中流动的第4水之间进行热交换,从而对第4水进行冷却或加热。
(16)第16组
一直以来,例如如日本特开平11-256358号公报所述,存在有具备热交换器的制冷循环装置。该制冷循环装置的热交换器那样,有时传热管使用了铜管。
但是,传热管使用铜管的热交换器价格昂贵。
如此,在具备热交换器的制冷循环装置中,存在削减材料费的课题。
第16组的第1方案的制冷循环装置具备:可燃性的制冷剂,其至少包含1,2-二氟乙烯;蒸发器,其使制冷剂蒸发;以及冷凝器,其使制冷剂冷凝,蒸发器和冷凝器中的至少一者为具有铝制或铝合金制的2个以上的翅片以及铝制或铝合金制的2个以上的传热管并且使在传热管的内部流动的制冷剂与沿着翅片流动的流体进行热交换的热交换器,该制冷循环装置构成为:制冷剂在蒸发器和冷凝器中循环而反复进行制冷循环。
在该制冷循环装置中,具有铝制或铝合金制的2个以上的翅片以及铝制或铝合金制的2个以上的传热管,因此例如与传热管使用铜管的情况相比,能够削减热交换器的材料费。
第16组的第2方案的制冷循环装置为第16组的第1方案的制冷循环装置,其中,2个以上的翅片各自具有2个以上的孔,2个以上的传热管贯通2个以上的翅片的2个以上的孔,2个以上的传热管的外周密合于2个以上的孔的内周。
第16组的第3方案的制冷循环装置为第16组的第1方案的制冷循环装置,其中,2个以上的传热管为2个以上的扁平管,彼此相邻的扁平管的平面部被配置成彼此相对。
第16组的第4方案的制冷循环装置为第16组的第3方案的制冷循环装置,其中,2个以上的翅片各自弯折成波形,并配置于彼此相邻的扁平管的平面部之间,并与平面部连接以便向其传递热。
第16组的第5方案的制冷循环装置为第16组的第3方案的制冷循环装置,其中,2个以上的翅片各自具有2个以上的缺口,2个以上的扁平管插入2个以上的翅片的2个以上的缺口中而连接以便向2个以上的翅片传递热。
(17)第17组
一直以来,作为利用一台就可对室内的2个以上的房间的空气进行调节的空调装置,已知有多联式空调装置。
多联式空调装置具备:配置于不同房间的第1室内机和第2室内机。在这样的空调装置中,为了使制冷剂在第1室内机和第2室内机中循环,填充在空调装置中的制冷剂量增多。
在对室内的2个以上的房间的空气进行调节的空调装置中,存在着削减填充于空调装置的制冷剂量的课题。
第17组的第1方案的空调装置具备:压缩机;利用侧热交换器,其对第1空气进行热交换;热源侧热交换器,其对第2空气进行热交换;制冷剂,其至少包含1,2-二氟乙烯,在所述压缩机、所述利用侧热交换器和所述热源侧热交换器中循环而反复进行制冷循环;第1管道,其将所述第1空气供给至室内的2个以上的房间;以及壳体,其具有与所述第1管道连接且收纳所述利用侧热交换器的利用侧空间,并构成为:将在所述利用侧热交换器中与所述制冷剂进行热交换后的所述第1空气送出到所述第1管道。
在该空调装置中,与将2个以上的室内机配置于2个以上的房间的空调装置相比,室内侧热交换器变少,因此能够削减填充于空调装置的制冷剂量。
第17组的第2方案的空调装置为第17组的第1方案的空调装置,其中,该空调装置具备:第2管道,其从所述室内导入所述第1空气;利用侧单元,其具有所述壳体,并构成为:将所述壳体与所述第2管道连接,将从所述室内导入的所述第1空气导向所述利用侧热交换器;以及热源侧单元,其收纳所述热源侧热交换器,并与所述利用侧单元是分体的。
在该空调装置中,利用侧单元与热源侧单元是分体的,因此空调装置的设置变得容易。
第17组的第3方案的空调装置为第17组的第1方案的空调装置,其中,该空调装置具备:第3管道,其从室外导入所述第1空气;利用侧单元,其具有所述壳体,并构成为:将所述壳体与所述第3管道连接,将从所述室外导入的所述第1空气导向所述利用侧热交换器;以及热源侧单元,其收纳所述热源侧热交换器,并与所述利用侧单元是分体的。
在该空调装置中,利用侧单元与热源侧单元是分体的,因此空调装置的设置变得容易。
第17组的第4方案的空调装置为第17组的第1方案的空调装置,其中,该空调装置具备第2管道,该第2管道与壳体连接,将从所述室内导入的所述第1空气供给至所述利用侧空间,所述壳体具有分隔板,该分隔板将从所述室外导入的所述第2空气所通过的热源侧空间与所述利用侧空间分隔开从而阻断所述热源侧空间与所述利用侧空间的空气的流通,所述热源侧热交换器配置于所述热源侧空间。
在该空调装置中,在一个壳体中利用侧热交换器和热源侧热交换器被收纳于在同一壳体中被分隔板分隔开的利用侧空间和热源侧空间,因此容易使用有限的空间来设置空调装置。
(18)第18组
在使用非共沸混合制冷剂的制冷循环中,若在热源侧热交换器中以一定的压力使制冷剂蒸发,则无法充分发挥出热交换的能力。
第18组的第1方案的制冷循环是使用了作为可燃性制冷剂的至少包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的混合制冷剂的制冷循环,其具备压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构、利用侧热交换器和减压机构。减压机构使在作为蒸发器发挥功能的热源侧热交换器中流动的混合制冷剂在热源侧热交换器的入口与出口之间减压。
此处,制冷剂在热源侧热交换器中蒸发时,减压机构使制冷剂的压力在途中降低。由此,能够减小以一定的压力使制冷剂蒸发时产生的热源侧热交换器的入口、出口处的蒸发温度之差。其结果,能够确保热交换的能力,制冷循环的性能提高。
第18组的第2方案的制冷循环为第18组的第1方案的制冷循环,其中,减压机构根据混合制冷剂的温度梯度对在热源侧热交换器中流动的混合制冷剂进行减压。
第18组的第3方案的制冷循环为第18组的第1方案或第2方案的制冷循环,其中,热源侧热交换器具有第1热交换部和第2热交换部。减压机构配置于第1热交换部与第2热交换部之间。
第18组的第4方案的制冷循环为第18组的第1方案至第4方案中的任一种制冷循环,其中,利用侧热交换器配置于利用单元中。利用侧热交换器具有位于利用单元的前面侧的第3热交换部和位于利用单元的后面侧的第4热交换部。第4热交换部的上部位于第3热交换部的上部的附近。第3热交换部从其上部起朝着利用单元的前面侧向斜下方延伸。第4热交换部从其上部起朝着利用单元的后面侧向斜下方延伸。第3热交换部的制冷剂回路的容积大于第4热交换部的制冷剂回路的容积。
此处,与第4热交换部相比,位于利用单元的前面侧的第3热交换部的制冷剂回路的容积更大。由此,在具有通过热交换部的空气的速度快的倾向的利用单元的前面侧,制冷剂回路的容积大的第3热交换部在混合制冷剂与空气之间进行大量的热交换。
(19)第19组
空调机的控制电路具有发热的逆变器电路等。因此,如日本特开昭62-69066号公报所示,进行控制电路的冷却。
作为空调机的制冷剂,有时使用包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂。包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂与R32制冷剂相比效率差。因此,在使用包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机中,压缩机的耗电量增加,逆变器电路等控制电路的发热量增加。因此,需要对控制电路进行冷却。
第19组的第1方案的空调机具备印刷基板和制冷剂夹套。在印刷基板安装有功率元件。在制冷剂夹套上热连接有功率元件。在制冷剂夹套中流通有制冷剂。功率元件被在制冷剂夹套中流通的制冷剂冷却。制冷剂为至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂。
第19组的第2方案的空调机为第19组的第1方案的空调机,其进一步具备进行制冷循环的制冷剂回路。在制冷剂夹套中流通的制冷剂在制冷剂回路中进行循环。
第19组的第3方案的空调机为第19组的第1方案的空调机,其进一步具备进行制冷循环的制冷剂回路。制冷剂夹套具有封入制冷剂的管。管不与制冷剂回路交换制冷剂。
(20)第20组
随着近年来对环境保护的意识提高,需要使用具有低全球变暖潜能值(GWP)的制冷剂的空调机。此时,希望空调机在维持舒适性的同时能够执行除湿运转。
第20组的第1方案的空调机具备制冷剂回路,该制冷剂回路以环状连接有压缩机、室外热交换器、减压器、第1室内热交换器、除湿用减压装置和第2室内热交换器。空调机使减压器为开状态,利用除湿用减压装置进行除湿运转。空调机使用至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂作为制冷剂。
第20组的第2方案的空调机为第20组的第1方案的空调机,其中,除湿用减压装置配置于第1室内热交换器与第2室内热交换器之间。
第20组的第3方案的空调机为第20组的第1方案或第2方案的空调机,其中,除湿用减压装置为电磁阀。
第20组的第4方案的空调机为第20组的第1方案或第2方案的空调机,其中,除湿用减压装置为膨胀阀。
(21)第21组
一直以来,对具备除湿功能的空调机进行了各种开发。例如,存在将室内侧热交换器分割成2个热交换器并将这2个热交换器串联连接的空调机。对于作为室内侧热交换器的2个热交换器,在除湿时,一个热交换器中制冷剂被冷凝,另一热交换器中制冷剂被蒸发。
但是,这种空调机中,控制室内侧热交换器与室内侧热交换器的制冷剂的流动的机构复杂。
这种具有除湿功能的空调机存在简化制冷剂回路的构成的课题。
第21组的第1方案的空调机具备至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂和制冷剂回路,该制冷剂回路具有压缩制冷剂的压缩机、使制冷剂在蒸发区域蒸发的第1热交换器、将制冷剂减压的减压部、和使制冷剂冷凝的第2热交换器,该空调机构成为对第1运转和第2运转进行切换,第1运转将在以第1热交换器的整体为蒸发区域的第1热交换器中进行了热交换的空气吹出到室内,第2运转将在仅以第1热交换器的一部分为蒸发区域的第1热交换器中进行了热交换的空气吹出到室内。
该空调机能够使制冷剂在蒸发区域蒸发而进行除湿,并且具有简化的制冷剂回路。
第21组的第2方案的空调机为第21组的第1方案的空调机,第1热交换器为辅助热交换器,在辅助热交换器的风下具备主热交换器,该空调机构成为对第1运转和第2运转进行切换,第1运转以辅助热交换器的整体为蒸发区域并将在辅助热交换器和主热交换器中进行了热交换的空气吹出到室内,第2运转仅以第1热交换器的一部分为蒸发区域并将在辅助热交换器和主热交换器中进行了热交换的空气吹出到室内。
该空调机在制冷运转中能够抑制用于除湿运转的COP的恶化。
第21组的第3方案的空调机为第21组的第1方案或第2方案的空调机,其构成为在用于对室内进行除湿的除湿运转模式下根据负荷从第1运转切换成第2运转。
对于该空调机来说,在选择除湿运转模式开始运转时负荷大的情况下,即便是第1运转,第1热交换器的温度也低,因此能够进行充分的除湿,因而通过开始第1运转,能够高效地同时进行除湿和制冷。并且,若室内的温度降低,负荷变小,则在第1运转中蒸发温度升高而无法除湿,因此在该时刻切换成第2运转。由此,能够抑制用于除湿运转的COP恶化的影响。
第21组的第4方案的空调机为第21组的第3方案的空调机,其中,基于设定温度与第1热交换器进行热交换的室内的空气温度之差来探测负荷。
第21组的第5方案的空调机为第21组的第3方案或第4方案的空调机,其中,基于压缩机的频率来探测负荷。
第21组的第6方案的空调机为第21组的第1方案至第5方案中的任一种空调机,其构成为:在用于对室内进行除湿的除湿运转模式下,即使在第1热交换器中的制冷剂的蒸发温度低于规定温度的情况下,也不从第1运转切换成第2运转而进行第1运转。
对于该空调机,在负荷减小至规定值以下时,由于蒸发温度低于规定值,因而即便不从第1运转切换成第2运转也能进行除湿。
第21组的第7方案的空调机为第21组的第1方案至第6方案中的任一种空调机,其中,在第2运转中,第1热交换器的一部分以外的部分是制冷剂达到蒸发温度以上的过热区域。
(22)第22组
以往,在制冷循环装置中,多使用R410A作为制冷剂。
尚未充分提出使用低全球变暖潜能值的制冷剂实现高效运转的制冷剂回路的构成。
第22组的第1方案的制冷循环装置具备包括压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构和利用侧热交换器的制冷剂回路。在制冷剂回路中封入有至少包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的制冷剂。至少在规定的运转时,热源侧热交换器和利用侧热交换器中的至少一者中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。
在第22组的第1方案的制冷循环装置中,使用包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的低全球变暖潜能值的制冷剂,实现有效地利用了热交换器的高效运转。
第22组的第2方案的制冷循环装置为第22组的第1方案的制冷循环装置,其中,在使用热源侧热交换器作为蒸发器的制冷循环装置的运转时,热源侧热交换器中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。
第22组的第3方案的制冷循环装置为第22组的第1方案或第2方案的制冷循环装置,其中,在使用热源侧热交换器作为冷凝器的制冷循环装置的运转时,热源侧热交换器中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。
此处,即便在使用因温度滑移的影响而在冷凝器的出口侧难以取得制冷剂与热介质的温度差的制冷剂的情况下,从冷凝器的入口至出口也比较容易确保温度差,能够实现制冷循环装置的高效运转。
第22组的第4方案的制冷循环装置为第22组的第1方案至第3方案中的任一种制冷循环装置,其中,在使用利用侧热交换器作为蒸发器的制冷循环装置的运转时,利用侧热交换器中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。
第22组的第5方案的制冷循环装置为第22组的第1方案至第4方案中的任一种制冷循环装置,其中,在使用利用侧热交换器作为冷凝器的制冷循环装置的运转时,利用侧热交换器中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。
第22组的第6方案的制冷循环装置为第22组的第1方案至第5方案中的任一种制冷循环装置,其中,热介质为空气。
第22组的第7方案的制冷循环装置为第22组的第1方案至第5方案中的任一种制冷循环装置,其中,热介质为液体。
(23)第23组
在使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂作为GWP足够小的制冷剂的制冷循环装置中,为了抑制压力损失,液体侧制冷剂连通配管、气体侧制冷剂连通配管的管外径变大,这有可能导致成本增大。
本发明的内容鉴于上述方面,其目的在于提供一种制冷循环装置,该制冷循环装置在使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的情况下,抑制了成本的增加。
第23组的第1方案的制冷循环装置为具有制冷剂回路的制冷循环装置,该制冷剂回路连接有压缩机、热源侧热交换器、减压部、液体侧制冷剂连通配管、利用侧热交换器、气体侧制冷剂连通配管,其中,该制冷循环装置使用至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,液体侧制冷剂连通配管和气体侧制冷剂连通配管为铝或铝合金制。
该制冷循环装置中,在使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂时,即便在为了抑制压力损失而增大液体侧制冷剂连通配管和气体侧制冷剂连通配管的直径的情况下,也能通过使用铝或铝合金制的管抑制成本的增加。
第23组的第2方案的制冷循环装置为第23组的第1方案的制冷循环装置,其中,液体侧制冷剂连通配管的壁厚为与上述制冷循环装置相同的额定制冷能力的制冷循环装置中使用的铜或铜合金制的液体侧制冷剂连通配管的壁厚以上。另外,气体侧制冷剂连通配管的壁厚为与上述制冷循环装置相同的额定制冷能力的制冷循环装置中使用的铜或铜合金制的气体侧制冷剂连通配管的壁厚以上。
第23组的第3方案的制冷循环装置为第23组的第1方案的制冷循环装置,其中,液体侧制冷剂连通配管的外径为与上述制冷循环装置相同的额定制冷能力的制冷循环装置中使用的铜或铜合金制的液体侧制冷剂连通配管的外径以上。另外,气体侧制冷剂连通配管的外径为与上述制冷循环装置相同的额定制冷能力的制冷循环装置中使用的铜或铜合金制的气体侧制冷剂连通配管的外径以上。
第23组的第4方案的制冷循环装置为第23组的第3方案的制冷循环装置,其中,液体侧制冷剂连通配管的外径和与上述制冷循环装置相同的额定制冷能力的制冷循环装置中使用的铜或铜合金制的液体侧制冷剂连通配管的外径相同。
第23组的第5方案的制冷循环装置为第23组的第3方案的制冷循环装置,其中,液体侧制冷剂连通配管的外径的范围为6.4mm~12.7mm。另外,气体侧制冷剂连通配管的外径的范围为12.7mm~25.4mm。
第23组的第6方案的制冷循环装置为第23组的第5方案的制冷循环装置,其中,制冷循环装置的额定制冷能力为8.5kW以上10.0kW以下,并且上述气体侧制冷剂连通配管的外径为19.1mm。
第23组的第7方案的制冷循环装置为第23组的第5方案的制冷循环装置,其中,制冷循环装置的额定制冷能力为25.0kW以上28kW以下,并且上述气体侧制冷剂连通配管的外径为25.4mm。
第23组的第8方案的制冷循环装置为第23组的第1方案的制冷循环装置,其中,其为下述的任一情况:
制冷循环装置的额定制冷能力为25.0kW以上,并且上述气体侧制冷剂连通配管的外径为25.4mm;或者,
制冷循环装置的额定制冷能力为19.0kW以上且小于25.0kW,并且上述气体侧制冷剂连通配管的外径为22.2mm;或者,
制冷循环装置的额定制冷能力为8.5kW以上19.0kW以下,并且气体侧制冷剂连通配管的外径为19.1mm;或者,
制冷循环装置的额定制冷能力为5.0kW以上且小于8.5kW,并且上述气体侧制冷剂连通配管的外径为15.9mm;或者,
制冷循环装置的额定制冷能力小于5.0kW,并且气体侧制冷剂连通配管的外径为12.7mm。
第23组的第9方案的制冷循环装置为第23组的第1方案的制冷循环装置,其中,其为下述的任一情况:
制冷循环装置的额定制冷能力为19.0kW以上,并且上述液体侧制冷剂连通配管的外径为12.7mm;或者,
制冷循环装置的额定制冷能力为5.0kW以上且小于19.0kW,并且液体侧制冷剂连通配管的外径为9.5mm;或者,
制冷循环装置的额定制冷能力小于5.0kW,并且液体侧制冷剂连通配管的外径为6.4mm。
第23组的第10方案的制冷循环装置为第23组的第1方案至第9方案中的任一种制冷循环装置,其中,液体侧制冷剂连通配管和气体侧制冷剂连通配管中使用的材料为日本工业标准“JIS H 4080”中规定的A3003TD、A3003TDS-O、A3005TDS-O和A6063TDS-T84中的任一种。
(24)第24组
在使用低全球变暖潜能值的制冷剂的制冷循环中,对于如何实现电力负荷的均衡化,迄今尚未提出充分的方案。
第24组的第1方案的蓄热装置具备蓄热槽和蓄热用热交换器。蓄热槽中存积有蓄热介质。蓄热用热交换器浸渍在蓄热槽的蓄热介质中。蓄热用热交换器被连接到制冷剂供给装置。蓄热用热交换器通过由制冷剂供给装置供给的至少包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的制冷剂将蓄热介质冷却。
在第24组的第1方案的蓄热装置中,利用由制冷剂供给装置供给的包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的低全球变暖潜能值的制冷剂冷却蓄热介质,将冷热存积在蓄热槽中,由此能够有助于电力负荷的均衡化。
(25)第25组
作为现有的制冷装置,例如存在具备高温侧(一次侧)的制冷循环和低温侧(二次侧)的制冷循环的装置。例如存在一种二元制冷装置,其中,作为高温侧的制冷循环的制冷剂使用HFC制冷剂(R410A、R32等)、HFO制冷剂等,作为低温侧的制冷循环的制冷剂使用二氧化碳制冷剂。
在二元制冷装置等的将2个循环组合而成的制冷装置中,要求更有效地运转。
第25组的第1方案的制冷装置具备第1循环和第2循环。第1循环连接第1压缩机、第1放热器、第1膨胀机构和第1吸热器。第1循环中,第1制冷剂进行循环。第2循环连接第2放热器和第2吸热器。第2循环中,第2制冷剂进行循环。第1吸热器和第2放热器为热交换器。该热交换器使在第1吸热器中流动的第1制冷剂与在第2放热器中流动的第2制冷剂之间进行热交换。第1制冷剂和第2制冷剂中的至少一者为至少包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的混合制冷剂。
此处,通过采用上述混合制冷剂,能够提高热交换器中的热交换的效率。
第25组的第2方案的制冷装置具备第1循环和第2循环。第1循环连接第1压缩机、第1放热器、第1膨胀机构和第1吸热器。第1循环中,第1制冷剂进行循环。第2循环连接第2放热器和第2吸热器。第2循环中,第2制冷剂进行循环。第1放热器和第2吸热器为热交换器。该热交换器使在第1放热器中流动的第1制冷剂与在第2吸热器中流动的第2制冷剂之间进行热交换。第1制冷剂和第2制冷剂中的至少一者为至少包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的混合制冷剂。
此处,通过采用上述的混合制冷剂,能够提高热交换器中的热交换的效率。
第25组的第3方案的制冷装置为第25组的第1方案的制冷装置,其中,第2循环是进一步连接了第2压缩机和第2膨胀机构的循环。在第1循环的第1放热器中流动的第1制冷剂对外部气体释放热。第1制冷剂为上述的混合制冷剂。第2制冷剂为二氧化碳。
第25组的第4方案的制冷装置为第25组的第1方案的制冷装置,其中,第2循环是进一步连接了第2压缩机和第2膨胀机构的循环。在第1循环的第1放热器中流动的第1制冷剂对外部气体释放热。第1制冷剂为上述的混合制冷剂。第2制冷剂为上述的混合制冷剂。
第25组的第5方案的制冷装置为第25组的第1方案的制冷装置,其中,第2循环是进一步连接了第2压缩机和第2膨胀机构的循环。在第1循环的第1放热器中流动的第1制冷剂对外部气体释放热。第1制冷剂为R32。第2制冷剂为上述的混合制冷剂。
第25组的第6方案的制冷装置为第25组的第1方案的制冷装置,其中,在第1循环的第1放热器中流动的第1制冷剂对外部气体释放热。第1制冷剂为上述的混合制冷剂。第2制冷剂为液体介质。
第25组的第7方案的制冷装置为第25组的第2方案的制冷装置,其中,第2循环是进一步连接了第2压缩机和第2膨胀机构的循环。在第1循环的第1吸热器中流动的第1制冷剂从外部气体吸收热。第1制冷剂为上述的混合制冷剂。第2制冷剂为规定温度下的饱和压力比混合制冷剂低的制冷剂。
(26)上述各组中的制冷剂的详细情况
上述第1~第25组分别采用至少包含1,2-二氟乙烯的第1方案的制冷剂作为制冷剂。
优选的是,上述第1~第25组的各方案的技术分别采用下述制冷剂A、B、C、D中的任一种作为制冷剂。
(26-1)制冷剂A
第2方案的制冷剂A包含反式-1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))、三氟乙烯(HFO-1123)和2,3,3,3-四氟-1-丙烯(R1234yf)。
第3方案的制冷剂A为第2方案的制冷剂A,其中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点D(87.6,0.0,12.4)、
点G(18.2,55.1,26.7)、
点H(56.7,43.3,0.0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的线段OD、DG、GH和HO所包围的图形的范围内或上述线段OD、DG和GH上(其中,点O和点H除外),
上述线段DG由
坐标(0.0047y2-1.5177y+87.598,y,-0.0047y2+0.5177y+12.402)
所表示,
上述线段GH由
坐标(-0.0134z2-1.0825z+56.692,0.0134z2+0.0825z+43.308,z)
所表示,并且
上述线段HO和OD为直线。
第4方案的制冷剂A为第2方案的制冷剂A,其中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点L(72.5,10.2,17.3)、
点G(18.2,55.1,26.7)、
点H(56.7,43.3,0.0)和
点I(72.5,27.5,0.0)
这4个点分别连结而成的线段LG、GH、HI和IL所包围的图形的范围内或上述线段LG、GH和IL上(其中,点H和点I除外),
上述线段LG由
坐标(0.0047y2-1.5177y+87.598,y,-0.0047y2+0.5177y+12.402)
所表示,
上述线段GH由
坐标(-0.0134z2-1.0825z+56.692,0.0134z2+0.0825z+43.308,z)
所表示,并且
上述线段HI和IL为直线。
第5方案的制冷剂A为第2方案至第4方案中的任一种制冷剂A,其中,进一步含有二氟甲烷(R32)。
第6方案的制冷剂A为第5方案的制冷剂A,其中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以及R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z以及a时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,
在0<a≤10.0时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.02a2-2.46a+93.4,0,-0.02a2+2.46a+6.6)、
点B’(-0.008a2-1.38a+56,0.018a2-0.53a+26.3,-0.01a2+1.91a+17.7)、
点C(-0.016a2+1.02a+77.6,0.016a2-1.02a+22.4,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或上述直线OA、AB’和B’C上(其中,点O和点C除外),
在10.0<a≤16.5时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.0244a2-2.5695a+94.056,0,-0.0244a2+2.5695a+5.944)、
点B’(0.1161a2-1.9959a+59.749,0.014a2-0.3399a+24.8,-0.1301a2+2.3358a+15.451)、
点C(-0.0161a2+1.02a+77.6,0.0161a2-1.02a+22.4,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或上述直线OA、AB’和B’C上(其中,点O和点C除外),或者,
在16.5<a≤21.8时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.0161a2-2.3535a+92.742,0,-0.0161a2+2.3535a+7.258)、
点B’(-0.0435a2-0.0435a+50.406,-0.0304a2+1.8991a-0.0661,0.0739a2-1.8556a+49.6601)、
点C(-0.0161a2+0.9959a+77.851,0.0161a2-0.9959a+22.149,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或者上述直线OA、AB’和B’C上(其中,点O和点C除外)。
(26-2)制冷剂B
第7方案的制冷剂B相对于第7方案的制冷剂B的整体包含合计为99.5质量%以上的HFO-1132(E)和HFO-1123,并且相对于第7方案的制冷剂B的整体包含62.5质量%~72.5质量%的HFO-1132(E)。
(26-3)制冷剂C
第8方案的制冷剂C包含HFO-1132(E)、R32和R1234yf。在第8方案的制冷剂C中,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点A(71.1,0.0,28.9)、
点C(36.5,18.2,45.3)、
点F(47.6,18.3,34.1)和
点D(72.0,0.0,28.0)
这4个点分别连结而成的线段AC、CF、FD以及DA所包围的图形的范围内或上述线段上
上述线段AC由
坐标(0.0181y2-2.2288y+71.096,y,-0.0181y2+1.2288y+28.904)
所表示,
上述线段FD由
坐标(0.02y2-1.7y+72,y,-0.02y2+0.7y+28)
所表示,并且,
上述线段CF和DA为直线。
第9方案的制冷剂C包含HFO-1132(E)、R32和R1234yf。在第9方案的制冷剂C中,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点A(71.1,0.0,28.9)、
点B(42.6,14.5,42.9)、
点E(51.4,14.6,34.0)和
点D(72.0,0.0,28.0)
这4个点分别连结而成的线段AB、BE、ED以及DA所包围的图形的范围内或上述线段上,
上述线段AB由
坐标(0.0181y2-2.2288y+71.096,y,-0.0181y2+1.2288y+28.904)
所表示,
上述线段ED由
坐标(0.02y2-1.7y+72,y,-0.02y2+0.7y+28)
所表示,并且,
上述线段BE和DA为直线。
第10方案的制冷剂C包含HFO-1132(E)、R32和R1234yf。在第10方案的制冷剂C中,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点G(77.5,6.9,15.6)、
点I(55.1,18.3,26.6)和
点J(77.5.18.4,4.1)
这3个点分别连结而成的线段GI、IJ和JK所包围的图形的范围内或上述线段上,
上述线段GI由
坐标(0.02y2-2.4583y+93.396,y,-0.02y2+1.4583y+6.604)
所表示,并且,
上述线段IJ和JK为直线。
第11方案的制冷剂C包含HFO-1132(E)、R32和R1234yf。在第11方案的制冷剂C中,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点G(77.5,6.9,15.6)、
点H(61.8,14.6,23.6)和
点K(77.5,14.6,7.9)
这3个点分别连结而成的线段GH、HK和KG所包围的图形的范围内或上述线段上,
上述线段GH由
坐标(0.02y2-2.4583y+93.396,y,-0.02y2+1.4583y+6.604)
所表示,并且,
上述线段HK和KG为直线。
(26-4)制冷剂D
第12方案的制冷剂D包含HFO-1132(E)、HFO-1123和R32。在第12方案的制冷剂D中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C’(56.7,43.3,0.0)、
点D’(52.2,38.3,9.5)、
点E’(41.8,39.8,18.4)和
点A’(81.6,0.0,18.4)
这5个点分别连结而成的线段OC’、C’D’、D’E’、E’A’和A’O所包围的图形的范围内或上述线段C’D’、D’E’和E’A’上(其中,点C’和A’除外),
上述线段C’D’由
坐标(-0.0297z2-0.1915z+56.7,0.0297z2+1.1915z+43.3,z)
所表示,
上述线段D’E’由
坐标(-0.0535z2+0.3229z+53.957,0.0535z2+0.6771z+46.043,z)
所表示,并且,
上述线段OC’、E’A’和A’O为直线。
第13方案的制冷剂D包含HFO-1132(E)、HFO-1123和R32。在第13方案的制冷剂D中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C(77.7,22.3,0.0)、
点D(76.3,14.2,9.5)、
点E(72.2,9.4,18.4)和
点A’(81.6,0.0,18.4)
这5个点分别连结而成的线段OC、CD、DE、EA’和A’O所包围的图形的范围内或上述线段CD、DE和EA’上(其中,点C和A’除外),
上述线段CDE由
坐标(-0.017z2+0.0148z+77.684,0.017z2+0.9852z+22.316,z)
所表示,并且,
上述线段OC、EA’和A’O为直线。
第14方案的制冷剂D包含HFO-1132(E)、HFO-1123和R32。在第14方案的制冷剂D中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C’(56.7,43.3,0.0)、
点D’(52.2,38.3,9.5)和
点A(90.5,0.0,9.5)
这5个点分别连结而成的线段OC’、C’D’、D’A和AO所包围的图形的范围内或上述线段C’D’和D’A上(其中,点C’和A除外),
上述线段C’D’由
坐标(-0.0297z2-0.1915z+56.7,0.0297z2+1.1915z+43.3,z)
所表示,并且,
上述线段OC’、D’A和AO为直线。
第15方案的制冷剂D包含HFO-1132(E)、HFO-1123和R32。在第15方案的制冷剂D中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C(77.7,22.3,0.0)、
点D(76.3,14.2,9.5)、
点A(90.5,0.0,9.5)
这5个点分别连结而成的线段OC、CD、DA和AO所包围的图形的范围内或上述线段CD和DA上(其中,点C和A除外),
上述线段CD由
坐标(-0.017z2+0.0148z+77.684,0.017z2+0.9852z+22.316,z)
所表示,并且,
上述线段OC、DA和AO为直线。
(27)使用上述制冷剂的各组的技术特征
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第1组的技术,能够改善制冷循环装置内的润滑性。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第2组的技术,能够改善进行制冷循环时的润滑性。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第3组的技术,能够进行制冷循环。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第4组的技术,即便在制冷剂泄漏时也难以到达电器设备单元。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第5组的技术,能够提高制冷循环的运转效率。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第6组的技术,能够抑制连通配管的损伤。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第7组的技术,即便发生该制冷剂的泄漏,也能抑制电热装置中的起火。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第8组的技术,能够进行制冷循环。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第9组的技术,能够将能力降低抑制为较小。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第10组的技术,能够根据空调负荷变更压缩机的电动机转速,因而能够实现压缩机的高效化。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第11组的技术,能够改善能量效率。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第12组的技术,通过采用感应电动机作为压缩机的电动机,能够以比较低的成本实现高输出化。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第13组的技术,能够根据空调负荷变更压缩该制冷剂的压缩机的电动机转速,因此能够实现高的全年性能系数[AnnualPerformance Factor(APF)]。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第14组的技术,能够提供考虑了环境保护的空调机。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第15组的技术,能够高效地制造温水。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第16组的技术,能够削减热交换器的材料费。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第17组的技术,能够削减填充到空调装置中的制冷剂量。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第18组的技术,能够提高热源侧热交换器的热交换的能力。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第19组的技术,能够对控制回路进行冷却。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第20组的技术,能够适当地进行再热除湿运转。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第21组的技术,能够使制冷剂在蒸发区域蒸发而进行除湿,并且能够简化制冷剂回路的构成。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第22组的技术,能够实现高效的运转。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第23组的技术,即便在为了抑制压力损失而增大液体侧制冷剂连通配管和气体侧制冷剂连通配管的直径的情况下,也能通过使用铝或铝合金制的管抑制成本的增加。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第24组的技术,能够将冷热存积在蓄热槽中。
根据使用GWP足够小的上述任一种制冷剂的第25组的技术,能够提高热交换的效率。
附图说明
图1是制冷剂的燃烧性试验中使用的装置的示意图。
图2A是在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中示出点A~M和O以及将它们相互连结而成的线段的图。
图2B是在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中示出点A~C、B’和O以及将它们相互连结而成的线段的图。
图2C是在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为95质量%(R32含有比例为5质量%)的三成分组成图中示出点A~C、B’和O以及将它们相互连结而成的线段的图。
图2D是在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为90质量%(R32含有比例为10质量%)的三成分组成图中示出点A~C、B’和O以及将它们相互连结而成的线段的图。
图2E是在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为85.7质量%(R32含有比例为14.3质量%)的三成分组成图中示出点A~C、B’和O以及将它们相互连结而成的线段的图。
图2F是在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为83.5质量%(R32含有比例为16.5质量%)的三成分组成图中示出点A~C、B’和O以及将它们相互连结而成的线段的图。
图2G是在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为80.8质量%(R32含有比例为19.2质量%)的三成分组成图中示出点A~C、B’和O以及将它们相互连结而成的线段的图。
图2H是在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为78.2质量%(R32含有比例为21.8质量%)的三成分组成图中示出点A~C、B’和O以及将它们相互连结而成的线段的图。
图2I是在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中示出点A~K和O~R以及将它们相互连结而成的线段的图。
图2J是在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中示出点A~D、A’~D’和O以及将它们相互连结而成的线段的图。
图3A是第3组的技术的第1实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3B是第3组的技术的第1实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3C是第3组的技术的第2实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3D是第3组的技术的第2实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3E是第3组的技术的第3实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3F是第3组的技术的第3实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3G是第3组的技术的第4实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3H是第3组的技术的第4实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3I是第3组的技术的第5实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3J是第3组的技术的第5实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3K是第3组的技术的第6实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3L是第3组的技术的第6实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3M是第3组的技术的第7实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3N是第3组的技术的第7实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3O是第3组的技术的第8实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3P是第3组的技术的第8实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3Q是第3组的技术的第9实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3R是第3组的技术的第9实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3S是第3组的技术的第10实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3T是第3组的技术的第10实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3U是第3组的技术的第11实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3V是第3组的技术的第11实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图3W是第3组的技术的第12实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图3X是第3组的技术的第12实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图4A是第4组的技术的第1实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图4B是第4组的技术的第1实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图4C是第4组的技术的第1实施方式的室外单元的示意性外观立体图。
图4D是示出第4组的技术的第1实施方式的室外单元的内部的示意性结构的立体图。
图4E是第4组的技术的第1实施方式的室内单元的示意性外观主视图。
图4F是第4组的技术的第1实施方式的室内单元的示意性侧视图。
图4G是第4组的技术的示出第1实施方式的室内单元的内部的示意性结构的侧视截面图。
图4H是第4组的技术的第1实施方式的变形例B的室内单元的示意性外观主视图。
图4I是示出第4组的技术的第1实施方式的变形例B的室内单元的内部结构的示意性主视图。
图4J是示出第4组的技术的第1实施方式的变形例B的室内单元的内部的示意性结构的示意性侧视图。
图4K是第4组的技术的第2实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图4L是第4组的技术的第2实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图4M是示出第4组的技术的第2实施方式的室外单元(取下前侧面板的状态)的示意性构成的立体图。
图4N是第4组的技术的第3实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图4O是第4组的技术的第3实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图4P是第4组的技术的第3实施方式的室外单元的示意性外观立体图。
图4Q是示出第4组的技术的第3实施方式的室外单元的内部的示意性结构的分解立体图。
图4R是示出第4组的技术的第3实施方式的室外单元的内部的示意性结构的俯视图。
图4S是示出第4组的技术的第3实施方式的室外单元的内部的示意性结构的主视图。
图4T是第4组的技术的第4实施方式的制冷剂回路和水回路的示意性构成图。
图4U是第4组的技术的第4实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图4V是第4组的技术的第4实施方式的冷热水供给单元的示意性结构图。
图4W是第4组的技术的第4实施方式的变形例A的制冷剂回路和水回路的示意性构成图。
图4X是第4组的技术的第4实施方式的变形例A的热水储存装置的示意性构成图。
图5A是第5组的技术的第1实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图5B是第5组的技术的第1实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图5C是第5组的技术的第1实施方式的变形例B的制冷剂回路的示意性构成图。
图5D是示出第5组的技术的第1实施方式的变形例B的压缩机的示意性构成的侧视截面图。
图5E是第5组的技术的第2实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图5F是第5组的技术的第2实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图5G是示出第5组的技术的第2实施方式的压缩机的示意性构成的侧视截面图。
图5H是示出第5组的技术的第2实施方式的压缩机的气缸室周边的俯视截面图。
图5I是第5组的技术的第2实施方式的压缩机的活塞的俯视截面图。
图6A是第6组的技术的第1实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图6B是第6组的技术的第1实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图6C是第6组的技术的第2实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图6D是第6组的技术的第2实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图6E是第6组的技术的第3实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图6F是第6组的技术的第3实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图7A是第7组的技术的第1实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图7B是第7组的技术的第1实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图7C是第7组的技术的第1实施方式的室外单元的示意性外观立体图。
图7D是设置于第7组的技术的底板上的排水盘加热器的示意性立体图。
图7E是第7组的技术的第2实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图7F是第7组的技术的第2实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图7G是第7组的技术的第2实施方式的室外单元的示意性外观立体图(除去机械室的前板的状态)。
图7H是第7组的技术的第3实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图7I是第7组的技术的第3实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图7J是第7组的技术的第3实施方式的室外单元的示意性外观立体图。
图7K是第7组的技术的第3实施方式的室外单元的示意性分解立体图。
图7L是第7组的技术的IH加热器的示意性外观立体图。
图7M是第7组的技术的IH加热器的示意性截面图。
图8A是第8组的技术的第1实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图8B是第8组的技术的第1实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图8C是第8组的技术的第2实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图8D是第8组的技术的第2实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图8E是第8组的技术的第3实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图8F是第8组的技术的第3实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图9A是第9组的技术的第1实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图9B是第9组的技术的第1实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图9C示出第9组的技术的在第1实施方式的空调装置中使用制冷剂R410A、R32、制冷剂A时的各管外径的液体侧制冷剂连通配管的制暖运转时的压力损失的曲线图。
图9D示出第9组的技术的在第1实施方式的空调装置中使用制冷剂R410A、R32、制冷剂A时的各管外径的气体侧制冷剂连通配管的制冷运转时的压力损失的曲线图。
图9E是第9组的技术的第2实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图9F是第9组的技术的第2实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图9G示出第9组的技术的在第2实施方式的空调装置中使用制冷剂R410A、R32、制冷剂A时的各管外径的液体侧制冷剂连通配管的制暖运转时的压力损失的曲线图。
图9H示出第9组的技术的在第2实施方式的空调装置中使用制冷剂R410A、R32、制冷剂A时的各管外径的气体侧制冷剂连通配管的制冷运转时的压力损失的曲线图。
图9I是第9组的技术的第3实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图9J是第9组的技术的第3实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图9K示出在第9组的技术的第3实施方式的空调装置中使用制冷剂R410A、R32、制冷剂A时的各管外径的液体侧制冷剂连通配管的制暖运转时的压力损失的曲线图。
图9L示出在第9组的技术的第3实施方式的空调装置中使用制冷剂R410A、R32、制冷剂A时的各管外径的气体侧制冷剂连通配管的制冷运转时的压力损失的曲线图。
图10A是利用了本发明的第10组的技术的一实施方式的压缩机的空调机的制冷剂回路图。
图10B是第10组的技术的一实施方式的压缩机的纵截面图。
图10C是第10组的技术的被垂直于旋转轴的平面切断的电动机的截面图。
图10D是第10组的技术的被垂直于旋转轴的平面切断的转子的截面图。
图10E是第10组的技术的转子的立体图。
图10F是第10组的技术的被垂直于旋转轴的平面切断的其它转子的截面图。
图10G是第10组的技术的第2实施方式的压缩机的纵截面图。
图11A是第11组的技术的第1实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图11B是第11组的技术的第1实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图11C是第11组的技术的第1实施方式的室外单元的示意性外观立体图。
图11D是示出第11组的技术的第1实施方式的室外单元的内部的示意性结构的立体图。
图11E是第11组的技术的第1实施方式的室内单元的示意性外观主视图。
图11F是示出第11组的技术的第1实施方式的室内单元的内部的示意性结构的侧视截面图。
图11G是第11组的技术的第2实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图11H是第11组的技术的第2实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图11I是第11组的技术的第2实施方式的室外单元的示意性外观立体图。
图11J是示出第11组的技术的第2实施方式的室外单元的内部的示意性结构的立体图。
图11K是第11组的技术的第2实施方式的室内单元的示意性外观立体图。
图11L是示出第11组的技术的第2实施方式的室内单元的内部的示意性结构的侧视截面图。
图11M是第11组的技术的第3实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图11N是第11组的技术的第3实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图11O是第11组的技术的第3实施方式的室外单元的示意性外观立体图。
图11P是示出第11组的技术的第3实施方式的室外单元的内部的示意性结构的分解立体图。
图12A是利用了第12组的技术的一实施方式的压缩机的空调机的制冷剂回路图。
图12B是第12组的技术的一实施方式的压缩机的纵截面图。
图12C是第12组的技术的被垂直于旋转轴的平面切断的电动机的截面图。
图12D是第12组的技术的被垂直于旋转轴的平面切断的转子的截面图。
图12E是第12组的技术的转子的立体图。
图12F是第12组的技术的第2变形例的压缩机的感应电动机所使用的转子71的立体图。
图12G是利用了第12组的技术的第3变形例的压缩机的空调机的制冷剂回路图。
图12H是第12组的技术的第2实施方式的压缩机的纵截面图。
图13A是第13组的技术的第1实施方式的空调机的构成图。
图13B是搭载于第13组的技术的第1实施方式的空调机的电力转换装置的电路框图。
图13C是第13组的技术的第1实施方式的变形例中的电力转换装置的电路框图。
图13D是搭载于第13组的技术的第2实施方式的空调机的电力转换装置的电路框图。
图13E是第13组的技术的第2实施方式的变形例中的电力转换装置的电路框图。
图13F是搭载于第13组的技术的第3实施方式的空调机的电力转换装置的电路框图。
图13G是示意性示出第13组的技术的双向开关的电路图。
图13H是示出第13组的技术的矩阵转换器的电流方向的一例的电路图。
图13I是示出第13组的技术的矩阵转换器的其它电流方向的一例的电路图。
图13J是第13组的技术的第3实施方式的变形例中的电力转换装置的电路框图。
图13K是第13组的技术的钳位电路的电路图。
图14A是第14组的技术的一实施方式的空调机的构成图。
图14B是第14组的技术的压缩机的电动机的运转电路图。
图14C是第14组的技术的变形例的空调机中的压缩机的电动机的运转电路图。
图15A是作为第15组的技术的第1实施方式的热水制造装置的热水供应系统的外观图。
图15B是第15组的技术的第1实施方式的热水供应系统的水回路、制冷剂回路图。
图15C是第15组的技术的第1实施方式的热水供应系统的控制框图。
图15D是第15组的技术的第1实施方式的第1变形例的热水供应系统的水回路、制冷剂回路图。
图15E是第15组的技术的第1实施方式的第2变形例的热水供应系统的水回路、制冷剂回路图。
图15F是示出作为第15组的技术的第2实施方式的热水制造装置的热水循环制暖系统的构成的一部分的图。
图15G是示出第15组的技术的第2实施方式的热水循环制暖系统的构成的一部分的图。
图15H是示出第15组的技术的第2实施方式的热水循环制暖系统的构成的一部分的图。
图15I是第15组的技术的第2实施方式的热水循环制暖系统的控制框图。
图15J是示出第15组的技术的第2实施方式的第1变形例的热水循环制暖系统的构成的一部分的图。
图15K是示出第15组的技术的第2实施方式的第2变形例的热水循环制暖系统的构成的一部分的图。
图15L是作为第15组的技术的第3实施方式的热水制造装置的热水供应系统的示意性构成图。
图15M是第15组的技术的第3实施方式的供热水供应系统的热源单元的示意性构成图。
图15N是第15组的技术的第3实施方式的热水供应系统的控制框图。
图16A是第16组的技术的第1实施方式的制冷装置的示意性构成图。
图16B是第16组的技术的第1实施方式的室外热交换器或室内热交换器的主视图。
图16C是第16组的技术的第1实施方式的热交换器的扁平管的截面图。
图16D是第16组的技术的第2实施方式的室外热交换器的示意性立体图。
图16E是沿垂直方向切断第16组的技术的室外热交换器的热交换器部时的局部放大图。
图16F是示出第16组的技术的第3实施方式的内表面带槽管的构成的管轴方向的截面图。
图16G是图16F图21所示的内表面带槽管的I-I线截面图。
图16H是放大示出图16G所示的内表面带槽管的一部分的局部放大图。
图16I是示出第16组的技术的板翅片的构成的俯视图。
图17A是示出第17组的技术的第1实施方式的空调装置的配置的示意图。
图17B是第17组的技术的空调装置的示意性构成图。
图17C是示出第17组的技术的第1实施方式的空调系统中的控制器及恒温器的电连接状态的框图。
图17D是示出第17组的技术的第2实施方式的空调机在建筑物中的设置状态的立体图。
图17E是示出第17组的技术的空调机的外观的立体图。
图17F是示出第17组的技术的空调机的外观的立体图。
图17G是用于说明第17组的技术的空调机的内部构成的立体图。
图17H是用于说明第17组的技术的空调机的内部构成的立体图。
图17I是用于说明第17组的技术的空调机的内部构成的立体图。
图17J是用于说明第17组的技术的空调机的管道的立体图。
图17K是用于说明第17组的技术的第2实施方式的空调机的制冷剂回路的图。
图17L是用于说明第17组的技术的第2实施方式的空调机的控制系统的框图。
图17M是将第17组的技术的利用侧热交换器的左侧部的周边放大的局部放大立体图。
图17N是用于说明第17组的技术的第1开口及第2开口与各部件的位置关系的示意图。
图17O是示出第17组的技术的第3实施方式的空调装置的构成的示意图。
图18A是示出第18组的技术的第1实施方式的制冷循环的制冷剂回路图。
图18B是第18组的技术的利用单元的纵截面图。
图18C是示出第18组的技术的第1实施方式的制冷循环的运转状态的莫里尔曲线图。
图18D是示出第18组的技术的第2实施方式的制冷循环的制冷剂回路图。
图19A是第19组的技术的第1实施方式的空调机1的制冷剂回路10的配管系统图。
图19B是示出第19组的技术的功率元件33、制冷剂夹套20、传热板50的安装结构的图。
图19C是示意性地示出第19组的技术的室外机100的横截面形状的图。
图19D是第19组的技术的室外机100的主视图。
图19E是第19组的技术的第2实施方式的空调机1的室外机100的主要部分侧面示意图。图20A是第20组的技术的实施方式的空调机的回路图。
图20B是示出第20组的技术的实施方式的除湿用电磁阀的构成的截面图。
图20C是示出第20组的技术的实施方式的除湿用电磁阀的构成的截面图。
图20D是示出第20组的技术的实施方式中的除湿用电磁阀的阀座的锥面的构成的图。
图21A是示出第21组的技术的实施方式的空调机的制冷剂回路的回路图。
图21B是第21组的技术的实施方式的空调机的室内机的示意性截面图。
图21C是说明第21组的技术的实施方式中的室内热交换器的构成的图。
图21D是说明第21组的技术的实施方式的空调机的控制部的图。
图21E示出了在第21组的技术的实施方式中的膨胀阀中变化开度时的流量变化的一例。
图21F是说明第21组的技术的实施方式的空调机的工作的图。
图22A是示出第22组的技术的逆流型的热交换器的一例的示意图。
图22B是示出第22组的技术的逆流型的热交换器的另一例的示意图,(a)为俯视图,(b)为立体图。
图22C是示出第22组的技术的第1实施方式的制冷循环装置中的制冷剂回路的构成的一个方式的示意性构成图。
图22D是示出图22C的制冷剂回路的变形例的示意性构成图。
图22E是示出图22D的制冷剂回路的变形例的示意性构成图。
图22F是示出图22D的的制冷剂回路的变形例的示意性构成图。
图22G是示出作为第22组的技术的第2实施方式的制冷循环装置的一例的空调装置的制冷剂回路的构成的示意性构成图。
图22H是图22G的空调装置的示意性控制框图。
图22I是示出作为第22组的技术的第3实施方式的制冷循环装置的一例的空调装置的制冷剂回路的构成的示意性构成图。
图22J是图22I的空调装置的示意性控制框图。
图23A是第23组的技术的一个实施方式的制冷剂回路的示意性构成图。
图23B是第23组的技术的一个实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。
图23C是第23组的技术的一个实施方式中的对于各额定制冷能力列出使用制冷剂A的空调装置的气体侧制冷剂连通配管和液体侧制冷剂连通配管中采用的铜管的管外径、与代替铜管而采用铝管时的气体侧制冷剂连通配管和液体侧制冷剂连通配管的管外径的对比表。
图23D是第23组的技术的一个实施方式中的对于各“管的标称”列出铜管和铝管的壁厚的对比表。
图24A是示出第24组的技术的第1实施方式的蓄热装置的蓄热运转状态的回路图。
图24B是第24组的技术的第1实施方式的蓄热装置的蓄热槽的纵截面图。
图24C是示出第24组的技术的第1实施方式的蓄热装置的蓄热回收制冷运转状态的与图24A相当的图。
图24D是示出第24组的技术的第1实施方式的蓄热装置的冷却管上的冰的附着状态的横截面图。
图24E是示出与图24B相当的冷却管的变形例的图。
图24F是示出第24组的技术的第2实施方式的蓄热装置的蓄热运转状态的回路图。
图24G是示出第24组的技术的第2实施方式的蓄热装置的蓄热回收制冷运转状态的与图24F相当的图。
图24H是第24组的技术的第2实施方式的蓄热装置的蓄热回收制冷运转时的蓄热槽的纵截面图。
图24I是第24组的技术的第2实施方式的蓄热装置的蓄热回收制冷运转时的蓄热槽的横截面图。
图25A是作为第25组的技术的第1实施方式的制冷装置的热负荷处理系统的示意性构成图。
图25B是示出第25组的技术的第1实施方式的热负荷处理系统的设置方式的示意图。
图25C是第25组的技术的第1实施方式的热负荷处理系统的控制框图。
图25D是作为第25组的技术的第2实施方式的制冷装置的二元制冷装置的制冷剂回路图。
图25E是作为第25组的技术的第2实施方式的制冷装置的空调热水供应系统的回路构成图。
具体实施方式
(1)
(1-1)术语的定义
本说明书中,术语“制冷剂”至少包括由ISO817(国际标准化机构)确定的、标注有以表示制冷剂种类的R开始的制冷剂编号(ASHRAE编号)的化合物,此外也包括尽管未标注制冷剂编号、但具有与它们同等的作为制冷剂的特性的物质。制冷剂在化合物的结构方面大致分为“氟碳系化合物”和“非氟碳系化合物”。“氟碳系化合物”包括氯氟烃(CFC)、氢氯氟烃(HCFC)和氢氟烃(HFC)。作为“非氟碳系化合物”,可以举出丙烷(R290)、丙烯(R1270)、丁烷(R600)、异丁烷(R600a)、二氧化碳(R744)和氨(R717)等。
本说明书中,术语“包含制冷剂的组合物”至少包括:(1)制冷剂本身(包括制冷剂混合物);(2)进一步包含其他成分而能够用于通过至少与制冷机油混合而获得制冷机用工作流体的组合物;和(3)含有制冷机油的制冷机用工作流体。本说明书中,将这三种方式中的(2)的组合物区别于制冷剂本身(包括制冷剂混合物)而记为“制冷剂组合物”。另外,将(3)的制冷机用工作流体区别于“制冷剂组合物”而记为“含有制冷机油的工作流体”。
本说明书中,关于术语“替代”,在用第二制冷剂“替代”第一制冷剂的语句中使用的情况下,作为第一类型,是指在为了使用第一制冷剂进行运转而设计的设备中,仅经过根据需要的微小的部件(制冷机油、垫片、密封垫、膨胀阀、干燥器等其他部件中的至少一种)的变更和设备调整,就能够使用第二制冷剂在最佳条件下运转。即,该类型是指对于同一设备“替换”制冷剂进行运转。作为该类型的“替代”的方式,按照置换为第二制冷剂时所需的变更或调整的程度小的顺序,有“直接(drop in)替代”、“近似直接(nealy drop in)替代”和“改造(retrofit)”。
作为第二类型,为了用途与第一制冷剂的现有用途相同,搭载第二制冷剂使用按使用第二制冷剂进行运转而设计的设备,这也属于术语“替代”。该类型是指“替换”制冷剂而提供同一用途。
本说明书中,术语“制冷机(refrigerator)”是指通过夺去物体或空间的热而成为比周围的外部气体低的温度且维持该低温的所有装置。换言之,制冷机是指进行能量转换的转换装置,使热从温度低的一方向高的一方移动而从外部得到能量来进行作功。
本说明书中,制冷剂为“微可燃性”是指,根据美国ANSI/ASHRAE34-2013标准判断为“2L级”。
(1-2)制冷剂
详细情况如后所述,能够使用本发明的制冷剂A、制冷剂B、制冷剂C和制冷剂D中的任一种(有时记为“本发明的制冷剂”)作为制冷剂。
(1-3)制冷剂组合物
本发明的制冷剂组合物至少包含本发明的制冷剂,能够用于与本发明的制冷剂相同的用途。另外,本发明的制冷剂组合物能够进一步用于通过至少与制冷机油混合而得到制冷机用工作流体。
除了含有本发明的制冷剂以外,本发明的制冷剂组合物还含有至少一种其他成分。根据需要,本发明的制冷剂组合物可以含有以下的其他成分中的至少一种。如上所述,在将本发明的制冷剂组合物用作制冷机中的工作流体时,通常至少与制冷机油混合来使用。因此,本发明的制冷剂组合物优选实质上不包含制冷机油。具体而言,本发明的制冷剂组合物中,相对于制冷剂组合物整体的制冷机油的含量优选为0~1质量%,更优选为0~0.1质量%。
(1-3-1)水
本发明的制冷剂组合物可以包含微量的水。制冷剂组合物中的含水比例相对于制冷剂整体优选为0.1质量%以下。通过使制冷剂组合物包含微量的水分,可包含于制冷剂中的不饱和的氟碳系化合物的分子内双键稳定化,另外,也不易引起不饱和的氟碳系化合物的氧化,因此制冷剂组合物的稳定性提高。
(1-3-2)示踪剂
在本发明的制冷剂组合物存在稀释、污染、其他一些变更的情况下,为了能够追踪其变更,在本发明的制冷剂组合物中以能够检测的浓度添加示踪剂。
本发明的制冷剂组合物可以单独含有一种示踪剂,也可以含有两种以上。
作为示踪剂,没有特别限定,可以从通常使用的示踪剂中适当选择。
作为示踪剂,可以举出例如氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氢氯烃、碳氟化合物、氘代烃、氘代氢氟烃、全氟碳、氟醚、溴化化合物、碘化化合物、醇、醛、酮、一氧化二氮(N2O)等。作为示踪剂,特别优选氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氢氯烃、碳氟化合物和氟醚。
作为示踪剂,优选以下的化合物。
FC-14(四氟甲烷、CF4)
HCC-40(氯甲烷、CH3Cl)
HFC-23(三氟甲烷、CHF3)
HFC-41(氟甲烷、CH3Cl)
HFC-125(五氟乙烷、CF3CHF2)
HFC-134a(1,1,1,2-四氟乙烷、CF3CH2F)
HFC-134(1,1,2,2-四氟乙烷、CHF2CHF2)
HFC-143a(1,1,1-三氟乙烷、CF3CH3)
HFC-143(1,1,2-三氟乙烷、CHF2CH2F)
HFC-152a(1,1-二氟乙烷、CHF2CH3)
HFC-152(1,2-二氟乙烷、CH2FCH2F)
HFC-161(氟乙烷、CH3CH2F)
HFC-245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷、CF3CH2CHF2)
HFC-236fa(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、CF3CH2CF3)
HFC-236ea(1,1,1,2,3,3-六氟丙烷、CF3CHFCHF2)
HFC-227ea(1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷、CF3CHFCF3)
HCFC-22(氯二氟甲烷、CHClF2)
HCFC-31(氯氟甲烷、CH2ClF)
CFC-1113(三氟氯乙烯、CF2=CClF)
HFE-125(三氟甲基-二氟甲醚、CF3OCHF2)
HFE-134a(三氟甲基-氟甲醚、CF3OCH2F)
HFE-143a(三氟甲基-甲醚、CF3OCH3)
HFE-227ea(三氟甲基-四氟乙醚、CF3OCHFCF3)
HFE-236fa(三氟甲基-三氟乙醚、CF3OCH2CF3)
本发明的制冷剂组合物可以相对于制冷剂组合物整体包含合计为约10重量百万分数(ppm)~约1000ppm的示踪剂。本发明的制冷剂组合物可以相对于制冷剂组合物整体包含合计优选为约30ppm~约500ppm、更优选为约50ppm~约300ppm的示踪剂。
(1-3-3)紫外线荧光染料
本发明的制冷剂组合物可以单独含有一种紫外线荧光染料,也可以含有两种以上。
作为紫外线荧光染料,没有特别限定,可以从通常使用的紫外线荧光染料中适当选择。
作为紫外线荧光染料,可以举出例如萘二甲酰亚胺、香豆素、蒽、菲、呫吨、噻吨、萘并呫吨和荧光素、以及它们的衍生物。作为紫外线荧光染料,特别优选萘二甲酰亚胺和香豆素中的任一种或两种。
(1-3-4)稳定剂
本发明的制冷剂组合物可以单独含有一种稳定剂,也可以含有两种以上。
作为稳定剂,没有特别限定,可以从通常使用的稳定剂中适当选择。
作为稳定剂,可以举出例如硝基化合物、醚类和胺类等。
作为硝基化合物,可以举出例如硝基甲烷和硝基乙烷等脂肪族硝基化合物、以及硝基苯和硝基苯乙烯等芳香族硝基化合物等。
作为醚类,可以举出例如1,4-二氧六环等。
作为胺类,可以举出例如2,2,3,3,3-五氟丙胺、二苯胺等。
除此以外,可以举出丁基羟基二甲苯、苯并三唑等。
稳定剂的含有比例没有特别限定,相对于制冷剂整体,通常优选为0.01~5质量%、更优选为0.05~2质量%。
(1-3-5)阻聚剂
本发明的制冷剂组合物可以单独含有一种阻聚剂,也可以含有两种以上。
作为阻聚剂,没有特别限定,可以从通常使用的阻聚剂中适当选择。
作为阻聚剂,可以举出例如4-甲氧基-1-萘酚、对苯二酚、对苯二酚甲醚、二甲基叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、苯并三唑等。
阻聚剂的含有比例没有特别限定,相对于制冷剂整体,通常优选为0.01~5质量%、更优选为0.05~2质量%。
(1-4)含有制冷机油的工作流体
本发明的含有制冷机油的工作流体至少包含本发明的制冷剂或制冷剂组合物、和制冷机油,其作为制冷机中的工作流体使用。具体而言,本发明的含有制冷机油的工作流体通过在制冷机的压缩机中使用的制冷机油与制冷剂或制冷剂组合物相互混合而得到。含有制冷机油的工作流体中通常包含10~50质量%的制冷机油。
(1-4-1)制冷机油
本发明的组合物可以单独含有一种制冷机油,也可以含有两种以上。
作为制冷机油,没有特别限定,可以从通常使用的制冷机油中适当选择。此时,根据需要,可以适当选择在提高与上述混合物的相容性(miscibility)和上述混合物的稳定性等的作用等方面更优异的制冷机油。
作为制冷机油的基础油,例如,优选选自由聚烷撑二醇(PAG)、多元醇酯(POE)和聚乙烯基醚(PVE)组成的组中的至少一种。
除了基础油以外,制冷机油还可以包含添加剂。添加剂可以为选自由抗氧化剂、极压剂、酸捕捉剂、氧捕捉剂、铜钝化剂、防锈剂、油性剂和消泡剂组成的组中的至少一种。
作为制冷机油,从润滑的方面考虑,优选40℃的运动粘度为5~400cSt的制冷机油。
需要说明的是,关于优选的制冷机油,在下述“(2)制冷机油”中详细说明。
根据需要,本发明的含有制冷机油的工作流体还可以包含至少一种添加剂。作为添加剂,可以举出例如以下的增容剂等。
(1-4-2)增容剂
本发明的含有制冷机油的工作流体可以单独含有一种增容剂,也可以含有两种以上。
作为增容剂,没有特别限定,可以从通常使用的增容剂中适当选择。
作为增容剂,可以举出例如聚氧化亚烷基二醇醚、酰胺、腈、酮、氯碳、酯、内酯、芳基醚、氟醚和1,1,1-三氟烷烃等。作为增容剂,特别优选聚氧化亚烷基二醇醚。
(1-5)各种制冷剂
以下,对本发明中使用的制冷剂即制冷剂A~制冷剂D进行详细说明。
需要说明的是,以下的制冷剂A、制冷剂B、制冷剂C和制冷剂D的各记载各自独立,表示点、线段的字母、实施例的编号以及比较例的编号均在制冷剂A、制冷剂B、制冷剂C和制冷剂D之间各自独立。例如,制冷剂A的实施例1和制冷剂B的实施例1表示关于相互不同的实施方式的实施例。
(1-5-1)制冷剂A
本发明的制冷剂A是包含反式-1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))、三氟乙烯(HFO-1123)和2,3,3,3-四氟-1-丙烯(R1234yf)的混合制冷剂。
本发明的制冷剂A具有作为R410A替代制冷剂所优选的各种特性,即,具有与R410A同等的制冷能力和性能系数,并且GWP足够小。
本发明的制冷剂A可以是满足以下的条件并包含HFO-1132(E)和R1234yf、以及根据需要的HFO-1123的组合物。该制冷剂A也具有与R410A同等的制冷能力和性能系数,并且GWP足够小,具有这样的作为R410A替代制冷剂所期望的各种特性。
条件:
在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点D(87.6,0.0,12.4)、
点G(18.2,55.1,26.7)、
点H(56.7,43.3,0.0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的线段OD、DG、GH和HO所包围的图形的范围内或上述线段OD、DG和GH上(其中,点O和H除外),
上述线段DG由
坐标(0.0047y2-1.5177y+87.598,y,-0.0047y2+0.5177y+12.402)
所表示,
上述线段GH由
坐标(-0.0134z2-1.0825z+56.692,0.0134z2+0.0825z+43.308,z)
所表示,并且
上述线段HO和OD为直线。本发明的制冷剂A在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的制冷能力比为92.5%以上,并且以R410A为基准的COP比为92.5%以上。
对于本发明的制冷剂A,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点L(72.5,10.2,17.3)、
点G(18.2,55.1,26.7)、
点H(56.7,43.3,0.0)和
点I(72.5,27.5,0.0)
这4个点分别连结而成的线段LG、GH、HI和IL所包围的图形的范围内或上述线段LG、GH和IL上(其中,点H和点I除外),
上述线段LG由
坐标(0.0047y2-1.5177y+87.598,y,-0.0047y2+0.5177y+12.402)
所表示,
上述线段GH由
坐标(-0.0134z2-1.0825z+56.692,0.0134z2+0.0825z+43.308,z)
所表示,并且
上述线段HI和IL为直线,则是优选的。本发明的制冷剂A在满足上述条件的情况下,不仅以R410A为基准的制冷能力比为92.5%以上,并且以R410A为基准的COP比为92.5%以上,进而以ASHRAE的标准显示出微可燃性(2L级)。
对于本发明的制冷剂A,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点D(87.6,0.0,12.4)、
点E(31.1,42.9,26.0)、
点F(65.5,34.5,0.0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的线段OD、DE、EF和FO所包围的图形的范围内或上述线段OD、DE和EF上(其中,点O和点F除外),
上述线段DE由
坐标(0.0047y2-1.5177y+87.598,y,-0.0047y2+0.5177y+12.402)
所表示,
上述线段EF由
坐标(-0.0064z2-1.1565z+65.501,0.0064z2+0.1565z+34.499,z)
所表示,并且
上述线段FO和OD为直线,则是优选的。本发明的制冷剂A在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的制冷能力比为93.5%以上,并且以R410A为基准的COP比为93.5%以上。
对于本发明的制冷剂A,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点L(72.5,10.2,17.3)、
点E(31.1,42.9,26.0)、
点F(65.5,34.5,0.0)和
点I(72.5,27.5,0.0)
这4个点分别连结而成的线段LE、EF、FI和IL所包围的图形的范围内或上述线段LE、EF和IL上(其中,点F和点I除外),
上述线段LE由
坐标(0.0047y2-1.5177y+87.598,y,-0.0047y2+0.5177y+12.402)
所表示,
上述线段EF由
坐标(-0.0134z2-1.0825z+56.692,0.0134z2+0.0825z+43.308,z)
所表示,并且
上述线段FI和IL为直线,则是优选的。本发明的制冷剂A在满足上述条件的情况下,不仅以R410A为基准的制冷能力比为93.5%以上,并且以R410A为基准的COP比为93.5%以上,进而以ASHRAE的标准显示出微可燃性(2L级)。
对于本发明的制冷剂A,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点A(93.4,0.0,6.6)、
点B(55.6,26.6,17.8)、
点C(77.6,22.4,0.0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的线段OA、AB、BC和CO所包围的图形的范围内或上述线段OA、AB和BC上(其中,点O和点C除外),
上述线段AB由
坐标(0.0052y2-1.5588y+93.385,y,-0.0052y2+0.5588y+6.615)
所表示,
上述线段BC由
坐标(-0.0032z2-1.1791z+77.593,0.0032z2+0.1791z+22.407,z)
所表示,并且
上述线段CO和OA为直线,则是优选的。本发明的制冷剂A在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的制冷能力比为95%以上,并且以R410A为基准的COP比为95%以上。
对于本发明的制冷剂A,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点K(72.5,14.1,13.4)、
点B(55.6,26.6,17.8)和
点J(72.5,23.2,4.3)
这3个点分别连结而成的线段KB、BJ和JK所包围的图形的范围内或上述线段上,上述线段KB由
坐标(0.0052y2-1.5588y+93.385,y,-0.0052y2+0.5588y+6.615)
所表示,
上述线段BJ由
坐标(-0.0032z2-1.1791z+77.593,0.0032z2+0.1791z+22.407,z)
所表示,并且
上述线段JK为直线,则是优选的。本发明的制冷剂A在满足上述条件的情况下,不仅以R410A为基准的制冷能力比为95%以上,并且以R410A为基准的COP比为95%以上,进而以ASHRAE的标准显示出微可燃性(2L级)。
对于本发明的制冷剂A,在无损上述特性或效果的范围内,除了HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以外,也可以进一步包含二氟甲烷(R32)。R32相对于本发明的制冷剂A整体的含有比例没有特别限定,可以广泛选择。例如,R32相对于本发明的制冷剂A整体的含有比例为21.8质量%时,该混合制冷剂的GWP为150,因此也能使R32的含有比例为其以下。R32相对于本发明的制冷剂A整体的含有比例例如也可以为5质量%以上。
对于本发明的制冷剂A,除了HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以外还包含R32的情况下,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以及R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z以及a时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图(图2B~图2H)中,能够为如下的制冷剂:
在0<a≤10.0时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.02a2-2.46a+93.4,0,-0.02a2+2.46a+6.6)、
点B’(-0.008a2-1.38a+56,0.018a2-0.53a+26.3,-0.01a2+1.91a+17.7)、
点C(-0.016a2+1.02a+77.6,0.016a2-1.02a+22.4,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或上述直线OA、AB’和B’C上(其中,点O和点C除外),
在10.0<a≤16.5时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.0244a2-2.5695a+94.056,0,-0.0244a2+2.5695a+5.944)、
点B’(0.1161a2-1.9959a+59.749,0.014a2-0.3399a+24.8,-0.1301a2+2.3358a+15.451)、
点C(-0.0161a2+1.02a+77.6,0.0161a2-1.02a+22.4,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或上述直线OA、AB’和B’C上(其中,点O和点C除外),或者,
在16.5<a≤21.8时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.0161a2-2.3535a+92.742,0,-0.0161a2+2.3535a+7.258)、
点B’(-0.0435a2-0.0435a+50.406,-0.0304a2+1.8991a-0.0661,0.0739a2-1.8556a+49.6601)、
点C(-0.0161a2+0.9959a+77.851,0.0161a2-0.9959a+22.149,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或上述直线OA、AB’和B’C上上(其中,点O和点C除外)。需要说明的是,在上述三成分组成图中,若将以R410A为基准的制冷能力比为95%、并且以R410A为基准的COP比为95%的点作为点B,则点B’是连结以R410A为基准的COP比为95%的点的近似直线与直线AB的交点。本发明的制冷剂A在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的制冷能力比为95%以上,并且以R410A为基准的COP比为95%以上。
对于本发明的制冷剂A,在无损上述特性或效果的范围内,可以除了HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以及R32以外进一步含有其他追加的制冷剂。从该方面考虑,本发明的制冷剂A优选相对于制冷剂A整体包含合计为99.5质量%以上的HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以及R32,更优选包含99.75质量%以上,进一步优选包含99.9质量%以上。
另外,对于本发明的制冷剂A,也可以相对于制冷剂A整体包含合计为99.5质量%以上的HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf,还可以包含99.75质量%以上,进而也可以包含99.9质量%以上。
另外,对于本发明的制冷剂A,也可以相对于制冷剂A整体包含合计为99.5质量%以上的HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以及R32,还可以包含99.75质量%以上,进而也可以包含99.9质量%以上。
作为追加的制冷剂,没有特别限定,可以广泛选择。混合制冷剂可以单独包含一种追加的制冷剂,也可以包含两种以上。
本发明的制冷剂A适合于作为R410A的替代制冷剂的用途。
(制冷剂A的实施例)
以下,举出制冷剂A的实施例来进一步详细说明。但是,本发明的制冷剂A并不限于这些实施例。
将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以它们的总和为基准按照表1~5中各自列出的质量%混合而制备出混合制冷剂。
关于这些各混合制冷剂,分别求出以R410为基准的COP比和制冷能力比。计算条件如下。
蒸发温度:5℃
冷凝温度:45℃
过热度:1K
过冷却度;5K
Ecomp(压缩作功量):0.7kWh
将这些值与关于各混合制冷剂的GWP一并列于表1~5。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
由这些结果可知,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点D(87.6,0.0,12.4)、
点G(18.2,55.1,26.7)、
点H(56.7,43.3,0.0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的线段OD、DG、GH和HO所包围的图形(图2A)的范围内或上述线段OD、DG和GH上的情况下(其中,点O和点H除外),以R410A为基准的制冷能力比为92.5%以上,并且以R410A为基准的COP比为92.5%以上。
另外,同样可知,坐标(x,y,z)在将
点D(87.6,0.0,12.4)、
点E(31.1,42.9,26.0)、
点F(65.5,34.5,0.0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的线段OD、DE、EF和FO所包围的图形(图2A)的范围内或上述线段OD、DE和EF上的情况下(其中,点O和点F除外),以R410A为基准的制冷能力比为93.5%以上,并且以R410A为基准的COP比为93.5%以上。
另外,同样可知,坐标(x,y,z)在将
点A(93.4,0.0,6.6)、
点B(55.6,26.6,17.8)、
点C(77.6,22.4,0.0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的线段OA、AB、BC和CO所包围的图形(图2A)的范围内或上述线段OA、AB和BC上的情况下(其中,点O和点C除外),以R410A为基准的制冷能力比为95%以上,并且以R410A为基准的COP比为95%以上。
需要说明的是,在这些组合物中,R1234yf有助于燃烧性的降低和聚合等变质抑制,优选包含R1234yf。
进而,对于这些各混合制冷剂,依据ANSI/ASHRAE34-2013标准测定了燃烧速度。燃烧速度为10cm/s以下时作为“2L级(微可燃性)”。由这些结果可知,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的混合制冷剂中,以它们的总和为基准包含72.5质量%以下的HFO-1132(E)时,可以判断为“2L级(微可燃性)”。
需要说明的是,燃烧速度试验使用图1所示的装置如下进行。首先,使所使用的混合制冷剂为99.5%或其以上的纯度,反复进行冷冻、抽吸和解冻的循环,直至在真空计上看不到空气的痕迹为止,由此进行脱气。通过封闭法测定燃烧速度。初始温度为环境温度。点火是通过在样品池的中心使电极间产生电火花而进行的。放电的持续时间为1.0~9.9ms,点火能量典型地为约0.1~1.0J。使用纹影照片将火焰蔓延视觉化。使用具备使光通过的2个亚克力窗的圆筒形容器(内径:155mm、长度:198mm)作为样品池,使用氙灯作为光源。利用高速数字摄像机以600fps的帧速记录火焰的纹影图像,保存在PC中。
将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以及R32以它们的总和为基准按照表6~12中各自列出的质量%混合而制备出混合制冷剂。
关于这些各混合制冷剂,分别求出以R410A为基准的COP比和制冷能力比。计算条件与上述相同。将这些值与关于各混合制冷剂的GWP一并列于表6~12。
【表6】
【表7】
【表8】
【表9】
【表10】
【表11】
【表12】
由这些结果可知,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以及R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z以及a时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图(图2B~图2H)中,
在0<a≤10.0时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.02a2-2.46a+93.4,0,-0.02a2+2.46a+6.6)、
点B’(-0.008a2-1.38a+56,0.018a2-0.53a+26.3,-0.01a2+1.91a+17.7)、
点C(-0.016a2+1.02a+77.6,0.016a2-1.02a+22.4,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或上述直线OA、AB’和B’C上(其中,点O和点C除外),
在10.0<a≤16.5时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.0244a2-2.5695a+94.056,0,-0.0244a2+2.5695a+5.944)、
点B’(0.1161a2-1.9959a+59.749,0.014a2-0.3399a+24.8,-0.1301a2+2.3358a+15.451)、
点C(-0.0161a2+1.02a+77.6,0.0161a2-1.02a+22.4,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或上述直线OA、AB’和B’C上(其中,点O和点C除外),或者,
在16.5<a≤21.8时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.0161a2-2.3535a+92.742,0,-0.0161a2+2.3535a+7.258)、
点B’(-0.0435a2-0.0435a+50.406,-0.0304a2+1.8991a-0.0661,0.0739a2-1.8556a+49.6601)、
点C(-0.0161a2+0.9959a+77.851,0.0161a2-0.9959a+22.149,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或上述直线OA、AB’和B’C上(其中,点O和点C除外)的本发明的制冷剂中,以R410A为基准的制冷能力比为95%以上,并且以R410A为基准的COP比为95%以上。
需要说明的是,图2B~图2H分别依次表示出R32含有比例a(质量%)为0质量%、5质量%、10质量%、14.3质量%、16.5质量%、19.2质量%和21.8质量%时的组成。
需要说明的是,在上述三成分组成图中,若将以R410A为基准的制冷能力比为95%、并且以R410A为基准的COP比为95%的点作为点B,则点B’是连结包含以R410A为基准的COP比为95%的点C在内的3个点的近似直线与直线AB的交点。
点A、B’和C通过近似计算分别如下求出。
点A是HFO-1123含有比例为0质量%、且以R410A为基准的制冷能力比为95%的点。关于点A,通过计算在以下的三个范围分别求出三个点,求出它们的近似式。
【表13】
点C是R1234yf含有比例为0质量%、且以R410A为基准的COP比为95%的点。关于点C,通过计算在以下的三个范围分别求出三个点,求出它们的近似式。
【表14】
关于点B’,通过计算在以下的三个范围分别求出三个点,求出它们的近似式。
【表15】
(1-5-2)制冷剂B
本发明的制冷剂B为混合制冷剂,其中,相对于制冷剂B的整体包含合计为99.5质量%以上的HFO-1132(E)和HFO-1123,并且,
相对于制冷剂B的整体包含62.5质量%~72.5质量%的HFO-1132(E)。
本发明的制冷剂B具有作为R410A替代制冷剂所优选的各种特性,即,(1)具有与R410A同等的性能系数;(2)具有与R410A同等的制冷能力;(3)GWP足够小;以及(4)在ASHRAE的标准中为微可燃性(2L级)。
对于本发明的制冷剂B来说,若该制冷剂为包含72.5质量%以下的HFO-1132(E)的混合制冷剂,则在ASHRAE的标准中为微可燃性(2L级),故是特别优选的。
对于本发明的制冷剂B来说,若该制冷剂为包含62.5质量%以上的HFO-1132(E)的混合制冷剂,则是更优选的。这种情况下,本发明的制冷剂B的以R410A为基准的性能系数比更加优异,并且HFO-1132(E)和/或HFO-1123的聚合反应进一步被抑制,稳定性更加优异。
除了HFO-1132(E)和HFO-1123以外,本发明的制冷剂B也可以在无损上述特性或效果的范围内进一步含有其他追加的制冷剂。从该方面考虑,本发明的制冷剂B更优选相对于制冷剂B整体包含合计为99.75质量%以上的HFO-1132(E)和HFO-1123,进一步优选包含99.9质量%以上。
作为追加的制冷剂,没有特别限定,可以广泛选择。混合制冷剂可以单独包含一种追加的制冷剂,也可以包含两种以上。
本发明的制冷剂B适合于作为R410A、R407C和R404A等HFC制冷剂、以及R22等HCFC制冷剂的替代制冷剂的用途。
(制冷剂B的实施例)
以下,举出制冷剂B的实施例来进一步详细说明。但是,本发明的制冷剂B并不限于这些实施例。
将HFO-1132(E)和HFO-1123以它们的总和为基准按照表16和表17中各自列出的质量%(质量%)进行混合,制备出混合制冷剂。
含有R410A(R32=50%/R125=50%)的混合物的组合物的GWP基于IPCC(Intergovernmental panel on Climate Change,政府间气候变化专门委员会)第4次报告书的值进行评价。HFO-1132(E)的GWP没有记载,但根据HFO-1132a(GWP=1以下)、HFO-1123(GWP=0.3,记载于专利文献1中),将其GWP假定为1。含有R410A和HFO-1132(E)与HFO-1123的混合物的组合物的制冷能力使用美国国家科学与技术研究院(NIST)参考流体热力学和传输特性数据库(Refprop9.0),在下述条件下实施混合制冷剂的制冷循环理论计算来求出。
另外,将基于这些结果算出的GWP、COP和制冷能力列于表1、表2。需要说明的是,关于比COP和比制冷能力,列出相对于R410A的比例。
性能系数(COP)通过下式求出。
COP=(制冷能力或制暖能力)/耗电量
另外,燃烧性依据ANSI/ASHRAE34-2013标准测定燃烧速度。燃烧速度为10cm/s以下时作为“2L级(微可燃性)”。
燃烧速度试验使用图1所示的装置如下进行。首先,使所使用的混合制冷剂为99.5%或其以上的纯度,反复进行冷冻、抽吸和解冻的循环,直至在真空计上看不到空气的痕迹为止,由此进行脱气。通过封闭法测定燃烧速度。初始温度为环境温度。点火是通过在样品池的中心使电极间产生电火花而进行的。放电的持续时间为1.0~9.9ms,点火能量典型地为约0.1~1.0J。使用纹影照片将火焰蔓延视觉化。使用具备使光通过的2个亚克力窗的圆筒形容器(内径:155mm、长度:198mm)作为样品池,使用氙灯作为光源。利用高速数字摄像机以600fps的帧速记录火焰的纹影图像,保存在PC中。
【表16】
【表17】
组合物相对于该组合物的整体包含62.5质量%~72.5质量%的HFO-1132(E)时,具有GWP=1这样的低GWP、同时稳定,并且能够确保ASHRAE燃烧性2L,更令人惊讶的是,能够确保与R410A同等的性能。
(1-5-3)制冷剂C
本发明的制冷剂C为包含HFO-1132(E)、R32和2,3,3,3-四氟-1-丙烯(R1234yf)的混合制冷剂。
本发明的制冷剂C具有作为R410A替代制冷剂所优选的各种特性,即,具有与R410A同等的冷却能力,GWP足够小,且在ASHRAE的标准中为微可燃性(2L级)。
对于本发明的制冷剂C,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点A(71.1,0.0,28.9)、
点C(36.5,18.2,45.3)、
点F(47.6,18.3,34.1)和
点D(72.0,0.0,28.0)
这4个点分别连结而成的线段AC、CF、FD以及DA所包围的图形的范围内或上述线段上,
上述线段AC由
坐标(0.0181y2-2.2288y+71.096,y,-0.0181y2+1.2288y+28.904)
所表示,
上述线段FD由
坐标(0.02y2-1.7y+72,y,-0.02y2+0.7y+28)
所表示,并且
上述线段CF和DA为直线,则是优选的。本发明的制冷剂C在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的制冷能力比为85%以上,GWP为125以下,且在ASHRAE的标准中为微可燃性(2L级)。
对于本发明的制冷剂C,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点A(71.1,0.0,28.9)、
点B(42.6,14.5,42.9)、
点E(51.4,14.6,34.0)和
点D(72.0,0.0,28.0)
这4个点分别连结而成的线段AB、BE、ED以及DA所包围的图形的范围内或上述线段上,
上述线段AB由
坐标(0.0181y2-2.2288y+71.096,y,-0.0181y2+1.2288y+28.904)
所表示,
上述线段ED由
坐标(0.02y2-1.7y+72,y,-0.02y2+0.7y+28)
所表示,并且
上述线段BE和DA为直线,则是优选的。本发明的制冷剂C在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的制冷能力比为85%以上,GWP为100以下,且在ASHRAE的标准中为微可燃性(2L级)。
对于本发明的制冷剂C,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点G(77.5,6.9,15.6)、
点I(55.1,18.3,26.6)和
点J(77.5.18.4,4.1)
这3个点分别连结而成的线段GI、IJ和JK所包围的图形的范围内或上述线段上,上述线段GI由
坐标(0.02y2-2.4583y+93.396,y,-0.02y2+1.4583y+6.604)
所表示,并且
上述线段IJ和JK为直线,则是优选的。本发明的制冷剂C在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的制冷能力比为95%以上,GWP为100以下,且难以引起聚合或分解等变化,稳定性优异。
对于本发明的制冷剂C,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点G(77.5,6.9,15.6)、
点H(61.8,14.6,23.6)和
点K(77.5,14.6,7.9)
这3个点分别连结而成的线段GH、HK和KG所包围的图形的范围内或上述线段上,上述线段GH由
坐标(0.02y2-2.4583y+93.396,y,-0.02y2+1.4583y+6.604)
所表示,并且
上述线段HK和KG为直线,则是优选的。本发明的制冷剂C在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的制冷能力比为95%以上,GWP为100以下,且难以引起聚合或分解等变化,稳定性优异。
对于本发明的制冷剂C,在无损上述特性或效果的范围内,除了HFO-1132(E)、R32和R1234yf以外可以进一步含有其他追加的制冷剂。从该方面考虑,本发明的制冷剂C优选相对于制冷剂C整体包含合计为99.5质量%以上的HFO-1132(E)、R32和R1234yf,更优选包含99.75质量%以上,进一步优选包含99.9质量%以上。
作为追加的制冷剂,没有特别限定,可以广泛选择。混合制冷剂可以单独包含一种追加的制冷剂,也可以包含两种以上。
本发明的制冷剂C适合于作为R410A的替代制冷剂的用途。
(制冷剂C的实施例)
以下,举出制冷剂C的实施例来进一步详细说明。但是,本发明的制冷剂C并不限于这些实施例。
对于HFO-1132(E)、R32和R1234yf的各混合制冷剂,根据ANSI/ASHRAE34-2013标准测定燃烧速度。以5质量%逐步变化R32的浓度,同时找出燃烧速度显示出10cm/s的组成。将找出的组成列于表18。
需要说明的是,燃烧速度试验使用图1所示的装置如下进行。首先,使所使用的混合制冷剂为99.5%或其以上的纯度,反复进行冷冻、抽吸和解冻的循环,直至在真空计上看不到空气的痕迹为止,由此进行脱气。通过封闭法测定燃烧速度。初始温度为环境温度。点火是通过在样品池的中心使电极间产生电火花而进行的。放电的持续时间为1.0~9.9ms,点火能量典型地为约0.1~1.0J。使用纹影照片将火焰蔓延视觉化。使用具备使光通过的2个亚克力窗的圆筒形容器(内径:155mm、长度:198mm)作为样品池,使用氙灯作为光源。利用高速数字摄像机以600fps的帧速记录火焰的纹影图像,保存在PC中。
【表18】
项目 | 单位 | 点D | R32=5质量% | R32=10质量% | R32=15质量% | R32=20质量% |
HFO-1132E | 质量% | 72 | 64 | 57 | 51 | 46 |
R32 | 质量% | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
R1234yf | 质量% | 28 | 31 | 33 | 34 | 34 |
燃烧速度 | cm/s | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
由这些结果可知,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的图2I的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在表18所示的5个点分别连结而成的线段上或该线段的右侧时,以ASHRAE的标准为微可燃性(2L级)。
这是因为,可知R1234yf与HFO-1132(E)和R32中的任一者相比燃烧速度均更低。
将HFO-1132(E)、R32和R1234yf以它们的总和为基准按照表19~23中分别列出的质量%进行混合,制备出混合制冷剂。对于表19~23的各混合制冷剂,分别求出以R410为基准的性能系数[Coefficient of Performance(COP)]比和制冷能力比。计算条件如下。
蒸发温度:5℃
冷凝温度:45℃
过热度:1K
过冷却度;5K
Ecomp(压缩作功量):0.7kWh
将这些值与关于各混合制冷剂的GWP一并列于表19~23。
【表19】
【表20】
【表21】
【表22】
【表23】
由这些结果可知,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点A(71.1,0.0,28.9)、
点C(36.5,18.2,45.3)、
点F(47.6,18.3,34.1)和
点D(72.0,0.0,28.0)
这4个点分别连结而成的线段AC、CF、FD以及DA所包围的图形(图2I)的范围内或该线段上的情况下,以R410A为基准的制冷能力比为85%以上,GWP为125以下,且在ASHRAE的标准中为微可燃性(2L级)。
另外,同样地,坐标(x,y,z)在将
点A(71.1,0.0,28.9)、
点B(42.6,14.5,42.9)、
点E(51.4,14.6,34.0)和
点D(72.0,0.0,28.0)
这4个点分别连结而成的线段AB、BE、ED以及DA所包围的图形(图2I)的范围内或该线段上的情况下,可知以R410A为基准的制冷能力比为85%以上,GWP为100以下,且在ASHRAE的标准中为微可燃性(2L级)。
另外,同样地,坐标(x,y,z)在将
点G(77.5,6.9,15.6)、
点I(55.1,18.3,26.6)和
点J(77.5.18.4,4.1)
这3个点分别连结而成的线段GI、IJ和JK所包围的图形(图2I)的范围内或该线段上的情况下,可知以R410A为基准的制冷能力比为95%以上,GWP为125以下,且难以引起聚合或分解等变化,稳定性优异。
另外,同样地,坐标(x,y,z)在将
点G(77.5,6.9,15.6)、
点H(61.8,14.6,23.6)和
点K(77.5,14.6,7.9)
这3个点分别连结而成的线段GH、HK和KG所包围的图形(图2I)的范围内或该线段上的情况下,可知以R410A为基准的制冷能力比为95%以上,GWP为100以下,且难以引起聚合或分解等变化,稳定性优异。
(1-5-4)制冷剂D
本发明的制冷剂D为包含HFO-1132(E)、HFO-1123和R32混合制冷剂。
本发明的制冷剂D具有作为R410A替代制冷剂所优选的各种特性,即,具有与R410A同等的冷却能力,且GWP足够小。
对于本发明的制冷剂D,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C’(56.7,43.3,0.0)、
点D’(52.2,38.3,9.5)、
点E’(41.8,39.8,18.4)和
点A’(81.6,0.0,18.4)
这5个点分别连结而成的线段OC’、C’D’、D’E’、E’A’和A’O所包围的图形的范围内或上述线段C’D’、D’E’和E’A’上(其中,点C’和A’除外),
上述线段C’D’由
坐标(-0.0297z2-0.1915z+56.7,0.0297z2+1.1915z+43.3,z)
所表示,
上述线段D’E’由
坐标(-0.0535z2+0.3229z+53.957,0.0535z2+0.6771z+46.043,z)
所表示,并且
上述线段OC’、E’A’和A’O为直线,则是优选的。本发明的制冷剂D在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的COP比为92.5%以上,且GWP为125以下。
对于本发明的制冷剂D,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C(77.7,22.3,0.0)、
点D(76.3,14.2,9.5)、
点E(72.2,9.4,18.4)和
点A’(81.6,0.0,18.4)
这5个点分别连结而成的线段OC、CD、DE、EA’和A’O所包围的图形的范围内或上述线段CD、DE和EA’上(其中,点C和A’除外),
上述线段CDE由
坐标(-0.017z2+0.0148z+77.684,0.017z2+0.9852z+22.316,z)
所表示,并且
上述线段OC、EA’和A’O为直线,则是优选的。本发明的制冷剂D在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的COP比为95%以上,且GWP为125以下。
对于本发明的制冷剂D,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C’(56.7,43.3,0.0)、
点D’(52.2,38.3,9.5)和
点A(90.5,0.0,9.5)
这5个点分别连结而成的线段OC’、C’D’、D’A和AO所包围的图形的范围内或上述线段C’D’和D’A上(其中,点C’和A除外),
上述线段C’D’由
坐标(-0.0297z2-0.1915z+56.7,0.0297z2+1.1915z+43.3,z)
所表示,并且
上述线段OC’、D’A和AO为直线,则是优选的。本发明的制冷剂D在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的COP比为93.5%以上,且GWP为65以下。
对于本发明的制冷剂D,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,若坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C(77.7,22.3,0.0)、
点D(76.3,14.2,9.5)、
点A(90.5,0.0,9.5)
这5个点分别连结而成的线段OC、CD、DA和AO所包围的图形的范围内或上述线段CD和DA上(其中,点C和A除外),
上述线段CD由
坐标(-0.017z2+0.0148z+77.684,0.017z2+0.9852z+22.316,z)
所表示,并且
上述线段OC、DA和AO为直线,则是优选的。本发明的制冷剂D在满足上述条件的情况下,以R410A为基准的COP比为95%以上,且GWP为65以下。
对于本发明的制冷剂D,在无损上述特性或效果的范围内,可以除了HFO-1132(E)、HFO-1123和R32以外进一步含有其他追加的制冷剂。从该方面考虑,本发明的制冷剂D优选相对于制冷剂D整体包含合计为99.5质量%以上的HFO-1132(E)、HFO-1123和R32,更优选包含99.75质量%以上,进一步优选包含99.9质量%以上。
作为追加的制冷剂,没有特别限定,可以广泛选择。混合制冷剂可以单独包含一种追加的制冷剂,也可以包含两种以上。
本发明的制冷剂D适合于作为R410A的替代制冷剂的用途。
(制冷剂D的实施例)
以下,举出制冷剂D的实施例来进一步详细说明。但是,本发明的制冷剂D并不限于这些实施例。
将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32以它们的总和为基准按照表24~26中各自列出的质量%进行混合,制备出混合制冷剂。
对于这些各混合制冷剂,分别求出以R410为基准的COP比和制冷能力[Refrigeration Capacity(有时也记为Cooling Capacity或Capacity)]比。计算条件如下。
蒸发温度:5℃
冷凝温度:45℃
过热度:1K
过冷却度;5K
Ecomp(压缩作功量):0.7kWh
将这些值与关于各混合制冷剂的GWP一并列于表24~26。
【表24】
【表25】
【表26】
由这些结果可知,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C’(56.7,43.3,0.0)、
点D’(52.2,38.3,9.5)、
点E’(41.8,39.8,18.4)和
点A’(81.6,0.0,18.4)
这5个点分别连结而成的线段OC’、C’D’、D’E’、E’A’和A’O所包围的图形(图2J)的范围内或上述线段C’D’、D’E’和E’A’上的情况下(其中,点C’和A’除外),以R410A为基准的COP比为92.5%以上,且GWP为125以下。
另外,同样可知,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C(77.7,22.3,0.0)、
点D(76.3,14.2,9.5)、
点E(72.2,9.4,18.4)和
点A’(81.6,0.0,18.4)
这5个点分别连结而成的线段OC、CD、DE、EA’和A’O所包围的图形(图2J)的范围内或上述线段CD、DE和EA’上的情况下(其中,点C和A’除外),以R410A为基准的COP比为95%以上,且GWP为125以下。
另外,同样可知,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C’(56.7,43.3,0.0)、
点D’(52.2,38.3,9.5)和
点A(90.5,0.0,9.5)
这5个点分别连结而成的线段OC’、C’D’、D’A和AO所包围的图形(图2J)的范围内或上述线段C’D’和D’A上的情况下(其中,点C’和A除外),以R410A为基准的COP比为92.5%以上,且GWP为65以下。
另外,同样可知,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C(77.7,22.3,0.0)、
点D(76.3,14.2,9.5)、
点A(90.5,0.0,9.5)
这5个点分别连结而成的线段OC、CD、DA和AO所包围的图形(图2J)的范围内或上述线段CD和DA上的情况下(其中,点C和A除外),以R410A为基准的COP比为95%以上,且GWP为65以下。
另一方面,如比较例2、3和4所示,在不包含R32的情况下,具有双键的HFO-1132(E)和HFO-1123的浓度相对较高,在制冷剂化合物中会导致分解等变质或聚合,故不是优选的。
另外,如比较例3、5和7所示,在不包含HFO-1123的情况下,无法获得其燃烧抑制效果,无法使组合物为微可燃性,故不是优选的。
(2)制冷机油
作为第2组的技术的制冷机油与制冷剂组合物共存而进行制冷循环,从而可以提高制冷循环装置内的润滑性,也可以发挥有效的循环性能。
作为制冷机油,可以举出例如含氧系合成油(酯系制冷机油、醚系制冷机油等)、烃系制冷机油等。其中,从与制冷剂或制冷剂组合物的相容性的观点出发,优选酯系制冷机油、醚系制冷机油。作为制冷机油,可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
从抑制润滑性和压缩机的密闭性的降低、在低温条件下充分确保与制冷剂的相容性、抑制压缩机的润滑不良、使蒸发器的热交换效率良好的至少任一观点出发,制冷机油优选40℃时的运动粘度为1mm2/s以上750mm2/s以下,更优选为1mm2/s以上400mm2/s以下。需要说明的是,作为制冷机油在100℃时的运动粘度,例如可以为1mm2/s以上100mm2/s以下,更优选为1mm2/s以上50mm2/s以下。
制冷机油的苯胺点优选为-100℃以上0℃以下。此处,“苯胺点”是例如表示烃系溶剂等的溶解性的数值,其表示将试样(此处为制冷机油)与等容积的苯胺混合并冷却时变得相互不溶解而开始浑浊时的温度(JISK2256中规定)。需要说明的是,这些值是制冷剂不溶解状态下的制冷机油自身的值。通过使用这样的苯胺点的制冷机油,例如,即使在构成树脂制功能部件的各轴承及电动机的绝缘材料在与制冷机油接触的位置使用的情况下,也能够提高制冷机油相对于这些树脂制功能部件的适应性。具体而言,若苯胺点过低,则制冷机油容易浸透至轴承、绝缘材料,轴承等容易溶胀。另一方面,若苯胺点过高,则制冷机油难以浸透轴承、绝缘材料,轴承等容易收缩。因此,通过使用苯胺点为上述的规定范围(-100℃以上0℃以下)的制冷机油,能够防止轴承、绝缘材料的溶胀/收缩变形。此处,当各轴承溶胀变形时,无法将滑动部处的间隙(间隔)维持在期望的长度。其结果,有可能导致滑动阻力的增大。当各轴承收缩变形时,轴承的硬度变高,有可能因压缩机的振动而导致轴承破损。也就是说,当各轴承收缩变形时,有可能导致滑动部的刚性下降。另外,若电动机的绝缘材料(绝缘包覆材料、绝缘膜等)溶胀变形,则该绝缘材料的绝缘性降低。若绝缘材料收缩变形,则与上述的轴承的情况同样,绝缘材料有可能破损,在该情况下,绝缘性也会降低。与此相对,如上所述,通过使用苯胺点在规定范围内的制冷机油,能够抑制轴承、绝缘材料的溶胀/收缩变形,因此能够避免这样的不良情况。
制冷机油与制冷剂组合物混合而作为制冷机用工作流体使用。制冷机油相对于制冷机用工作流体总量的混配比例优选为5质量%以上且60质量%以下,更优选为10质量%以上且50质量%以下。
(2-1)含氧系合成油
作为含氧系合成油的酯系制冷机油和醚系制冷机油主要具有碳原子和氧原子而构成。在酯系制冷机油、醚系制冷机油中,若该碳原子与氧原子的比率(碳/氧摩尔比)过小,则吸湿性变高;若该比率过大,则与制冷剂的相容性降低,因此该比率优选以摩尔比计为2以上且7.5以下。
(2-1-1)酯系制冷机油
作为酯系制冷机油,从化学稳定性的观点出发,可以举出二元酸与一元醇的二元酸酯油、多元醇与脂肪酸的多元醇酯油、或多元醇与多元酸与一元醇(或脂肪酸)的复合酯油、多元醇碳酸酯油等作为基础油成分。
(二元酸酯油)
作为二元酸酯油,优选为草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等二元酸,特别是碳原子数为5~10的二元酸(戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等)与具有直链或支链烷基的碳原子数为1~15的一元醇(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇等)的酯。作为该二元酸酯油,具体可以举出戊二酸双十三烷基酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二异癸酯、己二酸双十三烷基酯、癸二酸二(3-乙基己基)酯等。
(多元醇酯油)
多元醇酯油是由多元醇和脂肪酸(羧酸)合成的酯,碳/氧摩尔比为2以上7.5以下,优选为3.2以上5.8以下。
作为构成多元醇酯油的多元醇,可以举出二醇(乙二醇、1,3-丙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、1,7-庚二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇等)、具有3~20个羟基的多元醇(三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、二-(三羟甲基丙烷)、三-(三羟甲基丙烷)、季戊四醇、二-(季戊四醇)、三-(季戊四醇)、甘油、聚甘油(甘油的二聚体~三聚体)、1,3,5-戊三醇、山梨醇、脱水山梨醇、山梨醇甘油缩合物、核糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露糖醇等多元醇、木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纤维二糖、麦芽糖、异麦芽糖、海藻糖、蔗糖、棉子糖、龙胆三糖、松三糖等糖类以及它们的部分醚化物等),作为构成酯的多元醇,可以为上述的1种,也可以包含2种以上。
作为构成多元醇酯的脂肪酸,没有特别限制,通常使用碳原子数为1~24的脂肪酸。优选直链的脂肪酸、具有支链的脂肪酸。作为直链的脂肪酸,可以举出乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等,与羧基键合的烃基既可以全部为饱和烃,也可以具有不饱和烃。进而,作为具有支链的脂肪酸,可以举出2-甲基丙酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2,2-二甲基丙酸、2-甲基戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,2-二甲基丁酸、2,3-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸、2-甲基己酸、3-甲基己酸、4-甲基己酸、5-甲基己酸、2,2-二甲基戊酸、2,3-二甲基戊酸、2,4-二甲基戊酸、3,3-二甲基戊酸、3,4-二甲基戊酸、4,4-二甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戊酸、2,2,3-三甲基丁酸、2,3,3-三甲基丁酸、2-乙基-2-甲基丁酸、2-乙基-3-甲基丁酸、2-甲基庚酸、3-甲基庚酸、4-甲基庚酸、5-甲基庚酸、6-甲基庚酸、2-乙基己酸、3-乙基己酸、4-乙基己酸、2,2-二甲基己酸、2,3-二甲基己酸、2,4-二甲基己酸、2,5-二甲基己酸、3,3-二甲基己酸、3,4-二甲基己酸、3,5-二甲基己酸、4,4-二甲基己酸、4,5-二甲基己酸、5,5-二甲基己酸、2-丙基戊酸、2-甲基辛酸、3-甲基辛酸、4-甲基辛酸、5-甲基辛酸、6-甲基辛酸、7-甲基辛酸、2,2-二甲基庚酸、2,3-二甲基庚酸、2,4-二甲基庚酸、2,5-二甲基庚酸、2,6-二甲基庚酸、3,3-二甲基庚酸、3,4-二甲基庚酸、3,5-二甲基庚酸、3,6-二甲基庚酸、4,4-二甲基庚酸、4,5-二甲基庚酸、4,6-二甲基庚酸、5,5-二甲基庚酸、5,6-二甲基庚酸、6,6-二甲基庚酸、2-甲基-2-乙基己酸、2-甲基-3-乙基己酸、2-甲基-4-乙基己酸、3-甲基-2-乙基己酸、3-甲基-3-乙基己酸、3-甲基-4-乙基己酸、4-甲基-2-乙基己酸、4-甲基-3-乙基己酸、4-甲基-4-乙基己酸、5-甲基-2-乙基己酸、5-甲基-3-乙基己酸、5-甲基-4-乙基己酸、2-乙基庚酸、3-甲基辛酸、3,5,5-三甲基己酸、2-乙基-2,3,3-三甲基丁酸、2,2,4,4-四甲基戊酸、2,2,3,3-四甲基戊酸、2,2,3,4-四甲基戊酸、2,2-二异丙基丙酸等。脂肪酸可以是选自它们中的1种或2种以上的脂肪酸的酯。
构成酯的多元醇可以为1种,也可以为2种以上的混合物。另外,构成酯的脂肪酸既可以是单一成分,也可以是2种以上的脂肪酸的酯。脂肪酸既可以分别为1种,也可以为2种以上的混合物。另外,多元醇酯油也可以具有游离羟基。
作为具体的多元醇酯油,更优选为新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、二-(三羟甲基丙烷)、三-(三羟甲基丙烷)、季戊四醇、二-(季戊四醇)、三-(季戊四醇)等受阻醇的酯,进一步优选为新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷及季戊四醇、二-(季戊四醇)的酯,优选为新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二-(季戊四醇)等与碳原子数为2~20的脂肪酸的酯。
在构成这样的多元醇脂肪酸酯的脂肪酸中,脂肪酸可以仅为具有直链烷基的脂肪酸,也可以选自具有支链结构的脂肪酸。另外,也可以为直链脂肪酸和支链脂肪酸的混合酯。进一步,构成酯的脂肪酸也可以使用选自上述脂肪酸中的2种以上。
作为具体的例子,在直链脂肪酸和支链脂肪酸的混合酯的情况下,具有直链的碳原子数为4~6的脂肪酸和具有支链的碳原子数为7~9的脂肪酸的摩尔比为15:85~90:10,优选为15:85~85:15,更优选为20:80~80:20,进一步优选为25:75~75:25,最优选为30:70~70:30。另外,具有直链的碳原子数为4~6的脂肪酸和具有支链的碳原子数为7~9的脂肪酸的合计在构成多元醇脂肪酸酯的脂肪酸的总量中所占的比例优选为20摩尔%以上。关于脂肪酸组成,优选兼顾与制冷剂的充分的相容性及作为制冷机油所需的粘度。需要说明的是,此处所说的脂肪酸的比例是指以构成制冷机油中所含的多元醇脂肪酸酯的脂肪酸总量为基准的值。
其中,作为这样的制冷机油,优选含有如下的酯(以下称为“多元醇脂肪酸酯(A)”。),即,脂肪酸中的碳原子数为4~6的脂肪酸与碳原子数为7~9的支链脂肪酸的摩尔比为15:85~90:10,碳原子数为4~6的脂肪酸含有2-甲基丙酸,碳原子数为4~6的脂肪酸和碳原子数为7~9的支链脂肪酸的合计在构成上述酯的脂肪酸的总量中所占的比例为20摩尔%以上。
多元醇脂肪酸酯(A)包含:多元醇的所有羟基被酯化的完全酯、多元醇的羟基的一部分未酯化而残留的部分酯、以及完全酯与部分酯的混合物,多元醇脂肪酸酯(A)的羟值优选为10mgKOH/g以下,进而优选为5mgKOH/g以下,最优选为3mgKOH/g以下。
在构成多元醇脂肪酸酯(A)的脂肪酸中,碳原子数为4~6的脂肪酸与具有支链的碳原子数为7~9的脂肪酸的摩尔比为15:85~90:10,优选为15:85~85:15,更优选为20:80~80:20,进一步优选为25:75~75:25,最优选为30:70~70:30。另外,碳原子数为4~6的脂肪酸和具有支链的碳原子数为7~9的脂肪酸的合计在构成多元醇脂肪酸酯(A)的脂肪酸的总量中所占的比例为20摩尔%以上。在不满足有关脂肪酸组成的上述条件的情况下,在制冷剂组合物中含有二氟甲烷时,难以以高水准兼顾与该二氟甲烷的充分的相溶性和作为制冷机油所需的粘度。需要说明的是,脂肪酸的比例是指以构成制冷机油所含有的多元醇脂肪酸酯的脂肪酸总量为基准的值。
作为上述碳原子数为4~6的脂肪酸,具体而言,可以举出例如丁酸、2-甲基丙酸、戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2,2-二甲基丙酸、2-甲基戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,2-二甲基丁酸、2,3-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸、己酸等。其中,优选为2-甲基丙酸这样的在烷基骨架上具有支链的脂肪酸。
作为上述具有支链的碳原子数为7~9的脂肪酸,具体而言,可以举出例如2-甲基己酸、3-甲基己酸、4-甲基己酸、5-甲基己酸、2,2-二甲基戊酸、2,3-二甲基戊酸、2,4-二甲基戊酸、3,3-二甲基戊酸、3,4-二甲基戊酸、4,4-二甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戊酸、1,1,2-三甲基丁酸、1,2,2-三甲基丁酸、1-乙基-1-甲基丁酸、1-乙基-2-甲基丁酸、2-乙基己酸、3-乙基己酸、3,5-二甲基己酸、2,4-二甲基己酸、3,4-二甲基己酸、4,5-二甲基己酸、2,2-二甲基己酸、2-甲基庚酸、3-甲基庚酸、4-甲基庚酸、5-甲基庚酸、6-甲基庚酸、2-丙基庚酸、壬酸、2,2-二甲基庚酸、2-甲基辛酸、2-乙基庚酸、3-甲基辛酸、3,5,5-三甲基己酸、2-乙基-2,3,3-三甲基丁酸、2,2,4,4-四甲基戊酸、2,2,3,3-四甲基戊酸、2,2,3,4-四甲基戊酸、2,2-二异丙基丙酸等。
对于多元醇脂肪酸酯(A)而言,碳原子数为4~6的脂肪酸和具有支链的碳原子数为7~9的脂肪酸的摩尔比为15:85~90:10,且碳原子数为4~6的脂肪酸只要含有2-甲基丙酸,就可含有碳原子数为4~6的脂肪酸和具有支链的碳原子数为7~9的脂肪酸以外的脂肪酸作为构成酸成分。
作为上述碳原子数为4~6的脂肪酸和具有支链的碳原子数为7~9的脂肪酸以外的脂肪酸,具体而言,可以举出:乙酸、丙酸等碳原子数为2~3的脂肪酸;庚酸、辛酸、壬酸等碳原子数为7~9的直链脂肪酸;癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、油酸等碳原子数为10~20的脂肪酸等。
在组合使用上述碳原子数为4~6的脂肪酸、具有支链的碳原子数为7~9的脂肪酸和这些脂肪酸以外的脂肪酸的情况下,优选碳原子数为4~6的脂肪酸和碳原子数为7~9的支链脂肪酸的合计在构成多元醇脂肪酸酯(A)的脂肪酸的总量中所占的比例为20摩尔%以上,更优选为25摩尔%以上,进一步优选为30摩尔%以上。通过该比例为20摩尔%以上,在制冷剂组合物中含有二氟甲烷的情况下与该二氟甲烷的相容性充分。
多元醇脂肪酸酯(A)中,酸构成成分仅由2-甲基丙酸和3,5,5-三甲基己酸构成,则在兼顾确保必要粘度和制冷剂组合物中含有二氟甲烷时与该二氟甲烷的相溶性的方面是特别优选的。
上述多元醇脂肪酸酯可以是分子结构不同的酯的2种以上的混合物,在这种情况下,无需每一个分子必须满足上述条件,只要作为构成制冷机油中所含的季戊四醇脂肪酸酯的脂肪酸整体满足上述条件即可。
如上所述,多元醇脂肪酸酯(A)必须以碳原子数为4~6的脂肪酸和具有支链的碳原子数为7~9的脂肪酸作为构成酯的酸成分,并根据需要含有其它脂肪酸作为构成成分。即,多元醇脂肪酸酯(A)既可以仅将2种脂肪酸作为酸构成成分,也可以将3种以上的结构不同的脂肪酸作为酸构成成分,该多元醇脂肪酸酯优选仅含有与羰基碳相邻的碳原子(α位碳原子)并非季碳的脂肪酸作为酸构成成分。在构成多元醇脂肪酸酯的脂肪酸中含有α位碳原子为季碳的脂肪酸的情况下,具有在制冷剂组合物中含有二氟甲烷时在存在该二氟甲烷条件下的润滑性变得不充分的倾向。
另外,作为构成本实施方式的多元醇酯的多元醇,优选使用具有2~6个羟基的多元醇。
作为二元醇(二醇),具体而言,可以举出例如乙二醇、1,3-丙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、1,7-庚二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇等。另外,作为三元以上的醇,具体而言,可以举出例如三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、二-(三羟甲基丙烷)、三-(三羟甲基丙烷)、季戊四醇、二-(季戊四醇)、三-(季戊四醇)、甘油、聚甘油(甘油的二聚体~三聚体)、1,3,5-戊三醇、山梨醇、脱水山梨醇、山梨醇甘油缩合物、核糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露糖醇等多元醇、木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纤维二糖等糖类以及它们的部分醚化物等。这些之中,由于水解稳定性优异,因此更优选为新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、二-(三羟甲基丙烷)、三-(三羟甲基丙烷)、季戊四醇、二-(季戊四醇)、三-(季戊四醇)等受阻醇的酯,进一步优选为新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷及季戊四醇、二-(季戊四醇)的酯,进一步优选为新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二-(季戊四醇);由于与制冷剂的相容性及水解稳定性特别优异,因此最优选为季戊四醇、二-(季戊四醇)或季戊四醇与二-(季戊四醇)的混合酯。
作为构成上述多元醇脂肪酸酯(A)的酸构成成分的优选例,可以举出以下的例子。
(i)选自丁酸、2-甲基丙酸、戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2,2-二甲基丙酸、2-甲基戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,2-二甲基丁酸、2,3-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸和己酸的1种~13种与选自2-甲基己酸、3-甲基己酸、4-甲基己酸、5-甲基己酸、2,2-二甲基戊酸、2,3-二甲基戊酸、2,4-二甲基戊酸、3,3-二甲基戊酸、3,4-二甲基戊酸、4,4-二甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戊酸和2-乙基-3-甲基戊酸的1种~13种的组合;
(ii)选自丁酸、2-甲基丙酸、戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2,2-二甲基丙酸、2-甲基戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,2-二甲基丁酸、2,3-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸和己酸的1种~13种与选自2-甲基庚酸、3-甲基庚酸、4-甲基庚酸、5-甲基庚酸、6-甲基庚酸、2,2-二甲基己酸、3,3-二甲基己酸、4,4-二甲基己酸、5,5-二甲基己酸、2,3-二甲基己酸、2,4-二甲基己酸、2,5-二甲基己酸、3,4-二甲基己酸、3,5-二甲基己酸、4,5-二甲基己酸、2,2,3-二甲基戊酸、2,3,3-三甲基戊酸、2,4,4-三甲基戊酸、3,4,4-三甲基戊酸、2-乙基己酸、3-乙基己酸、2-丙基戊酸、2-甲基-2-乙基戊酸、2-甲基-3-乙基戊酸和3-甲基-3-乙基戊酸的1种~25种的组合;
(iii)选自丁酸、2-甲基丙酸、戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2,2-二甲基丙酸、2-甲基戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,2-二甲基丁酸、2,3-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸和己酸的1种~13种与选自2-甲基辛酸、3-甲基辛酸、4-甲基辛酸、5-甲基辛酸、6-甲基辛酸、7-甲基辛酸、8-甲基辛酸、2,2-二甲基庚酸、3,3-二甲基庚酸、4,4-二甲基庚酸、5,5-二甲基庚酸、6,6-二甲基庚酸、2,3-二甲基庚酸、2,4-二甲基庚酸、2,5-二甲基庚酸、2,6-二甲基庚酸、3,4-二甲基庚酸、3,5-二甲基庚酸、3,6-二甲基庚酸、4,5-二甲基庚酸、4,6-二甲基庚酸、2-乙基庚酸、3-乙基庚酸、4-乙基庚酸、5-乙基庚酸、2-丙基己酸、3-丙基己酸、2-丁基戊酸、2,2,3-三甲基己酸、2,2,3-三甲基己酸、2,2,4-三甲基己酸、2,2,5-三甲基己酸、2,3,4-三甲基己酸、2,3,5-三甲基己酸、3,3,4-三甲基己酸、3,3,5-三甲基己酸、3,5,5-三甲基己酸、3,5,5-三甲基己酸、4,4,5-三甲基己酸、4,5,5-三甲基己酸、2,2,3,3-四甲基戊酸、2,2,3,4-四甲基戊酸、2,2,4,4-四甲基戊酸、2,3,4,4-四甲基戊酸、3,3,4,4-四甲基戊酸、2,2-二乙基戊酸、2,3-二乙基戊酸、3,3-二乙基戊酸、2-乙基-2,3,3-三甲基丁酸、3-乙基-2,2,3-三甲基丁酸和2,2-二异丙基丙酸的1种~50种的组合。
作为构成上述多元醇脂肪酸酯的酸构成成分的进一步优选的例子,可以举出以下的例子。
(i)2-甲基丙酸与选自2-甲基己酸、3-甲基己酸、4-甲基己酸、5-甲基己酸、2,2-二甲基戊酸、2,3-二甲基戊酸、2,4-二甲基戊酸、3,3-二甲基戊酸、3,4-二甲基戊酸、4,4-二甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戊酸和2-乙基-3-甲基戊酸的1种~13种的组合;
(ii)2-甲基丙酸与选自2-甲基庚酸、3-甲基庚酸、4-甲基庚酸、5-甲基庚酸、6-甲基庚酸、2,2-二甲基己酸、3,3-二甲基己酸、4,4-二甲基己酸、5,5-二甲基己酸、2,3-二甲基己酸、2,4-二甲基己酸、2,5-二甲基己酸、3,4-二甲基己酸、3,5-二甲基己酸、4,5-二甲基己酸、2,2,3-二甲基戊酸、2,3,3-三甲基戊酸、2,4,4-三甲基戊酸、3,4,4-三甲基戊酸、2-乙基己酸、3-乙基己酸、2-丙基戊酸、2-甲基-2-乙基戊酸、2-甲基-3-乙基戊酸和3-甲基-3-乙基戊酸的1种~25种的组合;
(iii)2-甲基丙酸与选自2-甲基辛酸、3-甲基辛酸、4-甲基辛酸、5-甲基辛酸、6-甲基辛酸、7-甲基辛酸、8-甲基辛酸、2,2-二甲基庚酸、3,3-二甲基庚酸、4,4-二甲基庚酸、5,5-二甲基庚酸、6,6-二甲基庚酸、2,3-二甲基庚酸、2,4-二甲基庚酸、2,5-二甲基庚酸、2,6-二甲基庚酸、3,4-二甲基庚酸、3,5-二甲基庚酸、3,6-二甲基庚酸、4,5-二甲基庚酸、4,6-二甲基庚酸、2-乙基庚酸、3-乙基庚酸、4-乙基庚酸、5-乙基庚酸、2-丙基己酸、3-丙基己酸、2-丁基戊酸、2,2,3-三甲基己酸、2,2,3-三甲基己酸、2,2,4-三甲基己酸、2,2,5-三甲基己酸、2,3,4-三甲基己酸、2,3,5-三甲基己酸、3,3,4-三甲基己酸、3,3,5-三甲基己酸、3,5,5-三甲基己酸、3,5,5-三甲基己酸、4,4,5-三甲基己酸、4,5,5-三甲基己酸、2,2,3,3-四甲基戊酸、2,2,3,4-四甲基戊酸、2,2,4,4-四甲基戊酸、2,3,4,4-四甲基戊酸、3,3,4,4-四甲基戊酸、2,2-二乙基戊酸、2,3-二乙基戊酸、3,3-二乙基戊酸、2-乙基-2,3,3-三甲基丁酸、3-乙基-2,2,3-三甲基丁酸和2,2-二异丙基丙酸的1种~50种的组合。
所述多元醇脂肪酸酯(A)的含量以制冷机油总量为基准计为50质量%以上,优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为75质量%以上。如后所述,本实施方式的制冷机油可以含有多元醇脂肪酸酯(A)以外的润滑油基础油、添加剂,但若多元醇脂肪酸酯(A)小于50质量%,则无法以高水准兼顾必要粘度和相容性。
在本实施方式的制冷机油中,多元醇脂肪酸酯(A)主要被用作基础油。作为本实施方式的制冷机油的基础油,可以单独使用多元醇脂肪酸酯(A)(即多元醇脂肪酸酯(A)的含量为100质量%),但除此之外,还可以以不损害其优异的性能的程度进一步含有多元醇脂肪酸酯(A)以外的基础油。作为多元醇脂肪酸酯(A)以外的基础油,可以举出矿物油、烯烃聚合物、烷基二苯基链烷烃、烷基萘、烷基苯等烃系油;多元醇脂肪酸酯(A)以外的多元醇酯、复合酯、脂环式二羧酸酯等酯、聚乙二醇、聚乙烯基醚、酮、聚苯醚、有机硅、聚硅氧烷、全氟醚等含有氧的合成油(以下根据情况称为“其它含氧合成油”)等。
作为含氧的合成油,上述之中,优选为多元醇脂肪酸酯(A)以外的酯、聚乙二醇、聚乙烯基醚,特别优选为多元醇脂肪酸酯(A)以外的多元醇酯。作为多元醇脂肪酸酯(A)以外的多元醇酯,可以举出新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、季戊四醇、二季戊四醇等多元醇与脂肪酸的酯,特别优选为新戊二醇与脂肪酸的酯、季戊四醇与脂肪酸的酯以及二季戊四醇与脂肪酸的酯。
作为新戊二醇酯,优选为新戊二醇与碳原子数为5~9的脂肪酸的酯。作为这样的新戊二醇酯,具体而言,可以举出例如新戊二醇二(3,5,5-三甲基己酸)酯、新戊二醇二(2-乙基己酸)酯、新戊二醇二(2-甲基己酸)酯、新戊二醇二(2-乙基戊酸)酯、新戊二醇与2-甲基己酸·2-乙基戊酸的酯、新戊二醇与3-甲基己酸·5-甲基己酸的酯、新戊二醇与2-甲基己酸·2-乙基己酸的酯、新戊二醇与3,5-二甲基己酸·4,5-二甲基己酸·3,4-二甲基己酸的酯、新戊二醇二戊酸酯、新戊二醇二(2-乙基丁酸)酯、新戊二醇二(2-甲基戊酸)酯、新戊二醇二(2-甲基丁酸)酯、新戊二醇二(3-甲基丁酸)酯等。
作为季戊四醇酯,优选为季戊四醇与碳原子数为5~9的脂肪酸的酯。作为这样的季戊四醇酯,具体而言,可以举出季戊四醇与选自戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、己酸、2-甲基戊酸、2-乙基丁酸、2-乙基戊酸、2-甲基己酸、3,5,5-三甲基己酸及2-乙基己酸中的1种以上的脂肪酸的酯。
作为二季戊四醇酯,优选为二季戊四醇与碳原子数为5~9的脂肪酸的酯。作为这样的二季戊四醇酯,具体而言,可以举出二季戊四醇与选自戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、己酸、2-甲基戊酸、2-乙基丁酸、2-乙基戊酸、2-甲基己酸、3,5,5-三甲基己酸及2-乙基己酸中的1种以上的脂肪酸的酯。
在本实施方式的制冷机油含有多元醇脂肪酸酯(A)以外的含氧合成油的情况下,多元醇脂肪酸酯(A)以外的含氧合成油的含量只要不损害本实施方式的制冷机油的优异的润滑性和相容性即可,没有特别限制,在混配多元醇脂肪酸酯(A)以外的多元醇酯的情况下,以制冷机油总量为基准,优选小于50质量%,更优选为45质量%以下,进一步优选为40质量%以下,更进一步优选为35质量%以下,更进一步优选为30质量%以下,最优选为25质量%以下;在混配多元醇酯以外的含氧合成油的情况下,以制冷机油总量为基准,优选小于50质量%,更优选为40质量%以下,进一步优选为30质量%以下。若季戊四醇脂肪酸酯以外的多元醇酯、其它含氧合成油的混配量过多,则无法充分得到上述效果。
需要说明的是,多元醇脂肪酸酯(A)以外的多元醇酯可以是多元醇的羟基的一部分未被酯化而保持羟基而残留的部分酯,也可以是所有的羟基被酯化的完全酯,另外,也可以是部分酯和完全酯的混合物,但优选羟值为10mgKOH/g以下,更优选为5mgKOH/g以下,最优选为3mgKOH/g以下。
本实施方式的制冷机和制冷机用工作流体含有多元醇脂肪酸酯(A)以外的多元醇酯的情况下,作为该多元醇酯,可以含有由1种单一结构的多元醇酯构成的多元醇酯,另外也可以含有结构不同的2种以上的多元醇酯的混合物。
另外,多元醇脂肪酸酯(A)以外的多元醇酯可以是1种脂肪酸与1种多元醇的酯、2种以上的脂肪酸与1种多元醇的酯、1种脂肪酸与2种以上的多元醇的酯、2种以上的脂肪酸与2种以上的多元醇的酯中的任一种。
本实施方式的制冷机油可以仅由多元醇脂肪酸酯(A)构成,另外,也可以由多元醇脂肪酸酯(A)和其它基础油构成,还可以含有后述的各种添加剂。另外,在本实施方式的制冷机用工作流体中,也可以进一步含有各种添加剂。需要说明的是,在以下的说明中,关于添加剂的含量,以制冷机油总量为基准表示,但优选选定制冷机用工作流体中这些成分的含量,使其在以制冷机油总量为基准的情况下处于后述的优选范围内。
为了进一步改善本实施方式的制冷机油和制冷机用工作流体的耐磨耗性、耐负荷性,可以混配选自磷酸酯、酸性磷酸酯、硫代磷酸酯、酸性磷酸酯的胺盐、氯化磷酸酯和亚磷酸酯中的至少一种磷化合物。这些磷化合物为磷酸或亚磷酸与烷醇、聚醚型醇的酯或其衍生物。
具体而言,作为磷酸酯,可以列举例如磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三己酯、磷酸三庚酯、磷酸三辛酯、磷酸三壬酯、磷酸三癸酯、磷酸三(十一烷基)酯、磷酸三(十二烷基)酯、磷酸三(十三烷基)酯、磷酸三(十四烷基)酯、磷酸三(十五烷基)酯、磷酸三(十六烷基)酯、磷酸三(十七烷基)酯、磷酸三(十八烷基)酯、磷酸三油醇酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯基)酯、磷酸甲苯基二苯酯、磷酸二甲苯基二苯酯。
作为酸性磷酸酯,可以举出单丁基酸式磷酸酯、单戊基酸式磷酸酯、单己基酸式磷酸酯、单庚基酸式磷酸酯、单辛基酸式磷酸酯、单壬基酸式磷酸酯、单癸基酸式磷酸酯、单十一烷基酸式磷酸酯、单十二烷基酸式磷酸酯、单十三烷基酸式磷酸酯、单十四烷基酸式磷酸酯、单十五烷基酸式磷酸酯、单十六烷基酸式磷酸酯、单十七烷基酸式磷酸酯、单十八烷基酸式磷酸酯、单油醇酸式磷酸酯、二丁基酸式磷酸酯、二戊基酸式磷酸酯、二己基酸式磷酸酯、二庚基酸式磷酸酯、二辛基酸式磷酸酯、二壬基酸式磷酸酯、二癸基酸式磷酸酯、二(十一烷基)酸式磷酸酯、二(十二烷基)酸式磷酸酯、二(十三烷基)酸式磷酸酯、二(十四烷基)酸式磷酸酯、二(十五烷基)酸式磷酸酯、二(十六烷基)酸式磷酸酯、二(十七烷基)酸式磷酸酯、二(十八烷基)酸式磷酸酯、二油醇酸式磷酸酯等。
作为硫代磷酸酯,可以举出硫代磷酸三丁酯、硫代磷酸三戊酯、硫代磷酸三己酯、硫代磷酸三庚酯、硫代磷酸三辛酯、硫代磷酸三壬酯、硫代磷酸三癸酯、硫代磷酸三(十一烷基)酯、硫代磷酸三(十二烷基)酯、硫代磷酸三(十三烷基)酯、硫代磷酸三(十四烷基)酯、硫代磷酸三(十五烷基)酯、硫代磷酸三(十六烷基)酯、硫代磷酸三(十七烷基)酯、硫代磷酸三(十八烷基)酯、硫代磷酸三油醇酯、硫代磷酸三苯酯、硫代磷酸三甲苯酯、硫代磷酸三(二甲苯基)酯、硫代磷酸甲苯基二苯酯、硫代磷酸二甲苯基二苯酯等
作为酸性磷酸酯的胺盐,可以举出酸性磷酸酯与碳原子数为1~24、优选5~18的1~3级的直链或支链烷基的胺的胺盐。
作为构成酸性磷酸酯的胺盐的胺,可以举出与下述胺的盐:直链或支链的甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、油胺、二十四烷基胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、二(十一烷基)胺、二(十二烷基)胺、二(十三烷基)胺、二(十四烷基)胺、二(十五烷基)胺、二(十六烷基)胺、二(十七烷基)胺、二(十八烷基)胺、二油胺、二(二十四烷基)胺、三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三庚胺、三辛胺、三壬胺、三癸胺、三(十一烷基)胺、三(十二烷基)胺、三(十三烷基)胺、三(十四烷基)胺、三(十五烷基)胺、三(十六烷基)胺、三(十七烷基)胺、三(十八烷基)胺、三油胺、三(二十四烷基)胺等胺。胺可以为单独的化合物,也可以是2种以上的化合物的混合物。
作为氯化磷酸酯,可以举出三(二氯丙基)磷酸酯、三(氯乙基)磷酸酯、三(氯苯基)磷酸酯、聚氧化亚烷基二[二(氯烷基)]磷酸酯等。作为亚磷酸酯,可以举出亚磷酸二丁酯、亚磷酸二戊酯、亚磷酸二己酯、亚磷酸二庚酯、亚磷酸二辛酯、亚磷酸二壬酯、亚磷酸二癸酯、亚磷酸二(十一烷基)酯、亚磷酸二(十二烷基)酯、亚磷酸二油烯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸二甲苯酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸三戊酯、亚磷酸三己酯、亚磷酸三庚酯、亚磷酸三辛酯、亚磷酸三壬酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三(十一烷基)酯、亚磷酸三(十二烷基)酯、亚磷酸三油烯酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三甲苯酯等。另外,也可以使用它们的混合物。
本实施方式的制冷机油和制冷机用工作流体含有上述磷化合物的情况下,磷化合物的含量没有特别限制,但以制冷机油总量为基准(以基础油和全部混配添加剂的总量为基准),优选为0.01~5.0质量%,更优选为0.02~3.0质量%。需要说明的是,上述磷化合物可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
另外,本实施方式的制冷机油和制冷机用工作流体为了进一步改善其热/化学稳定性,可以添加萜化合物。本发明中所说的“萜化合物”是指异戊二烯聚合而成的化合物及它们的衍生物,优选使用异戊二烯的2~8聚体。作为萜化合物,具体而言,可以举出香叶醇、橙花醇、沉香醇、柠檬醛(含香叶醛)、香茅醇、薄荷醇、柠檬烯、松油醇、香芹酮、紫罗酮、侧柏酮、莰酮(camphre)、莰醇等单萜;法呢烯、法呢醇、橙花叔醇、保幼激素、蛇麻烯、丁子香烯、榄香烯、杜松醇、杜松烯、羟基马桑毒素等倍半萜;香叶基香叶醇、叶绿醇、松香酸、纳他霉素、瑞香毒素、紫杉酚、松香酸等二萜、香叶基法呢烯等二倍半萜;角鲨烯、柠檬苦素、山茶皂甙元、藿烷、羊毛甾醇等三萜、类胡萝卜素等四萜等。
在这些萜化合物中,优选单萜、倍半萜、二萜,更优选倍半萜,特别优选α法呢(3,7,11-三甲基十二碳-1,3,6,10-四烯)和/或β法呢烯(7,11-二甲基-3-亚甲基十二碳-1,6,10-三烯)。在本发明中,萜化合物可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
本实施方式的制冷机油中的萜化合物的含量没有特别限制,但以制冷机油总量为基准,优选为0.001~10质量%,更优选为0.01~5质量%,进一步优选为0.05~3质量%。若萜化合物的含量小于0.001质量%,则存在热/化学稳定性的提高效果不充分的倾向;另外,若超过10质量%,则存在润滑性不充分的倾向。另外,关于本实施方式的制冷机用工作流体中的萜化合物的含量,优选选定为在以制冷机油总量为基准的情况下成为上述的优选的范围内。
另外,本实施方式的制冷机油和制冷机用工作流体为了进一步改良其热/化学稳定性,可以含有选自苯基缩水甘油醚型环氧化合物、烷基缩水甘油醚型环氧化合物、缩水甘油酯型环氧化合物、烯丙基环氧乙烷化合物、烷基环氧乙烷化合物、脂环式环氧化合物、环氧化脂肪酸单酯和环氧化植物油中的至少一种环氧化合物。
作为苯基缩水甘油醚型环氧化合物,具体而言,可例示出苯基缩水甘油醚或烷基苯基缩水甘油醚。这里所述的烷基苯基缩水甘油醚,可列举具有1~3个碳原子数为1~13的烷基,其中作为优选的例子可例示出具有1个碳原子数4~10的烷基的例子,例如正丁基苯基缩水甘油醚、异丁基苯基缩水甘油醚、仲丁基苯基缩水甘油醚、叔丁基苯基缩水甘油醚、戊基苯基缩水甘油醚、己基苯基缩水甘油醚、庚基苯基缩水甘油醚、辛基苯基缩水甘油醚、壬基苯基缩水甘油醚、癸基苯基缩水甘油醚等。
作为烷基缩水甘油醚型环氧化合物,具体而言,可例示出癸基缩水甘油醚、十一烷基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、十三烷基酯缩水甘油醚、十四烷基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、山梨醇聚缩水甘油醚、聚亚烷基二醇单缩水甘油醚、聚亚烷基二醇二缩水甘油醚等。
作为缩水甘油酯型环氧化合物,具体而言,可列举出苯基缩水甘油酯、烷基缩水甘油酯、链烯基缩水甘油酯等,作为优选的例子,可例示出缩水甘油-2,2-二甲基辛酸酯、缩水甘油苯甲酸酯、缩水甘油丙烯酸酯、缩水甘油甲基丙烯酸酯等。
作为烯丙基环氧乙烷化合物,具体而言,可例示出1,2-环氧基苯乙烯、烷基-1,2-环氧基苯乙烯等。
作为烷基环氧乙烷化合物,具体而言,可例示出1,2-环氧丁烷、1,2-环氧戊烷、1,2-环氧己烷、1,2-环氧庚烷、1,2-环氧辛烷、1,2-环氧壬烷、1,2-环氧癸烷、1,2-环氧十一烷、1,2-环氧十二烷、1,2-环氧十三烷、1,2-环氧十四烷、1,2-环氧十五烷、1,2-环氧十六烷、1,2-环氧十七烷、1,1,2-环氧十八烷、2-环氧十九烷、1,2-环氧二十烷等。
作为脂环式环氧化合物,具体而言,可例示出1,2-环氧环己烷、1,2-环氧环戊烷、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯、二(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、外-2,3-环氧降莰烷、二(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)-螺(1,3-二恶烷-5,3’-[7]氧杂二环[4.1.0]庚烷、4-(1’-甲基环氧乙基)-1,2-环氧-2-甲基环己烷、4-环氧乙基-1,2-环氧环己烷等。
作为环氧化脂肪酸单酯,具体而言,可例示出被环氧化的碳原子数为12~20的脂肪酸和碳原子数为1~8的醇或苯酚、烷基苯酚的酯等。特别优选使用环氧基硬脂酸的丁酯、己酯、苄酯、环己酯、甲氧基乙酯、辛酯、苯酯和丁苯酯。
作为环氧化植物油,具体而言,可例示出大豆油、亚麻油、棉籽油等植物油的环氧化合物等。
在这些环氧化合物中,优选为苯基缩水甘油醚型环氧化合物、烷基缩水甘油醚型环氧化合物、缩水甘油酯型环氧化合物、和脂环式环氧化合物。
本实施方式的制冷机油和制冷机用工作流体含有上述环氧化合物时,环氧化合物的含量没有特别限制,但以制冷机油总量为基准,优选为0.01~5.0质量%,更优选为0.1~3.0质量%。需要说明的是,上述环氧化合物可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
需要说明的是,包含多元醇脂肪酸酯(A)的制冷机油在40℃时的运动粘度优选为20~80mm2/s,更优选为25~75mm2/s,最优选为30~70mm2/s。此外,100℃时的运动粘度优选为2~20mm2/s,更优选为3~10mm2/s。在运动粘度为上述下限值以上时,容易确保作为制冷机油所需的粘度;另一方面,在上述上限值以下时,能够充分地获得作为制冷剂组合物包含二氟甲烷时与该二氟甲烷的相容性。
另外,包含多元醇脂肪酸酯(A)的制冷机油的体积电阻率没有特别限制,优选为1.0×1012Ω·cm以上,更优选为1.0×1013Ω·cm以上,最优选为1.0×1014Ω·cm以上。特别是在用于密闭型的制冷机用的情况下,存在需要高电绝缘性的倾向。需要说明的是,体积电阻率是指依据JIS C 2011“电绝缘油试验方法”测定的25℃时的值。
另外,包含多元醇脂肪酸酯(A)的制冷机油的水分含量没有特别限制,以制冷机油总量为基准,优选为200ppm以下,更优选为100ppm以下,最优选为50ppm以下。特别是在用于密闭型的制冷机用的情况下,从制冷机油的热/化学稳定性、对电绝缘性的影响的观点出发,要求水分含量少。
另外,包含多元醇脂肪酸酯(A)的制冷机油的酸值没有特别限制,但为了防止腐蚀制冷机或配管中使用的金属,优选为0.1mgKOH/g以下,更优选为0.05mgKOH/g以下。需要说明的是,在本发明中,酸值是指依据JIS K 2501“石油产品和润滑油-中和值试验方法”测定的酸值。
另外,包含多元醇脂肪酸酯(A)的制冷机油的灰分没有特别限制,为了提高制冷机油的热/化学稳定性、抑制淤渣等的产生,优选为100ppm以下,更优选为50ppm以下。需要说明的是,灰分是指依据JIS K 2272“原油及石油产品的灰分以及硫酸灰分试验方法”测定的灰分的值。
(复合酯油)
复合酯油是指脂肪酸和二元酸与一元醇和多元醇的酯。作为脂肪酸、二元酸、一元醇、多元醇,可以使用与上述同样的物质。
作为脂肪酸,可以举出上述多元醇酯的脂肪酸所示的脂肪酸。
作为二元酸,可以举出草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等。
作为多元醇,可以举出上述多元醇酯的多元醇。复合酯是这些脂肪酸、二元酸、多元醇的酯,既可以分别是单一成分,也可以是由多个成分构成的酯。
(多元醇碳酸酯油)
多元醇碳酸酯油是碳酸与多元醇的酯。
作为多元醇,可以举出与上述同样的二醇或多元醇。
另外,作为多元醇碳酸酯油,可以为环状碳酸亚烷基酯的开环聚合物。
(2-1-2)醚系制冷机油
作为醚系制冷机油,可以举出聚乙烯基醚油、聚氧化烯油等。
(聚乙烯基醚油)
作为聚乙烯基醚油,可以举出乙烯基醚单体的聚合物、乙烯基醚单体与具有烯属双键的烃单体的共聚物、具有烯属双键与聚氧化烯链的单体与乙烯基醚单体的共聚物等。
聚乙烯基醚油的碳/氧摩尔比优选为2以上7.5以下,更优选为2.5以上5.8以下。若碳/氧摩尔比低于该范围,则吸湿性变高;若高于该范围,则相容性降低。另外,聚乙烯基醚的重均分子量优选为200以上3000以下,更优选为500以上1500以下。
聚乙烯基醚油的倾点优选为-30℃以下。聚乙烯基醚油在20℃时的表面张力优选为0.02N/m以上0.04N/m以下。聚乙烯基醚油在15℃时的密度优选为0.8g/cm3以上且1.8g/cm3以下。聚乙烯基醚油在温度30℃、相对湿度90%下的饱和水分量为2000ppm以上。
在制冷机油中,可以包含聚乙烯基醚作为主成分。在制冷剂中包含HFO-1234yf的情况下,作为制冷机油的主成分的聚乙烯基醚相对于该HFO-1234yf具有相容性,若制冷机油在40℃时的运动粘度为400mm2/s以下,则HFO-1234yf在制冷机油中以某种程度溶解。另外,在制冷机油的倾点为-30℃以下的情况下,即使制冷剂回路中的制冷剂组合物、制冷机油成为低温的部位也容易确保制冷机油的流动性。另外,在制冷机油的20℃时的表面张力为0.04N/m以下的情况下,从压缩机排出的制冷机油不易成为难以被制冷剂组合物推着流动的大的油滴。因此,从压缩机排出的制冷机油易溶解于HFO-1234yf而与HFO-1234yf一起返回到压缩机。
另外,在制冷机油在40℃时的运动粘度为30mm2/s以上的情况下,抑制运动粘度过低而使油膜强度不充分,容易确保润滑性能。另外,在制冷机油在20℃时的表面张力为0.02N/m以上的情况下,在压缩机内的气体制冷剂中不易成为小的油滴,能够抑制制冷机油从压缩机大量地被排出。因此,容易充分确保压缩机中的制冷机油的贮存量。
另外,在制冷机油的饱和水分量在温度30℃/相对湿度90%下为2000ppm以上的情况下,能够使制冷机油的吸湿性较高。由此,在制冷剂中包含HFO-1234yf的情况下,能够以某种程度利用制冷机油来捕捉HFO-1234yf中的水分。HFO-1234yf具有因所含有的水分的影响而容易变质/劣化的分子结构。因此,通过由制冷机油产生的吸湿效果,能够抑制这种劣化。
进一步,在能够与在制冷剂回路中流动的制冷剂接触的密封部、滑动部配置有规定的树脂制功能部件的情况且该树脂制功能部件由聚四氟乙烯、聚苯硫醚、酚醛树脂、聚酰胺树脂、氯丁二烯橡胶、硅橡胶、氢化丁腈橡胶、含氟橡胶、氯醚橡胶中的任一种构成的情况下,优选的是,考虑与该树脂制功能部件的适应性而将制冷机油的苯胺点设定为该数值范围。通过如此设定苯胺点,例如构成树脂制功能部件的轴承与制冷机油的适应性提高。具体而言,若苯胺点过小,则制冷机油容易浸透轴承等,轴承等容易溶胀。另一方面,若苯胺点过大,则制冷机油难以浸透轴承等,轴承等容易收缩。因此,通过使制冷机油的苯胺点为规定的数值范围,从而能够防止轴承等的溶胀/收缩变形。此处,例如当各轴承等发生溶胀/缩小变形时,无法将滑动部的间隙(间隔)维持在期望的长度。其结果,有可能导致滑动阻力的增大、滑动部的刚性降低。然而,通过如上述那样使制冷机油的苯胺点为规定的数值范围,从而能够抑制轴承等的溶胀/缩小变形,因此能够避免这样的不良情况。
乙烯基醚单体可以单独使用1种,也可以组合2种以上来使用。作为具有烯属双键的烃单体,可以举出乙烯、丙烯、各种丁烯、各种戊烯、各种己烯、各种庚烯、各种辛烯、二异丁烯、三异丁烯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、各种烷基取代苯乙烯等。具有烯属双键的烃单体可以单独使用1种,也可以组合2种以上来使用。
聚乙烯基醚共聚物可以为嵌段共聚物或无规共聚物中的任一种。聚乙烯基醚油可以单独使用1种,也可以组合2种以上来使用。
优选使用的聚乙烯基醚油具有下述通式(1)表示的结构单元。
[化学式1]
(式中,R1、R2及R3可以相同也可以不同,分别表示氢原子或碳原子数为1~8的烃基,R4表示碳原子数为1~10的二价烃基或碳原子数为2~20的二价醚键含氧烃基,R5表示碳原子数为1~20的烃基,m表示使上述聚乙烯基醚的m的平均值成为0~10的数,R1~R5的每个结构单元可以相同也可以不同,在一个结构单元中m为2以上的情况下,多个R4O可以相同也可以不同。)
上述通式(1)中的R1、R2及R3中的至少1个为氢原子,特别优选全部为氢原子。通式(1)中的m为0以上10以下,特别优选为0以上5以下,进一步优选为0。通式(1)中的R5表示碳原子数为1~20的烃基,作为该烃基,具体表示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、各种戊基、各种己基、各种庚基、各种辛基的烷基;环戊基、环己基、各种甲基环己基、各种乙基环己基、各种二甲基环己基等环烷基、苯基、各种甲苯基、各种乙苯基、各种二甲苯基的芳基;苄基、各种苯基乙基、各种甲基苄基的芳烷基。需要说明的是,在烷基、环烷基、苯基、芳基、芳烷基中,优选为烷基、特别是碳原子数为1以上5以下的烷基。需要说明的是,作为上述聚乙烯基醚油,优选的是,以R5的碳原子数为1或2的烷基的聚乙烯基醚油:R5的碳原子数为3或4的烷基的聚乙烯基醚油的比率为40%:60%~100%:0%的方式包含它们。
本实施方式的聚乙烯基醚油可以为通式(1)所示的结构单元相同的均聚物,也可以为由两种以上的结构单元构成的共聚物。共聚物可以为嵌段共聚物或无规共聚物中的任一种。
本实施方式的聚乙烯基醚油可以仅由上述通式(1)表示的结构单元构成,也可以为进一步包含下述通式(2)表示的结构单元的共聚物。在该情况下,共聚物可以为嵌段共聚物或无规共聚物中的任一种。
[化学式2]
(式中,R6~R9可以彼此相同也可以不同,分别表示氢原子或碳原子数为1~20的烃基。)
作为乙烯基醚系单体,可以举出下述通式(3)的化合物。
[化学式3]
(式中,R1、R2、R3、R4、R5以及m分别表示与通式(1)中的R1、R2、R3、R4、R5以及m相同的定义内容。)
存在有对应于上述聚乙烯基醚系化合物的各种化合物,但可以举出例如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基正丙基醚、乙烯基异丙基醚、乙烯基正丁基醚、乙烯基异丁基醚、乙烯基仲丁基醚、乙烯基叔丁基醚、乙烯基正戊基醚、乙烯基正己基醚、乙烯基-2-甲氧基乙基醚、乙烯基-2-乙氧基乙基醚、乙烯基-2-甲氧基-1-甲基乙基醚、乙烯基-2-甲氧基-丙基醚、乙烯基-3,6-二氧杂庚基醚、乙烯基-3,6,9-三氧杂癸基醚、乙烯基-1,4-二甲基-3,6-二氧杂庚基醚、乙烯基-1,4,7-三甲基-3,6,9-三氧杂癸基醚、乙烯基-2,6-二氧杂-4-庚基醚、乙烯基-2,6,9-三氧杂-4-癸基醚、1-甲氧基丙烯、1-乙氧基丙烯、1-正丙氧基丙烯、1-异丙氧基丙烯、1-正丁氧基丙烯、1-异丁氧基丙烯、1-仲丁氧基丙烯、1-叔丁氧基丙烯、2-甲氧基丙烯、2-乙氧基丙烯、2-正丙氧基丙烯、2-异丙氧基丙烯、2-正丁氧基丙烯、2-异丁氧基丙烯、2-仲丁氧基丙烯、2-叔丁氧基丙烯、1-甲氧基-1-丁烯、1-乙氧基-1-丁烯、1-正丙氧基-1-丁烯、1-异丙氧基-1-丁烯、1-正丁氧基-1-丁烯、1-异丁氧基-1-丁烯、1-仲丁氧基-1-丁烯、1-叔丁氧基-1-丁烯、2-甲氧基-1-丁烯、2-乙氧基-1-丁烯、2-正丙氧基-1-丁烯、2-异丙氧基-1-丁烯、2-正丁氧基-1-丁烯、2-异丁氧基-1-丁烯、2-仲丁氧基-1-丁烯、2-叔丁氧基-1-丁烯、2-甲氧基-2-丁烯、2-乙氧基-2-丁烯、2-正丙氧基-2-丁烯、2-异丙氧基-2-丁烯、2-正丁氧基-2-丁烯、2-异丁氧基-2-丁烯、2-仲丁氧基-2-丁烯、2-叔丁氧基-2-丁烯等。这些乙烯基醚系单体可以通过公知的方法来制造。
具有上述通式(1)所示的结构单元的聚乙烯基醚系化合物可以通过在本发明例所示的方法和公知的方法将其末端转换为期望的结构。作为转换的基团,可以举出饱和的烃、醚、醇、酮、酰胺、腈等。
作为聚乙烯基醚系化合物,优选具有如下末端结构。
[化学式4]
(式中,R11、R21及R31可以彼此相同也可以不同,分别表示氢原子或碳原子数为1~8的烃基,R41表示碳原子数为1~10的二价烃基或碳原子数为2~20的二价醚键含氧烃基,R51表示碳原子数为1~20的烃基,m表示使聚乙烯基醚的m的平均值成为0~10的数,在m为2以上的情况下,多个R41O可以相同也可以不同。)
[化学式5]
(式中,R61、R71、R81及R91既可以彼此相同也可以不同,分别表示氢原子或碳原子数为1~20的烃基。)
[化学式6]
(式中,R12、R22及R32可以彼此相同也可以不同,分别表示氢原子或碳原子数为1~8的烃基,R42表示碳原子数为1~10的二价烃基或碳原子数为2~20的二价醚键含氧烃基,R52表示碳原子数为1~20的烃基,m表示使聚乙烯基醚的m的平均值成为0~10的数,在m为2以上的情况下,多个R42O可以相同也可以不同。)
[化学式7]
(式中,R62、R72、R82及R92可以彼此相同也可以不同,分别表示氢原子或碳原子数为1~20的烃基。)
[化学式8]
(式中,R13、R23及R33可以彼此相同也可以不同,分别表示氢原子或碳原子数为1~8的烃基。)
本实施方式中的聚乙烯基醚油可以通过使上述单体进行自由基聚合、阳离子聚合、辐射聚合等来制造。在聚合反应结束后,根据需要实施通常的分离/纯化方法,从而得到具有目标通式(1)所示的结构单元的聚乙烯基醚系化合物。
(聚氧化烯油)
作为聚氧化烯油,可以举出利用以水或含羟基化合物作为引发剂使碳原子数为2~4的环氧烷(环氧乙烷、环氧丙烷等)聚合的方法等而得到的聚氧化烯化合物。另外,也可以使聚氧化烯化合物的羟基醚化或酯化。聚氧化烯油中的氧化烯单元可以在1分子中相同,也可以包含2种以上的氧化烯单元。优选在1分子中至少包含氧化丙烯单元。
作为具体的聚氧化烯油,可以举出例如由以下的通式(9)所表示的化合物。
R101-[(OR102)k-OR103]l…(9)
(式中,R101表示氢原子、碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为2~10的酰基或具有2个~6个键合部的碳原子数为1~10的脂肪族烃基,R102表示碳原子数为2~4的亚烷基,R103表示氢原子、碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为2~10的酰基,1表示1~6的整数,k表示使k×1的平均值成为6~80的数。)
上述通式(9)中,R101、R103中的烷基可以为直链状、支链状、环状中的任一种。作为该烷基的具体例,可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种戊基、各种己基、各种庚基、各种辛基、各种壬基、各种癸基、环戊基、环己基等。若该烷基的碳原子数超过10,则与制冷剂的相容性降低,有时会产生相分离。优选的烷基的碳原子数为1~6。
另外,R101、R103中的该酰基的烷基部分可以为直链状、支链状、环状中的任一种。作为该酰基的烷基部分的具体例,可以同样地举出作为上述烷基的具体例所列举的碳原子数为1~9的各种基团。若该酰基的碳原子数超过10,则与制冷剂的相容性降低,有时会产生相分离。优选的酰基的碳原子数为2~6。
在R101及R103均为烷基或酰基的情况下,R101与R103可以相同,也可以彼此不同。
进一步,在l为2以上的情况下,1分子中的多个R103可以相同,也可以不同。
在R101为具有2个~6个键合部位的碳原子数为1~10的脂肪族烃基的情况下,该脂肪族烃基可以为链状,也可以为环状。作为具有2个键合部位的脂肪族烃基,可以举出例如亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚环戊烯基、亚环己基等。另外,作为具有3个~6个键合部位的脂肪族烃基,可以举出例如从三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、山梨糖醇;1,2,3-三羟基环己烷;1,3,5-三羟基环己烷等多元醇中去除羟基后的残基。
若该脂肪族烃基的碳原子数超过10,则与制冷剂的相容性降低,有时会产生相分离。优选的碳原子数为2~6。
上述通式(9)中的R102是碳原子数为2~4的亚烷基,作为重复单元的氧化烯基,可以举出氧化乙烯基、氧化丙烯基、氧化丁烯基。1分子中的氧化烯基可以相同,也可以包含2种以上的氧化烯基,但优选在1分子中至少包含氧化丙烯单元,特别优选在氧化烯单元中包含50摩尔%以上的氧化丙烯单元。
上述通式(9)中的l为1~6的整数,可根据R101的键合部位的数量来确定。例如在R101为烷基或酰基的情况下,l为1;R101为具有2、3、4、5及6个结合部位的脂肪族烃基的情况下,l分别为2、3、4、5及6。l优选为1或2。另外,k优选为使k×l的平均值为6~80的数。
在经济性及上述效果的方面考虑,聚氧化烯油的结构优选为下述通式(10)所示的聚氧丙烯二醇二甲醚、以及下述通式(11)所示的聚(氧乙烯/氧丙烯)二醇二甲醚;另外,在经济性等方面考虑,优选为下述通式(12)所示的聚氧丙烯二醇单丁醚、以及下述通式(13)所示的聚氧丙烯二醇单甲醚、下述通式(14)所示的聚(氧乙烯/氧丙烯)二醇单甲醚、下述通式(15)所示的聚(氧乙烯/氧丙烯)二醇单丁醚、下述通式(16)所示的聚氧丙烯二醇二乙酸酯。
CH3O-(C3H6O)h-CH3…(10)
(式中,h表示6~80的数。)
CH3O-(C2H4O)i-(C3H6O)j-CH3…(11)
(式中,i和j分别表示1以上且i和j的合计为6~80的数。)
C4H9O-(C3H6O)h-H…(12)
(式中,h表示6~80的数。)
CH3O-(C3H6O)h-H…(13)
(式中,h表示6~80的数。)
CH3O-(C2H4O)i-(C3H6O)j-H…(14)
(式中,i和j分别表示1以上且i和j的合计为6~80的数。)
C4H9O-(C2H4O)i-(C3H6O)j-H…(15)
(式中,i和j分别表示1以上且i和j的合计为6~80的数。)
CH3COO-(C3H6O)h-COCH3(16)
(式中,h表示6~80的数。)
该聚氧化烯油可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
(2-2)烃系制冷机油
作为烃系制冷机油,例如可以使用烷基苯。
作为烷基苯,可以使用:利用氟化氢等催化剂以丙烯的聚合物和苯为原料合成的支链烷基苯、以及利用相同的催化剂以正链烷烃和苯为原料合成的直链烷基苯。从调整成适合作为润滑油基础油的粘度的观点出发,烷基的碳原子数优选为1~30,更优选为4~20。另外,为了利用烷基的碳原子数而使粘度为设定范围内,1分子烷基苯所具有的烷基的数量优选为1~4,更优选为1~3。
需要说明的是,烃系制冷机油优选与制冷剂一起在制冷循环系统内循环。制冷机油与制冷剂溶解是最优选的方式,但只要是能够在制冷循环系统内与制冷剂一起循环的制冷机油,则例如即使是溶解性低的制冷机油(例如日本专利第2803451号公报中记载的制冷机油)也能够使用。为了使制冷机油在制冷循环系统内循环,要求制冷机油的运动粘度小。作为烃系制冷机油的运动粘度,在40℃时优选为1mm2/s以上50mm2/s以下,更优选为1mm2/s以上25mm2/s以下。
这些制冷机油可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
制冷机用工作流体中的烃系制冷机油的含量例如相对于制冷剂组合物100质量份可以为10质量份以上100质量份以下,更优选为20质量份以上50质量份以下。
(2-3)添加剂
制冷机油中可以包含1种或2种以上的添加剂。
作为添加剂,可以举出捕酸剂、极压剂、抗氧化剂、消泡剂、油性剂、铜钝化剂等金属钝化剂、抗磨剂以及增容剂等。
捕酸剂可以使用苯基缩水甘油醚、烷基缩水甘油醚、亚烷基二醇缩水甘油醚、氧化环己烯、α-烯烃氧化物、环氧化大豆油等环氧化合物、碳二亚胺等。需要说明的是,这些之中,从相溶性的观点出发,优选苯基缩水甘油醚、烷基缩水甘油醚、亚烷基二醇缩水甘油醚、氧化环己烯、α-烯烃氧化物。烷基缩水甘油醚的烷基和亚烷基二醇缩水甘油醚的亚烷基可以具有支链。这些碳原子数只要为3以上30以下即可,更优选为4以上24以下,进一步优选为6以上16以下。另外,α-烯烃氧化物只要总碳原子数为4以上50以下即可,更优选为4以上24以下,进一步优选为6以上16以下。捕酸剂可以仅使用1种,也可以合用2种以上。
极压剂例如可以使用含有磷酸酯类的物质。作为磷酸酯类,可以使用磷酸酯、亚磷酸酯、酸性磷酸酯和酸性亚磷酸酯等,也可以使用包含磷酸酯、亚磷酸酯、酸性磷酸酯和酸性亚磷酸酯的胺盐的物质。
磷酸酯有三芳基磷酸酯、三烷基磷酸酯、三烷基芳基磷酸酯、三芳基烷基磷酸酯、三烯基磷酸酯等。进而,若具体列举出磷酸酯,则有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、苄基二苯基磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯、磷酸三丁酯、乙基二丁基磷酸酯、甲苯基二苯基磷酸酯、二甲苯基苯基磷酸酯、乙苯基二苯基磷酸酯、二乙苯基苯基磷酸酯、丙苯基二苯基磷酸酯、二丙苯基苯基磷酸酯、三乙苯基磷酸酯、三丙苯基磷酸酯、丁苯基二苯基磷酸酯、二丁苯基苯基磷酸酯、三丁苯基磷酸酯、磷酸三己酯、三(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸三癸酯、三月桂基磷酸酯、三肉豆蔻基磷酸酯、三棕榈基磷酸酯、三硬脂基磷酸酯、三油烯基磷酸酯等。
另外,作为亚磷酸酯的具体例,存在有:亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三甲苯酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2-乙基己基)亚磷酸酯、亚磷酸三癸酯、三月桂基亚磷酸酯、三异辛基亚磷酸酯、二苯基异癸基亚磷酸酯、三硬脂基亚磷酸酯、三油烯基亚磷酸酯等。
另外,作为酸性磷酸酯的具体例,存在有:2-乙基己基酸性磷酸酯、乙基酸性磷酸酯、丁基酸性磷酸酯、油烯基酸性磷酸酯、二十四烷基酸性磷酸酯、异癸基酸性磷酸酯、月桂基酸性磷酸酯、十三烷基酸性磷酸酯、硬脂基酸性磷酸酯、异硬脂基酸性磷酸酯等。
另外,作为酸性亚磷酸酯具体例,存在有:二丁基亚磷酸氢酯、二月桂基亚磷酸氢酯、二油烯基亚磷酸氢酯、二硬脂基亚磷酸氢酯、二苯基亚磷酸氢酯等。在以上的磷酸酯类中,优选油烯基酸性磷酸酯、硬脂基酸性磷酸酯。
另外,作为磷酸酯、亚磷酸酯、酸性磷酸酯或酸性亚磷酸酯的胺盐中所使用的胺中的单取代胺的具体例,存在有:丁胺、戊胺、己胺、环己胺、辛胺、月桂胺、硬脂胺、油胺、苄胺等。另外,作为二取代胺的具体例,存在有:二丁胺、二戊胺、二己胺、二环己胺、二辛胺、二月桂胺、二硬脂胺、二油胺、二苄胺、硬脂基·单乙醇胺、癸基·单乙醇胺、己基·单丙醇胺、苄基·单乙醇胺、苯基·单乙醇胺、甲苯基·单丙醇等。另外,作为三取代胺的具体例,存在有:三丁胺、三戊胺、三己胺、三环己胺、三辛胺、三月桂胺、三硬脂胺、三油胺、三苄胺、二油烯基·单乙醇胺、二月桂基·单丙醇胺、二辛基·单乙醇胺、二己基·单丙醇胺、二丁基·单丙醇胺、油烯基二乙醇胺、硬脂基二丙醇胺、月桂基二乙醇胺、辛基二丙醇胺、丁基二乙醇胺、苄基二乙醇胺、苯基二乙醇胺、甲苯基二丙醇胺、二甲苯基二乙醇胺、三乙醇胺、三丙醇胺等。
另外,作为上述以外的极压剂,可以举出例如:单硫醚类、多硫醚类、亚砜类、砜类、硫代亚磺酸酯系、硫化油脂、硫代碳酸酯类、噻吩类、噻唑类、甲磺酸酯类等有机硫化合物系的极压剂;硫代磷酸三酯类等硫代磷酸酯系的极压剂;高级脂肪酸、羟基芳基脂肪酸类、多元醇酯类、丙烯酸酯类等酯系的极压剂;氯化石蜡等氯化烃类;氯化羧酸衍生物等有机氯系的极压剂;氟化脂肪族羧酸类、氟化乙烯树脂、氟化烷基聚硅氧烷类、氟化石墨等有机氟化系的极压剂;高级醇等醇系的极压剂;环烷酸盐类(环烷酸铅等)、脂肪酸盐类(脂肪酸铅等)、硫代磷酸盐类(二烷基二硫代磷酸锌等)、硫代氨基甲酸盐类、有机钼化合物、有机锡化合物、有机锗化合物、硼酸酯等金属化合物系的极压剂。
抗氧化剂例如可以使用酚系抗氧化剂、胺系抗氧化剂。酚系抗氧化剂有2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(DBPC)、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、二叔丁基对甲酚、双酚A等。另外,胺系抗氧化剂有N,N’-二异丙基对苯二胺、N,N’-二仲丁基对苯二胺、苯基-α-萘胺、N,N’-二苯基对苯二胺、N,N-二(2-萘基)对苯二胺等。需要说明的是,抗氧化剂也可以使用捕捉氧的捕氧剂。
作为消泡剂,例如可以使用硅化合物。
作为油性剂,例如可以使用高级醇类、脂肪酸等。
作为铜钝化剂等金属钝化剂,可以使用苯并三唑或其衍生物等。
作为抗磨剂,可以使用二硫代磷酸锌等。
作为增容剂,没有特别限定,可以从通常使用的增容剂中适当选择,可以单独使用1种,也可以使用2种以上。作为增容剂,可以举出例如聚氧化亚烷基二醇醚、酰胺、腈、酮、氯碳、酯、内酯、芳基醚、氟醚和1,1,1-三氟烷烃等。作为增容剂,特别优选为聚氧化亚烷基二醇醚。
需要说明的是,在制冷机油中,根据需要,还可以添加耐负荷添加剂、捕氯剂、清洁分散剂、粘度指数提高剂、耐热性提高剂、稳定剂、防腐剂、耐热性提高剂、倾点下降剂以及防锈剂等。
上述各添加剂的混配量在制冷机油中包含的比例可以为0.01质量%以上5质量%以下,优选为0.05质量%以上3质量%以下。需要说明的是,在制冷剂组合物和制冷机油所混合的制冷机用工作流体中,添加剂的混配比例优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下。
需要说明的是,制冷机油的氯浓度优选为50ppm以下,硫浓度优选为50ppm以下。
(3)第3组的技术的实施方式
作为第1组的技术和第3组的技术的制冷循环装置为空调装置。
(3-1)第1实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3A、作为示意性控制框图构成图的图3B,对作为第1实施方式的制冷循环装置的空调装置1进行说明。
空调装置1是通过进行蒸气压缩式的制冷循环来调和对象空间的空气的装置。
空调装置1主要具有室外单元20、室内单元30、连接室外单元20和室内单元30的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5、作为输入装置和输出装置的未图示的遥控器、以及控制空调装置1的工作的控制器7。
在空调装置1进行这样的制冷循环:封入制冷剂回路10内的制冷剂被压缩、冷却或冷凝、减压,在被加热或蒸发后再次被压缩。在本实施方式中,在制冷剂回路10中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够使用上述的制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中与该混合制冷剂同时填充制冷机油。
(3-1-1)室外单元20
室外单元20经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室内单元30连接,构成制冷剂回路10的一部分。室外单元20主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室外风扇25、液体侧截止阀29以及气体侧截止阀28。
压缩机21是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至成为高压的设备。在此,作为压缩机21,使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件(省略图示)被压缩机马达旋转驱动的密闭式结构的压缩机。压缩机马达用于使容量变化,能够通过逆变器控制运转频率。需要说明的是,在压缩机21中,在吸入侧设有未图示的附属储液器(需要说明的是,该附属储液器的内容积小于后述的低压储罐、中压储罐、高压储罐各自的内容积,优选为一半以下)。
四通切换阀22通过切换连接状态,能够对于将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态、和将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态进行切换。
室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。
室外风扇25将室外的空气吸入室外单元20内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室外风扇25由室外风扇马达旋转驱动。
室外膨胀阀24被设于室外热交换器23的液体侧端部与液体侧截止阀29之间。室外膨胀阀24可以是与毛细管或感温筒一起使用的机械式膨胀阀,但优选为通过控制能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。
液体侧截止阀29是配置于室外单元20中的与液体侧制冷剂连通配管6的连接部分的手动阀。
气体侧截止阀28是配置于室外单元20中的与气体侧制冷剂连通配管5的连接部分的手动阀。
室外单元20具有对构成室外单元20的各部的工作进行控制的室外单元控制部27。室外单元控制部27具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室外单元控制部27经由通信线与各室内单元30的室内单元控制部34连接,进行控制信号等的发送接收。
在室外单元20设有排出压力传感器61、排出温度传感器62、吸入压力传感器63、吸入温度传感器64、室外热交换温度传感器65、外部气体温度传感器66等。这些各传感器与室外单元控制部27电连接,对于室外单元控制部27发送检测信号。排出压力传感器61对于流经将压缩机21的排出侧与四通切换阀22的一个连接端口连接的排出配管的制冷剂的压力进行检测。排出温度传感器62对于流经排出配管的制冷剂的温度进行检测。吸入压力传感器63对于流经将压缩机21的吸入侧与四通切换阀22的一个连接端口连接的吸入配管的制冷剂的压力进行检测。吸入温度传感器64对于流经吸入配管的制冷剂的温度进行检测。室外热交换温度传感器65对于流经室外热交换器23中的与连接四通切换阀22的一侧的相反侧即液体侧的出口的制冷剂的温度进行检测。外部气体温度传感器66对于通过室外热交换器23之前的室外的空气温度进行检测。
(3-1-2)室内单元30
室内单元30设置于作为对象空间的室内的壁面、天花板等。室内单元30经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
室内单元30具有室内热交换器31和室内风扇32。
室内热交换器31的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管5连接。室内热交换器31是在制冷运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。
室内风扇32将室内的空气吸入室内单元30内,在室内热交换器31中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室内风扇32由室内风扇马达旋转驱动。
另外,室内单元30具有对构成室内单元30的各部的工作进行控制的室内单元控制部34。室内单元控制部34具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室内单元控制部34经由通信线与室外单元控制部27连接,进行控制信号等的发送接收。
在室内单元30中设有室内液体侧热交换温度传感器71、室内空气温度传感器72等。这些各传感器与室内单元控制部34电连接,对于室内单元控制部34发送检测信号。室内液体侧热交换温度传感器71对于流经室内热交换器31中的与连接四通切换阀22的一侧的相反侧即液体侧的出口的制冷剂的温度进行检测。室内空气温度传感器72对于通过室内热交换器31之前的室内的空气温度进行检测。
(3-1-3)控制器7的详细情况
在空调装置1中,室外单元控制部27和室内单元控制部34经由通信线连接,由此构成对空调装置1的工作进行控制的控制器7。
控制器7主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,由控制器7进行的各种处理、控制通过室外单元控制部27和/或室内单元控制部34中包含的各部一体地发挥功能来实现。
(3-1-4)运转模式
下面对运转模式进行说明。
作为运转模式,设有制冷运转模式和制暖运转模式。
控制器7基于从遥控器等接收到的指示,判断是制冷运转模式还是制暖运转模式,并执行。
(3-1-4-1)制冷运转模式
在空调装置1中,在制冷运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室内热交换器31的顺序循环。
更具体地说,若开始制冷运转模式,则在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入到压缩机21中并在被压缩后排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的冷却负荷相应的容量控制。该容量控制没有特别限定,例如在按照室内的空气温度满足设定温度的方式对空调装置1进行控制的情况下,按照排出温度(排出温度传感器62的检测温度)为与设定温度和室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差相对应的值的方式对压缩机21的运转频率进行控制。
从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22流入室外热交换器23的气体侧端。
流入室外热交换器23的气体侧端的气体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外侧空气进行热交换而冷凝,成为液体制冷剂而从室外热交换器23的液体侧端流出。
从室外热交换器23的液体侧端流出的制冷剂在通过室外膨胀阀24时被减压。需要说明的是,室外膨胀阀24例如按照吸入压缩机21中的制冷剂的过热度达到规定的过热度目标值的方式进行控制。此处,压缩机21的吸入制冷剂的过热度可以通过例如从吸入温度(吸入温度传感器62的检测温度)减去与吸入压力(吸入压力传感器63的检测压力)相当的饱和温度而求出。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照使从压缩机21排出的制冷剂的排出温度为特定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂经由液体侧截止阀29和液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室内热交换器31的气体侧端流出。从室内热交换器31的气体侧端流出的气体制冷剂流向气体侧制冷剂连通配管5。
流经气体侧制冷剂连通配管5的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22而再次被吸入到压缩机21中。
(3-1-4-2)制暖运转模式
在空调装置1中,在制暖运转模式下,使四通切换阀22的连接状态为将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室内热交换器31、室外膨胀阀24、室外热交换器23的顺序进行循环。
更具体地说,若开始制暖运转模式,则在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入到压缩机21中并在被压缩后被排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的制暖负荷相应的容量控制。该容量控制没有特别限定,例如在按照室内的空气温度满足设定温度的方式对空调装置1进行控制的情况下,按照排出温度(排出温度传感器62的检测温度)为与设定温度和室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差相对应的值的方式对压缩机21的运转频率进行控制。
从压缩机21排出的气体制冷剂在流经四通切换阀22和气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而冷凝,成为气液二相状态的制冷剂或液体制冷剂而从室内热交换器31的液体侧端流出。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂流向液体侧制冷剂连通配管6。
流经液体侧制冷剂连通配管6的制冷剂流入室外单元20,通过液体侧截止阀29,在室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。需要说明的是,室外膨胀阀24例如按照被吸入到压缩机21中的制冷剂的过热度达到规定的过热度目标值的方式进行控制。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流入室外热交换器23的液体侧端。
从室外热交换器23的液体侧端流入的制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室外热交换器23的气体侧端流出。
从室外热交换器23的气体侧端流出的制冷剂经由四通切换阀22再次被吸入到压缩机21中。
(3-1-5)第1实施方式的特征
在空调装置1中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
(3-2)第2实施方式
以下参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3C、作为示意性控制框图构成图的图3D对作为第2实施方式的制冷循环装置的空调装置1a进行说明。需要说明的是,以下主要对于与第1实施方式的空调装置1的不同之处进行说明。
(3-2-1)空调装置1a的示意性构成
空调装置1a与上述第1实施方式的空调装置1的不同之处在于在室外单元20具备低压储罐41。
低压储罐41被设于压缩机21的吸入侧与四通切换阀22的一个连接端口之间,是能够将制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留的制冷剂容器。需要说明的是,本实施方式中,吸入压力传感器63和吸入温度传感器64按照以流经低压储罐41与压缩机21的吸入侧之间的制冷剂作为对象进行检测的方式来设置。另外,压缩机21中设有未图示的附属储液器,低压储罐41与该附属储液器的下游侧连接。
(3-2-2)制冷运转模式
在空调装置1a中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度为根据设定温度与室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差确定的目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。需要说明的是,蒸发温度没有特别限定,例如可以以与吸入压力传感器63的检测压力相当的制冷剂的饱和温度的形式进行掌握。
从压缩机21排出的气体制冷剂顺序流经四通切换阀22、室外热交换器23、室外膨胀阀24。
此处,室外膨胀阀24例如按照满足流经室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,流经室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度没有特别限定,例如可以通过从室外热交换温度传感器65的检测温度减去与制冷剂回路10的高压(排出压力传感器61的检测压力)相当的制冷剂的饱和温度而求出。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂经由液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30,在室内热交换器31中蒸发,流向气体侧制冷剂连通配管5。流经气体侧制冷剂连通配管5的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22、低压储罐41再次被吸入到压缩机21中。需要说明的是,在室内热交换器31中未被完全蒸发的液体制冷剂以剩余制冷剂的形式贮留在低压储罐41中。
(3-2-3)制暖运转模式
在空调装置1a中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度为根据设定温度与室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差确定的目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。需要说明的是,冷凝温度没有特别限定,例如可以以与排出压力传感器61的检测压力相当的制冷剂的饱和温度的形式进行掌握。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30的室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中冷凝。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂经由液体侧制冷剂连通配管6流入室外单元20,通过液体侧截止阀29,在室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。需要说明的是,室外膨胀阀24例如按照满足流经室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,流经室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度没有特别限定,例如可以通过从室内液体侧热交换温度传感器71的检测温度减去与制冷剂回路10的高压(排出压力传感器61的检测压力)相当的制冷剂的饱和温度而求出。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂在室外热交换器23蒸发,经由四通切换阀22、低压储罐41再次被吸入到压缩机21中。需要说明的是,在室外热交换器23中未被完全蒸发的液体制冷剂以剩余制冷剂的形式贮留在低压储罐41中。
(3-2-4)第2实施方式的特征
空调装置1a中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,在空调装置1a中,通过设置低压储罐41,即使不进行确保被吸入到压缩机21中的制冷剂的过热度达到规定值以上的控制(室外膨胀阀24的控制),也能够抑制液体压缩的产生。因此,作为室外膨胀阀24的控制,对于起到作为冷凝器的功能的情况下的室外热交换器23(起到作为冷凝器的功能的情况下的室内热交换器31也是同样的),能够按照充分确保流经出口的制冷剂的过冷却度的方式进行控制。
(3-3)第3实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3E、作为示意性控制框图构成图的图3F对作为第3实施方式的制冷循环装置的空调装置1b进行说明。需要说明的是,下面主要对于与第2实施方式的空调装置1a的不同之处进行说明。
(3-3-1)空调装置1b的示意性构成
空调装置1b与上述第2实施方式的空调装置1a的不同之处在于并列设置多个室内单元、以及在各室内单元中在室内热交换器的液体制冷剂侧设置室内膨胀阀。
空调装置1b具有相互并列连接的第1室内单元30和第2室内单元35。第1室内单元30与上述实施方式同样地具有第1室内热交换器31、第1室内风扇32,在第1室内热交换器31的液体制冷剂侧设有第1室内膨胀阀33。第1室内膨胀阀33优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。在第1室内单元30中与上述实施方式同样地设有第1室内单元控制部34、与第1室内单元控制部34电连接的第1室内液体侧热交换温度传感器71、第1室内空气温度传感器72,进一步设有第1室内气体侧热交换温度传感器73等。第1室内液体侧热交换温度传感器71对于流经第1室内热交换器31的液体制冷剂侧的出口的制冷剂的温度进行检测。第1室内气体侧热交换温度传感器73对于流经第1室内热交换器31的气体制冷剂侧的出口的制冷剂的温度进行检测。第2室内单元35与第1室内单元30同样地具有第2室内热交换器36、第2室内风扇37,在第2室内热交换器36的液体制冷剂侧设有第2室内膨胀阀38。第2室内膨胀阀38优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。在第2室内单元35与第1室内单元30同样地设有第2室内单元控制部39、与第2室内单元控制部39电连接的第2室内液体侧热交换温度传感器75、第2室内空气温度传感器76、以及第2室内气体侧热交换温度传感器77。
另外,空调装置1b与上述第2实施方式的空调装置1a的不同之处在于在室外单元中未设置室外膨胀阀24、以及设置具有旁通膨胀阀49的旁通配管40。
旁通配管40为将从室外热交换器23的液体制冷剂侧的出口延伸至液体侧截止阀29的制冷剂配管与从四通切换阀22的一个连接端口延伸至低压储罐41的制冷剂配管进行连接的制冷剂配管。旁通膨胀阀49优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。需要说明的是,对旁通配管40并不限于设有能够进行开度调节的电动膨胀阀,例如可以具有毛细管和能开闭的电磁阀。
(3-3-2)制冷运转模式
空调装置1b中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度达到目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标蒸发温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。需要说明的是,蒸发温度没有特别限定,例如可以以与吸入压力传感器63的检测压力相当的制冷剂的饱和温度的形式进行掌握。
从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22在室外热交换器23中冷凝。流经室外热交换器23的制冷剂经由液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6被送至第1室内单元30和第2室内单元35。
此处,在第1室内单元30中,第1室内膨胀阀33例如按照满足流经第1室内热交换器31的气体侧出口的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,流经第1室内热交换器31的气体侧出口的制冷剂的过热度没有特别限定,例如可以通过从第1室内气体侧热交换温度传感器73的检测温度减去与制冷剂回路10的低压(吸入压力传感器63的检测压力)相当的制冷剂的饱和温度而求出。另外,第2室内单元35的第2室内膨胀阀38也与第1室内膨胀阀33同样地例如按照满足流经第2室内热交换器36的气体侧出口的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,对于流经第2室内热交换器36的气体侧出口的制冷剂的过热度也没有特别限定,例如可以通过从第2室内气体侧热交换温度传感器77的检测温度减去与制冷剂回路10的低压(吸入压力传感器63的检测压力)相当的制冷剂的饱和温度来求出。另外,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38均可以按照满足通过从吸入温度传感器64的检测温度减去与吸入压力传感器63的检测压力相当的制冷剂的饱和温度而得到的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。此外,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
利用第1室内膨胀阀33减压后的制冷剂在第1室内热交换器31中蒸发,利用第2室内膨胀阀38减压后的制冷剂在第2室内热交换器36中蒸发,合流后流向气体侧制冷剂连通配管5。流经气体侧制冷剂连通配管5的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22、低压储罐41再次被吸入到压缩机21中。需要说明的是,在第1室内热交换器31和第2室内热交换器中未被完全蒸发的液体制冷剂以剩余制冷剂的形式贮留在低压储罐41中。需要说明的是,旁通配管40的旁通膨胀阀49进行下述控制:在满足作为冷凝器发挥功能的室外热交换器23的内部的制冷剂量为过量的相关规定条件的情况下开阀或增加阀开度。作为旁通膨胀阀49的开度控制没有特别限定,例如可以进行在冷凝压力(例如排出压力传感器61的检测压力)为规定值以上的情况下开阀或增加开度的控制,也可以进行按照增大通过流量的方式以规定的时间间隔切换开状态和闭状态的控制。
(3-3-3)制暖运转模式
在空调装置1b中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度达到目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标冷凝温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。需要说明的是,冷凝温度没有特别限定,例如可以以与排出压力传感器61的检测压力相当的制冷剂的饱和温度的形式进行掌握。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,一部分制冷剂流入第1室内单元30的第1室内热交换器31的气体侧端,在第1室内热交换器31中冷凝,另一部分制冷剂流入第2室内单元35的第2室内热交换器36的气体侧端,在第2室内热交换器36中冷凝。
需要说明的是,第1室内单元30的第1室内膨胀阀33按照满足流经第1室内热交换器31的液体侧的制冷剂的过冷却度达到规定的目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。对于第2室内单元35的第2室内膨胀阀38,也同样地按照满足流经第2室内热交换器36的液体侧的制冷剂的过冷却度达到规定的目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,流经第1室内热交换器31的液体侧的制冷剂的过冷却度可以通过从第1室内液体侧热交换温度传感器71的检测温度减去与制冷剂回路10中的高压(排出压力传感器61的检测压力)相当的制冷剂的饱和温度而求出。另外,对于流经第2室内热交换器36的液体侧的制冷剂的过冷却度,也同样地可以通过从第2室内液体侧热交换温度传感器75的检测温度减去与制冷剂回路10中的高压(排出压力传感器61的检测压力)相当的制冷剂的饱和温度而求出。
利用第1室内膨胀阀33减压后的制冷剂和利用第2室内膨胀阀38减压后的制冷剂合流,通过液体侧制冷剂连通配管6、液体侧截止阀29后,在室外热交换器23中蒸发,经由四通切换阀22、低压储罐41再次被吸入到压缩机21中。需要说明的是,室外热交换器23中未被完全蒸发的液体制冷剂以剩余制冷剂的形式贮留在低压储罐41中。需要说明的是,制暖运转时没有特别限定,旁通配管40的旁通膨胀阀49例如可以维持全关状态。
(3-3-4)第3实施方式的特征
空调装置1b中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,在空调装置1b中,通过设置低压储罐41,能够抑制压缩机21中的液体压缩。另外,通过在制冷运转时对第1室内膨胀阀33、第2室内膨胀阀38进行过热度控制、在制暖运转时对第1室内膨胀阀33、第2室内膨胀阀38进行过冷却度控制,容易充分发挥出第1室内热交换器31、第2室内热交换器36中的能力。
(3-4)第4实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3G、作为示意性控制框图构成图的图3H对作为第4实施方式的制冷循环装置的空调装置1c进行说明。需要说明的是,下文中主要对于与第2实施方式的空调装置1a的不同之处进行说明。
(3-4-1)空调装置1c的示意性构成
空调装置1c与上述第2实施方式的空调装置1a的不同之处在于室外单元20不具备低压储罐41、具备高压储罐42、具备室外桥回路26。
另外,室内单元30具有对于流经室内热交换器31的液体侧的制冷剂温度进行检测的室内液体侧热交换温度传感器71、对于室内的空气温度进行检测的室内空气温度传感器72、以及对于流经室内热交换器31的气体侧的制冷剂温度进行检测的室内气体侧热交换温度传感器73。
室外桥回路26被设于室外热交换器23的液体侧与液体侧截止阀29之间,具有4个连接处和设于各连接处之间的逆止阀。室外桥回路26所具有的4个连接处中,从与室外热交换器23的液体侧的连接处和与液体侧截止阀29的连接处以外的2处分别连接延伸至高压储罐42的制冷剂配管。另外,这些制冷剂配管中,在从高压储罐42的内部空间中的气体区域延伸出的制冷剂配管的中途设有室外膨胀阀24。
(3-4-2)制冷运转模式
空调装置1c中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度为根据设定温度与室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差确定的目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。需要说明的是,蒸发温度没有特别限定,例如可以以室内液体侧热交换温度传感器71的检测温度的形式进行掌握,也可以以与吸入压力传感器63的检测压力相当的制冷剂的饱和温度的形式进行掌握。
从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22在室外热交换器23中冷凝。流经室外热交换器23的制冷剂经由室外桥回路26的一部分而流入高压储罐42。需要说明的是,制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在高压储罐42中。从高压储罐42的气体区域流出的气体制冷剂在室外膨胀阀24处被减压。
此处,室外膨胀阀24例如按照满足流经室内热交换器31的气体侧出口的制冷剂的过热度或流经压缩机21的吸入侧的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,流经室内热交换器31的气体侧出口的制冷剂的过热度没有特别限定,例如可以通过从室内气体侧热交换温度传感器73的检测温度减去与制冷剂回路10的低压(吸入压力传感器63的检测压力)相当的制冷剂的饱和温度来求出。另外,流经压缩机21的吸入侧的制冷剂的过热度可以通过从吸入温度传感器64的检测温度减去与吸入压力传感器63的检测压力相当的制冷剂的饱和温度而求出。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流经室外桥回路26的另一部分,经由液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30,在室内热交换器31中蒸发。流过室内热交换器31的制冷剂经由气体侧制冷剂连通配管5、气体侧截止阀28、四通切换阀22再次被吸入到压缩机21中。
(3-4-3)制暖运转模式
在空调装置1c中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度为根据设定温度与室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差确定的目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。需要说明的是,冷凝温度没有特别限定,例如可以以与排出压力传感器61的检测压力相当的制冷剂的饱和温度的形式进行掌握。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30的室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中冷凝。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂经液体侧制冷剂连通配管6流入室外单元20,通过液体侧截止阀29流经室外桥回路26的一部分,流入高压储罐42。需要说明的是,制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在高压储罐42中。从高压储罐42的气体区域流出的气体制冷剂在室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。
需要说明的是,室外膨胀阀24例如按照满足压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,流经压缩机21的吸入侧的制冷剂的过热度没有特别限定,例如可以通过从吸入温度传感器64的检测温度减去与吸入压力传感器63的检测压力相当的制冷剂的饱和温度来求出。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流经室外桥回路26的另一部分,在室外热交换器23中蒸发,经四通切换阀22再次被吸入到压缩机21中。
(3-4-4)第4实施方式的特征
空调装置1c中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,空调装置1c中,通过设置高压储罐42,能够贮留制冷剂回路10中的剩余制冷剂。
(3-5)第5实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3I、作为示意性控制框图构成图的图3J,对作为第5实施方式的制冷循环装置的空调装置1d进行说明。需要说明的是,下面主要对于与第4实施方式的空调装置1c的不同之处进行说明。
(3-5-1)空调装置1d的示意性构成
空调装置1d与上述第4实施方式的空调装置1c的不同之处在于并列设置多个室内单元、以及在各室内单元中在室内热交换器的液体制冷剂侧设置室内膨胀阀。
空调装置1d具有相互并列连接的第1室内单元30和第2室内单元35。第1室内单元30与上述实施方式同样地具有第1室内热交换器31、第1室内风扇32,在第1室内热交换器31的液体制冷剂侧设有第1室内膨胀阀33。第1室内膨胀阀33优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。在第1室内单元30中与上述实施方式同样地设有第1室内单元控制部34、与第1室内单元控制部34电连接的第1室内液体侧热交换温度传感器71、第1室内空气温度传感器72、第1室内气体侧热交换温度传感器73等。第1室内液体侧热交换温度传感器71对于流经第1室内热交换器31的液体制冷剂侧的出口的制冷剂的温度进行检测。第1室内气体侧热交换温度传感器73对于流经第1室内热交换器31的气体制冷剂侧的出口的制冷剂的温度进行检测。第2室内单元35与第1室内单元30同样地具有第2室内热交换器36、第2室内风扇37,第2室内热交换器36的液体制冷剂侧设有第2室内膨胀阀38。第2室内膨胀阀38优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。在第2室内单元35中与第1室内单元30同样地设有第2室内单元控制部39、与第2室内单元控制部39电连接的第2室内液体侧热交换温度传感器75、第2室内空气温度传感器76、第2室内气体侧热交换温度传感器77。
(3-5-2)制冷运转模式
空调装置1c中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度达到目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标蒸发温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。
从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22在室外热交换器23中冷凝。流经室外热交换器23的制冷剂经由室外桥回路26的一部分流入高压储罐42。需要说明的是,制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在高压储罐42中。从高压储罐42的气体区域流出的气体制冷剂在室外膨胀阀24处被减压。此处,制冷运转时,室外膨胀阀24例如按照阀开度达到全开状态的方式进行控制。
通过了室外膨胀阀24的制冷剂流经室外桥回路26的另一部分,经由液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6流入第1室内单元30和第2室内单元35。
流入了第1室内单元30中的制冷剂在第1室内膨胀阀33处被减压。第1室内膨胀阀33按照满足流经第1室内热交换器31的气体侧出口的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,流经第1室内热交换器31的气体侧出口的制冷剂的过热度没有特别限定,例如可以通过从第1室内气体侧热交换温度传感器73的检测温度减去与制冷剂回路10的低压(吸入压力传感器63的检测压力)相当的制冷剂的饱和温度而求出。同样地,流入了第2室内单元35中的制冷剂在第2室内膨胀阀38处被减压。第2室内膨胀阀38按照满足流经第2室内热交换器36的气体侧出口的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,流经第2室内热交换器36的气体侧出口的制冷剂的过热度没有特别限定,例如可以通过从第2室内气体侧热交换温度传感器77的检测温度减去与制冷剂回路10的低压(吸入压力传感器63的检测压力)相当的制冷剂的饱和温度而求出。另外,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38均可以按照满足通过从吸入温度传感器64的检测温度减去与吸入压力传感器63的检测压力相当的制冷剂的饱和温度而得到的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。此外,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
在第1室内热交换器31中蒸发后的制冷剂与在第2室内热交换器36中蒸发后的制冷剂在合流后经由气体侧制冷剂连通配管5、气体侧截止阀28、四通切换阀22再次被吸入到压缩机21中。
(3-5-3)制暖运转模式
空调装置1c中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度达到目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标冷凝温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。需要说明的是,冷凝温度没有特别限定,例如可以以与排出压力传感器61的检测压力相当的制冷剂的饱和温度的形式进行掌握。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,分别流入第1室内单元30和第2室内单元35。
流入了第1室内单元30的第1室内热交换器31中的气体制冷剂在第1室内热交换器31中冷凝。流经第1室内热交换器31后的制冷剂在第1室内膨胀阀33处被减压。第1室内膨胀阀33按照满足流经第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。流经第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度例如可以通过从第1室内液体侧热交换温度传感器71的检测温度减去与排出压力传感器61的检测压力相当的制冷剂的饱和温度而求出。
流入了第2室内单元35的第2室内热交换器36中的气体制冷剂同样地在第2室内热交换器36中冷凝。流过第2室内热交换器36的制冷剂在第2室内膨胀阀38处被减压。第2室内膨胀阀38按照满足流经第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。流经第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度例如可以通过从第2室内液体侧热交换温度传感器75的检测温度减去与排出压力传感器61的检测压力相当的制冷剂的饱和温度而求出。
从第1室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂和从第2室内热交换器36的液体侧端流出的制冷剂在合流后经液体侧制冷剂连通配管6流入室外单元20。
流入了室外单元20中的制冷剂通过液体侧截止阀29,流经室外桥回路26的一部分,流入高压储罐42。需要说明的是,制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在高压储罐42中。从高压储罐42的气体区域流出的气体制冷剂在室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。即,在制暖运转时,高压储罐42贮留准中压制冷剂。
需要说明的是,室外膨胀阀24例如按照满足压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,压缩机21所吸入的制冷剂的过热度没有特别限定,例如可以通过从吸入温度传感器64的检测温度减去与吸入压力传感器63的检测压力相当的制冷剂的饱和温度来求出。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流经室外桥回路26的另一部分,在室外热交换器23中蒸发,经由四通切换阀22再次被吸入到压缩机21中。
(3-5-4)第5实施方式的特征
空调装置1d中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,空调装置1d中,通过设置高压储罐42,能够贮留制冷剂回路10中的剩余制冷剂。
需要说明的是,在制暖运转时,由于通过对室外膨胀阀24的阀开度进行过热度控制来确保压缩机21的可靠性,因此对于第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38,能够按照在第1室内热交换器31和第2室内热交换器36中充分发挥出能力的方式进行过冷却度控制。
(3-6)第6实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3K、作为示意性控制框图构成图的图3L对作为第6实施方式的制冷循环装置的空调装置1e进行说明。需要说明的是,下面主要对于与第2实施方式的空调装置1a的不同之处进行说明。
(3-6-1)空调装置1e的示意性构成
空调装置1e与上述第2实施方式的空调装置1a的不同之处在于室外单元20不具有低压储罐41、具有中压储罐43、不具有室外膨胀阀24、具有第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45。
中压储罐43被设于制冷剂回路10中的从室外热交换器23的液体侧到液体侧截止阀29之间,是能够将制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留的制冷剂容器。
第1室外膨胀阀44被设于从室外热交换器23的液体侧延伸至中压储罐43的制冷剂配管的中途。第2室外膨胀阀45被设于从中压储罐43延伸至液体侧截止阀29的制冷剂配管的中途。第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45均优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。
(3-6-2)制冷运转模式
空调装置1e中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度为根据设定温度与室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差确定的目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。
从压缩机21排出的气体制冷剂在通过四通切换阀22后,在室外热交换器23中冷凝。流经室外热交换器23的制冷剂在第1室外膨胀阀44处被减压至制冷循环中的中间压力。
此处,第1室外膨胀阀44例如按照满足流经室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。
在第1室外膨胀阀44处被减压的制冷剂流入中压储罐43。制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式被贮留在中压储罐43中。通过了中压储罐43的制冷剂在第2室外膨胀阀45处被减压至制冷循环的低压。
此处,第2室外膨胀阀45例如按照满足流经室内热交换器31的气体侧的制冷剂的过热度或压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,第2室外膨胀阀45的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
在第2室外膨胀阀45处被减压至制冷循环的低压的制冷剂经由液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30,在室内热交换器31中蒸发。流过室内热交换器31的制冷剂在流经气体侧制冷剂连通配管5后经由气体侧截止阀28、四通切换阀22再次被吸入到压缩机21中。
(3-6-3)制暖运转模式
在空调装置1e中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度为根据设定温度与室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差确定的目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30的室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中冷凝。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂经由液体侧制冷剂连通配管6流入室外单元20,通过液体侧截止阀29,在第2室外膨胀阀45处被减压至制冷循环中的中压。
此处,第2室外膨胀阀45例如按照满足流经室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。
在第2室外膨胀阀45处被减压的制冷剂流入中压储罐43。制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在中压储罐43中。通过了中压储罐43的制冷剂在第1室外膨胀阀44处被减压至制冷循环的低压。
此处,第1室外膨胀阀44例如按照满足压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,第1室外膨胀阀44的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由第1室外膨胀阀44减压后的制冷剂在室外热交换器23中蒸发,经由四通切换阀22再次被吸入到压缩机21中。
(3-6-4)第6实施方式的特征
空调装置1e中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,在空调装置1e中,通过设置中压储罐43,能够贮留制冷剂回路10中的剩余制冷剂。另外,在制冷运转时,通过对第1室外膨胀阀44进行过冷却度控制,容易充分发挥出室外热交换器23的能力,在制暖运转时,通过对第2室外膨胀阀45进行过冷却度控制,能够容易地充分发挥出室内热交换器31的能力。
(3-7)第7实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3M、作为示意性控制框图构成图的图3N对作为第7实施方式的制冷循环装置的空调装置1f进行说明。需要说明的是,下面主要对于与第6实施方式的空调装置1e的不同之处进行说明。
(3-7-1)空调装置1f的示意性构成
空调装置1f与上述第6实施方式的空调装置1e的不同之处在于室外单元20具有相互并列配置的第1室外热交换器23a和第2室外热交换器23b、在第1室外热交换器23a的液体制冷剂侧具有第1分支室外膨胀阀24a、在第2室外热交换器23b的液体制冷剂侧具有第2分支室外膨胀阀24b。需要说明的是,第1分支室外膨胀阀24a和第2分支室外膨胀阀24b优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。
另外,空调装置1f与上述第6实施方式的空调装置1e的不同之处在于并列设有多个室内单元、以及在各室内单元中在室内热交换器的液体制冷剂侧设有室内膨胀阀。
空调装置1f具有相互并列连接的第1室内单元30和第2室内单元35。第1室内单元30与上述实施方式同样地具有第1室内热交换器31、第1室内风扇32,在第1室内热交换器31的液体制冷剂侧设有第1室内膨胀阀33。第1室内膨胀阀33优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。第1室内单元30中,与上述实施方式同样地设有第1室内单元控制部34、与第1室内单元控制部34电连接的第1室内液体侧热交换温度传感器71、第1室内空气温度传感器72、第1室内气体侧热交换温度传感器73等。第1室内液体侧热交换温度传感器71对于流经第1室内热交换器31的液体制冷剂侧的出口的制冷剂的温度进行检测。第1室内气体侧热交换温度传感器73对于流经第1室内热交换器31的气体制冷剂侧的出口的制冷剂的温度进行检测。第2室内单元35与第1室内单元30同样地具有第2室内热交换器36、第2室内风扇37,在第2室内热交换器36的液体制冷剂侧设有第2室内膨胀阀38。第2室内膨胀阀38优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。在第2室内单元35中与第1室内单元30同样地设有第2室内单元控制部39、以及与第2室内单元控制部39电连接的第2室内液体侧热交换温度传感器75、第2室内空气温度传感器76、第2室内气体侧热交换温度传感器77。
(3-7-2)制冷运转模式
空调装置1f中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度达到目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标蒸发温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。
从压缩机21排出的气体制冷剂在通过四通切换阀22后分支地流向第1室外热交换器23a和第2室外热交换器23b,在第1室外热交换器23a和第2室外热交换器23b的各自中冷凝。流经第1室外热交换器23a的制冷剂在第1分支室外膨胀阀24a处被减压至制冷循环中的中间压力。另外,流过第2室外热交换器23b的制冷剂在第2分支室外膨胀阀24b处被减压至制冷循环中的中间压力。
此处,第1分支室外膨胀阀24a和第2分支室外膨胀阀24b可以被控制为例如均呈全开状态。
另外,在第1室外热交换器23a和第2室外热交换器23b中,在结构上或制冷剂配管的连接上、在制冷剂的流动难易性方面产生差异的情况下,可以按照满足流经第1室外热交换器23a的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到共通目标值等规定条件的方式对于第1分支室外膨胀阀24a的阀开度进行控制,按照满足流经第2室外热交换器23b的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到相同的共通目标值等规定条件的方式对第2分支室外膨胀阀24b的阀开度进行控制。通过该控制,能够将第1室外热交换器23a与第2室外热交换器23b之间的制冷剂的偏流抑制得较小。
通过了第1分支室外膨胀阀24a的制冷剂和通过了第2分支室外膨胀阀24b的制冷剂在合流后流入中压储罐43。制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在中压储罐43中。通过了中压储罐43的制冷剂流经液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6,分别流入第1室内单元31和第2室内单元35。
流入了第1室内单元31中的制冷剂在第1室内膨胀阀33处被减压至制冷循环的低压。另外,流入了第2室内单元35中的制冷剂在第2室内膨胀阀38处被减压至制冷循环的低压。
此处,第1室内膨胀阀33例如按照满足流经第1室内热交换器31的气体侧的制冷剂的过热度或压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。另外,第2室内膨胀阀38也同样地例如按照满足流经第2室内热交换器36的气体侧的制冷剂的过热度或压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
在第1室内膨胀阀33处被减压的制冷剂在第1室内热交换器31中蒸发,在第2室内膨胀阀38处被减压的制冷剂在第2室内热交换器36中蒸发,合流后经由气体侧制冷剂连通配管5、气体侧截止阀28、四通切换阀22再次被吸入到压缩机21中。
(3-7-3)制暖运转模式
空调装置1f中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度达到目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标冷凝温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,分别流入第1室内单元30和第2室内单元35。
流入了第1室内单元30中的制冷剂在第1室内热交换器31中冷凝,流入了第2室内单元35中的制冷剂在第2室内热交换器36中冷凝。
从第1室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂在第1室内膨胀阀33处被减压至制冷循环的中压。从第2室内热交换器36的液体侧端流出的制冷剂也同样地在第2室内膨胀阀38处被减压至制冷循环的中压。
此处,第1室内膨胀阀33例如按照满足流经第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。另外,对于第2室内膨胀阀38,也同样地例如按照满足流经第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。
通过了第1室内膨胀阀33的制冷剂和通过了第2室内膨胀阀38的制冷剂在合流后经由液体侧制冷剂连通配管6流入室外单元20。
流入了室外单元20中的制冷剂通过液体侧截止阀29,被送至中压储罐43。制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在中压储罐43中。通过了中压储罐43的制冷剂分开地流向第1分支室外膨胀阀24a和第2分支室外膨胀阀24b。
第1分支室外膨胀阀24a将所通过的制冷剂减压至制冷循环的低压。第2分支室外膨胀阀24b也同样地将所通过的制冷剂减压至制冷循环的低压。
此处,第1分支室外膨胀阀24a和第2分支室外膨胀阀24b例如按照满足压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,第1分支室外膨胀阀24a和第2分支室外膨胀阀24b的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由第1分支室外膨胀阀24a减压后的制冷剂在第1室外热交换器23a中蒸发,由第2分支室外膨胀阀24b减压后的制冷剂在第2室外热交换器23b中蒸发,合流后经由四通切换阀22再次被吸入到压缩机21中。
(3-7-4)第7实施方式的特征
空调装置1f中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,空调装置1f中,通过设置中压储罐43,能够贮留制冷剂回路10中的剩余制冷剂。另外,在制暖运转时,通过对第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38进行过冷却度控制,能够容易地充分发挥出室内热交换器31的能力。
(3-8)第8实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3O、作为示意性控制框图构成图的图3P对作为第8实施方式的制冷循环装置的空调装置1g进行说明。需要说明的是,下面主要对于与第3实施方式的空调装置1b的不同之处进行说明。
(3-8-1)空调装置1g的示意性构成
空调装置1g与上述第3实施方式的空调装置1b的不同之处在于未设置具有旁通膨胀阀49的旁通配管40、设有过冷却热交换器47、设有过冷却配管46、设有第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45、设有过冷却温度传感器67。
第1室外膨胀阀44被设于制冷剂回路10中的从室外热交换器23的液体侧出口到液体侧截止阀29之间。第2室外膨胀阀45被设于制冷剂回路10中的从第1室外膨胀阀44到液体侧截止阀29之间。第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45均优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。
过冷却配管46在制冷剂回路10中按照由从第1室外膨胀阀44到第2室外膨胀阀45之间的分支部分分支、在从四通切换阀22的一个连接端口到低压储罐41之间的合流处合流的方式进行设置。过冷却配管46中设有过冷却膨胀阀48。过冷却膨胀阀48优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。
过冷却热交换器47为使流经制冷剂回路10中的从第1室外膨胀阀44到第2室外膨胀阀45之间的部分的制冷剂与流经过冷却配管46中的过冷却膨胀阀48的合流处侧的制冷剂之间进行热交换的热交换器。本实施方式中,过冷却热交换器47被设于从第1室外膨胀阀44到第2室外膨胀阀45之间的部分且比过冷却配管46的分支部分更靠近第2室外膨胀阀45侧。
过冷却温度传感器67是对于在制冷剂回路10中的从第1室外膨胀阀44到第2室外膨胀阀45之间的部分中的流经比过冷却热交换器47更靠近第2室外膨胀阀45侧的制冷剂的温度进行检测的温度传感器。
(3-8-2)制冷运转模式
空调装置1g中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度达到目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标蒸发温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。
从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22在室外热交换器23中冷凝。流经室外热交换器23的制冷剂通过第1室外膨胀阀44。需要说明的是,这种情况下,将第1室外膨胀阀44控制为全开状态。
通过了第1室外膨胀阀44的制冷剂的一部分流向第2室外膨胀阀45侧,另一部分向过冷却配管46分支流动。向过冷却配管46分支流动的制冷剂在过冷却膨胀阀48处被减压。在过冷却热交换器47中,对于从第1室外膨胀阀44流向第2室外膨胀阀45侧的制冷剂与在过冷却膨胀阀48处被减压的流经过冷却配管46的制冷剂进行热交换。流经过冷却配管46的制冷剂在结束过冷却热交换器47中的热交换后,按照在从四通切换阀22的一个连接端口到低压储罐41之间的合流处合流的方式流动。从第1室外膨胀阀44流向第2室外膨胀阀45侧的制冷剂在结束过冷却热交换器47中的热交换后在第2室外膨胀阀45处被减压。
根据以上内容,第2室外膨胀阀45按照满足流经室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式进行控制。
另外,过冷却膨胀阀48的阀开度按照下述方式进行控制:在制冷剂回路10中,不将从第2室外膨胀阀45经由液体侧制冷剂连通配管6直至到达第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38的部分全部用液体状态的制冷剂充满;至少使到达第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38的制冷剂成为气液二相状态。例如,过冷却膨胀阀48的阀开度优选按照下述方式进行控制:从第1室外膨胀阀44流向第2室外膨胀阀45侧且通过了过冷却热交换器47的制冷剂的比焓大于莫里尔图中的制冷循环的低压与饱和液线相交的部位的比焓。此处,控制器7可以预先保持与制冷剂相对应的莫里尔图的数据,将通过了上述过冷却热交换器47的制冷剂的比焓使用排出压力传感器61的检测压力、过冷却温度传感器67的检测温度、以及与该制冷剂对应的莫里尔图的数据对过冷却膨胀阀48的阀开度进行控制。需要说明的是,过冷却膨胀阀48的阀开度更优选按照满足从第1室外膨胀阀44流向第2室外膨胀阀45侧且通过了过冷却热交换器47的制冷剂的温度(过冷却温度传感器67的检测温度)达到目标值等规定条件的方式进行控制。
在第2室外膨胀阀45处被减压的制冷剂经由液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6被送至第1室内单元30和第2室内单元35。
此处,在第1室内单元30中,第1室内膨胀阀33例如按照满足流经第1室内热交换器31的气体侧出口的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。另外,第2室内单元35的第2室内膨胀阀38也与第1室内膨胀阀33同样地例如按照满足流经第2室内热交换器36的气体侧出口的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。另外,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38均可以按照满足从吸入温度传感器64的检测温度减去与吸入压力传感器63的检测压力相当的制冷剂的饱和温度而得到的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。此外,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
利用第1室内膨胀阀33减压后的制冷剂在第1室内热交换器31中蒸发,利用第2室内膨胀阀38减压后的制冷剂在第2室内热交换器36中蒸发,合流后流向气体侧制冷剂连通配管5。流经气体侧制冷剂连通配管5的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22与流过过冷却配管46的制冷剂合流。合流后的制冷剂经低压储罐41再次被吸入到压缩机21中。需要说明的是,在第1室内热交换器31、第2室内热交换器、过冷却热交换器47中未被完全蒸发的液体制冷剂以剩余制冷剂的形式贮留在低压储罐41中。
(3-8-3)制暖运转模式
空调装置1g中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度达到目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标冷凝温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,一部分制冷剂流入第1室内单元30的第1室内热交换器31的气体侧端,在第1室内热交换器31中冷凝,另一部分制冷剂流入第2室内单元35的第2室内热交换器36的气体侧端,在第2室内热交换器36中冷凝。
需要说明的是,第1室内单元30的第1室内膨胀阀33按照满足流经第1室内热交换器31的液体侧的制冷剂的过冷却度达到规定的目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。对于第2室内单元35的第2室内膨胀阀38,也同样地按照满足流经第2室内热交换器36的液体侧的制冷剂的过冷却度达到规定的目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。
利用第1室内膨胀阀33减压后的制冷剂和利用第2室内膨胀阀38减压后的制冷剂合流,流经液体侧制冷剂连通配管6,流入室外单元20。
通过了室外单元20的液体侧截止阀29的制冷剂通过被控制为全开状态的第2室外膨胀阀45,在过冷却热交换器47中与流经过冷却配管46的制冷剂进行热交换。通过第2室外膨胀阀45后并通过了过冷却热交换器47的制冷剂的一部分向过冷却配管46处分支,另一部分被送至第1室外膨胀阀44。分支流向过冷却配管46的制冷剂在过冷却膨胀阀48处被减压后,在四通切换阀22的一个连接端口与低压储罐41之间的合流处与从各室内单元30、35流过来的制冷剂合流。另外,从过冷却热交换器47流向第1室外膨胀阀44的制冷剂在第1室外膨胀阀44处被减压,流入室外热交换器23。
此处,第1室外膨胀阀44例如按照满足流经压缩机21的吸入侧的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,第1室外膨胀阀44的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
另外,过冷却膨胀阀48按照满足流经压缩机21的吸入侧的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,过冷却膨胀阀48的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。另外,在制暖运转时,可以按照制冷剂不流经过冷却配管46的方式将过冷却膨胀阀48控制为全关状态。
由第1室外膨胀阀44减压后的制冷剂在室外热交换器23中蒸发,经四通切换阀22与流过过冷却配管46的制冷剂合流。合流后的制冷剂经低压储罐41再次被吸入到压缩机21中。需要说明的是,在室外热交换器23、过冷却热交换器47中未被完全蒸发的液体制冷剂以剩余制冷剂的形式贮留在低压储罐41中。
(3-8-4)第8实施方式的特征
空调装置1g中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,空调装置1g中,通过设置低压储罐41,能够抑制压缩机21中的液体压缩。另外,通过在制冷运转时对第1室内膨胀阀33、第2室内膨胀阀38进行过热度控制、在制暖运转时对第1室内膨胀阀33、第2室内膨胀阀38进行过冷却度控制,容易充分发挥出第1室内热交换器31、第2室内热交换器36中的能力。
此外,空调装置1g中,在制冷运转时按照下述方式进行控制:通过第2室外膨胀阀45、经液体侧制冷剂连通配管6直至达到第1室内膨胀阀33、第2室内膨胀阀38为止的配管内部的空间未以液体状态被充满,在至少一部分存在有气液二相状态的制冷剂。因此,与从第2室外膨胀阀45直至达到第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38为止的配管内部的空间全部被液体制冷剂充满的情况相比,能够降低该处的制冷剂密度。因此,能够将封入制冷剂回路10中的制冷剂的量抑制得较少来进行制冷循环。因此,即使存在制冷剂从制冷剂回路10中泄漏的情况下,也能够将泄漏制冷剂量抑制得较少。
(3-9)第9实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3Q、作为示意性控制框图构成图的图3R对作为第9实施方式的制冷循环装置的空调装置1h进行说明。需要说明的是,下面主要对于与第6实施方式的空调装置1e的不同之处进行说明。
(3-9-1)空调装置1h的示意性构成
空调装置1h与上述第6实施方式的空调装置1e的不同之处在于具有吸入制冷剂加热部50。
吸入制冷剂加热部50由从四通切换阀22的一个连接端口朝向压缩机21的吸入侧延伸的制冷剂配管的一部分位于中压储罐43内的部分构成。该吸入制冷剂加热部50中,流经从四通切换阀22的一个连接端口朝向压缩机21的吸入侧延伸的制冷剂配管的制冷剂与中压储罐43内存在的制冷剂在制冷剂彼此不混合的情况下相互进行热交换。
(3-9-2)制冷运转模式
空调装置1h中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度为根据设定温度与室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差确定的目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。
从压缩机21排出的气体制冷剂在通过了四通切换阀22后,在室外热交换器23中冷凝。流经室外热交换器23的制冷剂在第1室外膨胀阀44处被减压至制冷循环中的中间压力。
此处,第1室外膨胀阀44例如按照满足流经室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。
在第1室外膨胀阀44处被减压的制冷剂流入中压储罐43。制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在中压储罐43中。此处,流入了中压储罐43中的制冷剂通过与吸入制冷剂加热部50中的流经压缩机21的吸入侧的制冷剂进行热交换而被冷却。在中压储罐43内的吸入制冷剂加热部50中被冷却的制冷剂在第2室外膨胀阀45处被减压至制冷循环的低压。
此处,第2室外膨胀阀45例如按照满足流经室内热交换器31的气体侧的制冷剂的过热度或压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,第2室外膨胀阀45的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
在第2室外膨胀阀45处被减压至制冷循环的低压的制冷剂经由液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30,在室内热交换器31中蒸发。流过室内热交换器31的制冷剂在流经气体侧制冷剂连通配管5后经气体侧截止阀28、四通切换阀22在通过中压储罐43的内部的制冷剂配管内流动。在通过中压储罐43的内部的制冷剂配管内流动的制冷剂在中压储罐43内的吸入制冷剂加热部50与贮留在中压储罐43中的制冷剂进行热交换,由此进行加热,再次被吸入到压缩机21中。
(3-9-3)制暖运转模式
空调装置1h中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度为根据设定温度与室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差确定的目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30的室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中冷凝。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂经液体侧制冷剂连通配管6流入室外单元20,通过液体侧截止阀29,在第2室外膨胀阀45处被减压至制冷循环中的中压。
此处,第2室外膨胀阀45例如按照满足流经室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。
在第2室外膨胀阀45处被减压的制冷剂流入中压储罐43。制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在中压储罐43中。此处,流入了中压储罐43中的制冷剂通过与吸入制冷剂加热部50中的流经压缩机21的吸入侧的制冷剂进行热交换而被冷却。在中压储罐43内的吸入制冷剂加热部50被冷却的制冷剂在第1室外膨胀阀44处被减压至制冷循环的低压。
此处,第1室外膨胀阀44例如按照满足压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,第1室外膨胀阀44的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由第1室外膨胀阀44减压后的制冷剂在室外热交换器23蒸发,经四通切换阀22在通过中压储罐43的内部的制冷剂配管内流动。在通过中压储罐43的内部的制冷剂配管内流动的制冷剂通过在中压储罐43内的吸入制冷剂加热部50与贮留在中压储罐43中的制冷剂进行热交换而被加热,再次被吸入到压缩机21中。
(3-9-4)第9实施方式的特征
空调装置1h中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,空调装置1h中,通过设置中压储罐43,能够贮留制冷剂回路10中的剩余制冷剂。另外,在制冷运转时,通过对第1室外膨胀阀44进行过冷却度控制,容易充分发挥出室外热交换器23的能力,在制暖运转时,通过对第2室外膨胀阀45进行过冷却度控制,能够容易地充分发挥出室内热交换器31的能力。
此外,通过设置吸入制冷剂加热部50,被吸入到压缩机21中的制冷剂被加热,可抑制压缩机21中的液体压缩,因此能够按照在制冷运转中流经起到作为制冷剂的蒸发器的功能的室内热交换器31的出口的制冷剂的过热度为小值的方式进行控制。另外,在制暖运转中也同样地能够按照流经起到作为制冷剂的蒸发器的功能的室外热交换器23的出口的制冷剂的过热度为小值的方式进行控制。由此,在制冷运转和制暖运转的任一运转时,即使为通过使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂而使蒸发器内产生温度滑移的情况,在起到作为蒸发器的功能的热交换器中也能够充分发挥出能力。
(3-10)第10实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3S、作为示意性控制框图构成图的图3T对作为第10实施方式的制冷循环装置的空调装置1i进行说明。需要说明的是,下面主要对于与第9实施方式的空调装置1h的不同之处进行说明。
(3-10-1)空调装置1i的示意性构成
空调装置1i与上述第9实施方式的空调装置1h的不同之处在于未设置第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45但设有室外膨胀阀24、并列设有多个室内单元(第1室内单元30和第2室内单元35)、以及在各室内单元中在室内热交换器的液体制冷剂侧设有室内膨胀阀。
室外膨胀阀24被设于从室外热交换器23的液体侧的出口延伸至中压储罐43的制冷剂配管的中途。室外膨胀阀24优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。
第1室内单元30与上述实施方式同样地具有第1室内热交换器31、第1室内风扇32,在第1室内热交换器31的液体制冷剂侧设有第1室内膨胀阀33。第1室内膨胀阀33优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。在第1室内单元30中与上述实施方式同样地设有第1室内单元控制部34、以及与第1室内单元控制部34电连接的第1室内液体侧热交换温度传感器71、第1室内空气温度传感器72、第1室内气体侧热交换温度传感器73等。第2室内单元35与第1室内单元30同样地具有第2室内热交换器36、第2室内风扇37,第2室内热交换器36的液体制冷剂侧设有第2室内膨胀阀38。第2室内膨胀阀38优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。在第2室内单元35中与第1室内单元30同样地设有第2室内单元控制部39、以及与第2室内单元控制部39电连接的第2室内液体侧热交换温度传感器75、第2室内空气温度传感器76、第2室内气体侧热交换温度传感器77。
(3-10-2)制冷运转模式
空调装置1i中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度达到目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标蒸发温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。
从压缩机21排出的气体制冷剂通过四通切换阀22后,在室外热交换器23中冷凝。流经室外热交换器23的制冷剂通过被控制为全开状态的室外膨胀阀24。
通过了室外膨胀阀24的制冷剂流入中压储罐43。制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在中压储罐43中。此处,流入了中压储罐43中的制冷剂通过与吸入制冷剂加热部50中的流经压缩机21的吸入侧的制冷剂的热交换而被冷却。在中压储罐43内的吸入制冷剂加热部50被冷却的制冷剂经由液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6分别流入第1室内单元30和第2室内单元35。
流入了第1室内单元31中的制冷剂在第1室内膨胀阀33处被减压至制冷循环的低压。另外,流入了第2室内单元35中的制冷剂在第2室内膨胀阀38处被减压至制冷循环的低压。
此处,第1室内膨胀阀33例如按照满足流经第1室内热交换器31的气体侧的制冷剂的过热度或压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。另外,第2室内膨胀阀38也同样地例如按照满足流经第2室内热交换器36的气体侧的制冷剂的过热度或压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。
在第1室内膨胀阀33处被减压的制冷剂在第1室内热交换器31中蒸发,在第2室内膨胀阀38处被减压的制冷剂在第2室内热交换器36中蒸发,合流后流经气体侧制冷剂连通配管5,经气体侧截止阀28、四通切换阀22在通过中压储罐43的内部的制冷剂配管内流动。在通过中压储罐43的内部的制冷剂配管内流动的制冷剂在中压储罐43内的吸入制冷剂加热部50与贮留在中压储罐43中的制冷剂进行热交换,由此被加热,再次被吸入到压缩机21中。
(3-10-3)制暖运转模式
空调装置1i中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度达到目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标冷凝温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,分别流入第1室内单元30和第2室内单元35。
流入了第1室内单元30中的制冷剂在第1室内热交换器31中冷凝,流入了第2室内单元35中的制冷剂在第2室内热交换器36中冷凝。
从第1室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂在第1室内膨胀阀33处被减压至制冷循环的中压。从第2室内热交换器36的液体侧端流出的制冷剂也同样地在第2室内膨胀阀38处被减压至制冷循环的中压。
此处,第1室内膨胀阀33例如按照满足流经第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。另外,对于第2室内膨胀阀38也同样地例如按照满足流经第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。
通过了第1室内膨胀阀33的制冷剂与通过了第2室内膨胀阀38的制冷剂在合流后经液体侧制冷剂连通配管6流入室外单元20。
流入了室外单元20中的制冷剂通过液体侧截止阀29,流入中压储罐43。制冷剂回路10中的剩余制冷剂以液体制冷剂的形式贮留在中压储罐43中。此处,流入了中压储罐43中的制冷剂通过与吸入制冷剂加热部50中的流经压缩机21的吸入侧的制冷剂的热交换而被冷却。在中压储罐43内的吸入制冷剂加热部50被冷却的制冷剂在室外膨胀阀24处被减压至制冷循环的低压。
此处,室外膨胀阀24例如按照满足压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂在室外热交换器23蒸发,经四通切换阀22在通过中压储罐43的内部的制冷剂配管内流通。在通过中压储罐43的内部的制冷剂配管内流动的制冷剂在中压储罐43内的吸入制冷剂加热部50与贮留在中压储罐43中的制冷剂进行热交换,由此进行加热,再次被吸入到压缩机21中。
(3-10-4)第10实施方式的特征
空调装置1i中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,空调装置1i中,通过设置中压储罐43,能够贮留制冷剂回路10中的剩余制冷剂。另外,通过在制暖运转时对第2室外膨胀阀45进行过冷却度控制,能够容易地充分发挥出室内热交换器31的能力。
此外,通过设置吸入制冷剂加热部50,吸入压缩机21中的制冷剂被加热,可抑制压缩机21中的液体压缩,因此能够按照在制冷运转中流经起到作为制冷剂的蒸发器的功能的室内热交换器31的出口的制冷剂的过热度为小值的方式进行控制。另外,在制暖运转中也同样地能够按照流经起到作为制冷剂的蒸发器的功能的室外热交换器23的出口的制冷剂的过热度为小值的方式进行控制。由此,在制冷运转和制暖运转的任一运转时,即使为通过使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂而使蒸发器内产生温度滑移的情况,在起到作为蒸发器的功能的热交换器中也能够充分发挥出能力。
(3-11)第11实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3U、作为示意性控制框图构成图的图3V对作为第11实施方式的制冷循环装置的空调装置1j进行说明。需要说明的是,下面主要对于与第9实施方式的空调装置1h的不同之处进行说明。
(3-11-1)空调装置1j的示意性构成
空调装置1j与上述第9实施方式的空调装置1h的不同之处在于未设置吸入制冷剂加热部50但设有内部热交换器51。
内部热交换器51为使流经第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45之间的制冷剂与流经从四通切换阀22的一个连接端口向着压缩机21的吸入侧延伸的制冷剂配管的制冷剂之间进行热交换的热交换器。
(3-11-2)制冷运转模式
空调装置1j中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度为根据设定温度与室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差确定的目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。
从压缩机21排出的气体制冷剂在通过四通切换阀22后,在室外热交换器23中冷凝。流经室外热交换器23的制冷剂通过被控制为全开状态的第1室外膨胀阀44。通过了第1室外膨胀阀44的制冷剂在内部热交换器51中被冷却,在第2室外膨胀阀45处被减压至制冷循环的低压。
此处,第2室外膨胀阀45例如按照满足流经室内热交换器31的气体侧的制冷剂的过热度或压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,第2室外膨胀阀45的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
在第2室外膨胀阀45处被减压至制冷循环的低压的制冷剂经由液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30,在室内热交换器31中蒸发。流过室内热交换器31的制冷剂在流经气体侧制冷剂连通配管5后经气体侧截止阀28、四通切换阀22在内部热交换器51中被加热,再次被吸入到压缩机21中。
(3-11-3)制暖运转模式
空调装置1j中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度为根据设定温度与室内温度(室内空气温度传感器72的检测温度)之差确定的目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30的室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中冷凝。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂经液体侧制冷剂连通配管6流入室外单元20,通过液体侧截止阀29,通过被控制为全开状态的第2室外膨胀阀45。通过了第2室外膨胀阀45的制冷剂在内部热交换器51中被冷却,在第1室外膨胀阀44处被减压至制冷循环中的中压。
此处,第1室外膨胀阀44例如按照满足压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,第1室外膨胀阀44的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由第1室外膨胀阀44减压后的制冷剂在室外热交换器23蒸发,经四通切换阀22在内部热交换器51中加热,再次被吸入到压缩机21中。
(3-11-4)第11实施方式的特征
空调装置1j中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,空调装置1j中,通过设置内部热交换器51,吸入压缩机21中的制冷剂被加热,可抑制压缩机2中的液体压缩,因此能够按照在制冷运转中流经起到作为制冷剂的蒸发器的功能的室内热交换器31的出口的制冷剂的过热度为小值的方式进行控制。另外,在制暖运转中也同样地能够按照流经起到作为制冷剂的蒸发器的功能的室外热交换器23的出口的制冷剂的过热度为小值的方式进行控制。由此,在制冷运转和制暖运转的任一运转时,即使为通过使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂而使蒸发器内产生温度滑移的情况,在起到作为蒸发器的功能的热交换器中也能够充分发挥出能力。
(3-12)第12实施方式
下面参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图3W、作为示意性控制框图构成图的图3X对作为第12实施方式的制冷循环装置的空调装置1k进行说明。需要说明的是,下面主要对于与第10实施方式的空调装置1j的不同之处进行说明。
(3-12-1)空调装置1k的示意性构成
空调装置1k与上述第10实施方式的空调装置1j的不同之处在于未设置第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45但设有室外膨胀阀24、并列设有多个室内单元(第1室内单元30和第2室内单元35)、以及在各室内单元中在室内热交换器的液体制冷剂侧设有室内膨胀阀。
室外膨胀阀24被设于从内部热交换器51延伸至液体侧截止阀29的制冷剂配管的中途。室外膨胀阀24优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。
第1室内单元30与上述实施方式同样地具有第1室内热交换器31、第1室内风扇32,在第1室内热交换器31的液体制冷剂侧设有第1室内膨胀阀33。第1室内膨胀阀33优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。在第1室内单元30中与上述实施方式同样地设有第1室内单元控制部34、以及与第1室内单元控制部34电连接的第1室内液体侧热交换温度传感器71、第1室内空气温度传感器72、第1室内气体侧热交换温度传感器73等。第2室内单元35与第1室内单元30同样地具有第2室内热交换器36、第2室内风扇37,在第2室内热交换器36的液体制冷剂侧设有第2室内膨胀阀38。第2室内膨胀阀38优选为能够进行阀开度调节的电动膨胀阀。在第2室内单元35中与第1室内单元30同样地设有第2室内单元控制部39、以及与第2室内单元控制部39电连接的第2室内液体侧热交换温度传感器75、第2室内空气温度传感器76、第2室内气体侧热交换温度传感器77。
(3-12-2)制冷运转模式
空调装置1k中,在制冷运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度达到目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标蒸发温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。
从压缩机21排出的气体制冷剂在通过四通切换阀22后在室外热交换器23中冷凝。流经室外热交换器23的制冷剂在内部热交换器51中被冷却,通过被控制为全开状态的室外膨胀阀24,经由液体侧截止阀29、液体侧截止阀29、液体侧制冷剂连通配管6分别流入第1室内单元30和第2室内单元35。
流入了第1室内单元31中的制冷剂在第1室内膨胀阀33处被减压至制冷循环的低压。另外,流入了第2室内单元35中的制冷剂在第2室内膨胀阀38处被减压至制冷循环的低压。
此处,第1室内膨胀阀33例如按照满足流经第1室内热交换器31的气体侧的制冷剂的过热度或压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。另外,第2室内膨胀阀38也同样地例如按照满足流经第2室内热交换器36的气体侧的制冷剂的过热度或压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。
在第1室内膨胀阀33处被减压的制冷剂在第1室内热交换器31中蒸发,在第2室内膨胀阀38处被减压的制冷剂在第2室内热交换器36中蒸发,合流后流经气体侧制冷剂连通配管5,经气体侧截止阀28、四通切换阀22在内部热交换器51中被加热,再次被吸入到压缩机21中。
(3-12-3)制暖运转模式
空调装置1k中,在制暖运转模式下,压缩机21例如按照制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度达到目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,目标冷凝温度优选根据各室内单元30、35中的设定温度与室内温度之差最大的单元(负荷最大的室内单元)来决定。
从压缩机21排出的气体制冷剂流经四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5后,分别流入第1室内单元30和第2室内单元35。
流入了第1室内单元30中的制冷剂在第1室内热交换器31中冷凝,流入了第2室内单元35中的制冷剂在第2室内热交换器36中冷凝。
从第1室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂在第1室内膨胀阀33处被减压至制冷循环的中压。从第2室内热交换器36的液体侧端流出的制冷剂也同样地在第2室内膨胀阀38处被减压至制冷循环的中压。
此处,第1室内膨胀阀33例如按照满足流经第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。另外,对于第2室内膨胀阀38也同样地例如按照满足流经第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。
通过了第1室内膨胀阀33的制冷剂和通过了第2室内膨胀阀38的制冷剂在合流后经液体侧制冷剂连通配管6流入室外单元20。
流入了室外单元20中的制冷剂通过液体侧截止阀29,在室外膨胀阀24处被减压至制冷循环的低压。
此处,室外膨胀阀24例如按照满足压缩机21所吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件的方式对阀开度进行控制。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度达到规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂在室外热交换器23蒸发,经四通切换阀22在内部热交换器51中被加热,再次被吸入到压缩机21中。
(3-12-4)第12实施方式的特征
空调装置1k中,由于能够进行使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂的制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,空调装置1k中,通过在制暖运转时对于第1室内膨胀阀33、第2室内膨胀阀38进行过冷却度控制,能够容易地充分发挥出第1室内热交换器31和第2室内热交换器36的能力。
此外,空调装置1k中,通过设置内部热交换器51,被吸入到压缩机21中的制冷剂被加热,可抑制压缩机21中的液体压缩,由此能够按照在制冷运转中流经起到作为制冷剂的蒸发器的功能的第1室内热交换器31或第2室内热交换器36的出口的制冷剂的过热度为小值的方式进行控制。另外,在制暖运转中也同样地能够按照流经起到作为制冷剂的蒸发器的功能的室外热交换器23的出口的制冷剂的过热度为小值的方式进行控制。由此,在制冷运转和制暖运转的任一运转时,即使为通过使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂而使蒸发器内产生温度滑移的情况,在起到作为蒸发器的功能的热交换器中也能够充分发挥出能力。
(4)第4组的技术的实施方式
(4-1)第1实施方式
以下,一边参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图4A、作为示意性控制框图构成图的图4B,对空调装置1进行说明,该空调装置1为具备作为第1实施方式的热交换单元的室内单元以及作为热交换单元的室外单元的制冷循环装置。
空调装置1是通过进行蒸汽压缩式的制冷循环来调和对象空间的空气的装置。
空调装置1主要具有室外单元20、室内单元30、连接室外单元20和室内单元30的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5、作为输入装置和输出装置的未图示的遥控器、和控制空调装置1的工作的控制器7。
在空调装置1进行这样的制冷循环:封入制冷剂回路10内的制冷剂被压缩、冷却或冷凝、减压,在被加热或蒸发后再次被压缩。在本实施方式中,在制冷剂回路10中填充有用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够使用上述的制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中,与该制冷剂一起填充有制冷机油。
(4-1-1)室外单元20
如图4C所示,室外单元20由外观为近似长方体箱状的室外壳体50构成。如图4D所示,该室外单元20的内部空间被分隔板50a左右分割,由此形成送风机室以及机械室。
该室外单元20经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室内单元30连接,构成制冷剂回路10的一部分。室外单元20主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室外风扇25、液体侧截止阀29、气体侧截止阀28、室外壳体50以及室外电气安装件单元8。
压缩机21是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至成为高压的设备。在此,作为压缩机21,使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件(省略图示)被压缩机马达旋转驱动的密闭式结构的压缩机。压缩机马达用于使容量变化,能够通过逆变器控制运转频率。需要说明的是,在压缩机21中,在吸入侧设有未图示的附属储液器。
四通切换阀22通过切换连接状态,能够切换将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态和将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态。
室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。室外热交换器23是交叉翅片式的管片型热交换器,其具有在板厚方向上重叠配置的2个以上的传热翅片23a和贯通固定于2个以上的传热翅片23a的2个以上的传热管23b。
室外风扇25将室外的空气吸入室外单元20内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室外风扇25由室外风扇马达旋转驱动。需要说明的是,在本实施方式中,室外风扇25仅设置一个。
室外膨胀阀24能够控制阀开度,设置在室外热交换器23的液体侧端部与液体侧截止阀29之间。
液体侧截止阀29是配置在室外单元20与液体侧制冷剂连通配管6连接的部分的手动阀,其与液体侧制冷剂连通配管6扩口连接。液体侧截止阀29与室外热交换器23的液体侧出口通过室外液体侧制冷剂配管29a而连接。室外膨胀阀24设置在该室外液体侧制冷剂配管29a的中途。
气体侧截止阀28是配置在室外单元20与气体侧制冷剂连通配管5连接的部分的手动阀,其与气体侧制冷剂连通配管5扩口连接。气体侧截止阀28与四通切换阀22的1个连接口通过室外气体侧制冷剂配管28a而连接。
如图4C所示,室外壳体50为设置有吹出口52的箱状体,其具有在内部收纳上述室外单元20的构成要素的室外壳体50。室外壳体50为近似长方体形状,能够从背面侧以及一侧面侧(图4C中的左侧)摄取室外的空气,并能够将通过室外热交换器23的空气经由形成于前面51的吹出口52向前侧吹出。室外壳体50的下端部分被底板53所覆盖。如图4D所示,在底板53上按照沿着背面侧以及一侧面侧的方式竖立设置有室外热交换器23。该底板53的上面能够作为排水盘发挥功能。
室外电气安装件单元8具备:对构成室外单元20的各部的动作进行控制的室外单元控制部27。室外电气安装件单元8配置于室外单元20的室外壳体50的内部中被分隔板50a所分隔的机械室侧的空间中的压缩机21的上方,并被固定于分隔板50a。室外电气安装件单元8的下端部分配置在比液体侧截止阀29以及气体侧截止阀28更靠铅直方向上方的位置。优选的是,室外电气安装件单元8配置成与液体侧截止阀29以及气体侧截止阀28在上方相距10cm以上。室外电气安装件单元8所具备的室外单元控制部27具有:包括CPU、存储器等的微型计算机。室外单元控制部27经由通信线与各室内单元30的室内单元控制部34连接,进行控制信号等的收发。另外,室外单元控制部27与未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(4-1-2)室内单元30
室内单元30设置于作为对象空间的室内的壁面等。室内单元30经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
室内单元30具有室内热交换器31、室内风扇32、室内液体侧连接部11、室内气体侧连接部13、室内壳体54以及室内电气安装件单元9等。
室内热交换器31的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管5连接。室内热交换器31是在制冷运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。室内热交换器31具有:在板厚方向上重叠配置的2个以上的传热翅片31a;以及贯通固定于2个以上的传热翅片31a的2个以上的传热管31b。
室内液体侧连接部11设置在从室内热交换器31的液体侧延伸的室内液体侧制冷剂配管12的端部,其是相对于液体侧制冷剂连通配管6扩口连接的连接部分。
室内气体侧连接部13设置在从室内热交换器31的气体侧延伸的室内气体侧制冷剂配管14的端部,其是相对于气体侧制冷剂连通配管5扩口连接的连接部分。
室内风扇32将室内的空气吸入室内单元30的室内壳体54内,在室内热交换器31中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室内风扇32由未图示的室内风扇马达旋转驱动。
如图4E、图4F、图4G所示,室内壳体54是将室内热交换器31、室内风扇32、室内单元控制部34收纳在内部的近似长方体形状的壳体。室内壳体54具有:构成室内壳体54的上端部的顶面55、构成室内壳体54的前部的前侧面板56、构成室内壳体54的底部的底面57、吹出口58a、百叶片58、左右的侧面59、以及与室内的壁面对置的背面等。在顶面55上设有在上下方向上开口的2个以上的顶面吸入口55a。前侧面板56是从顶面55的前侧端部附近向下方扩展的面板。前侧面板56在上方部分设有由左右细长的开口构成的前侧吸入口56a。室内的空气经由这些顶面吸入口55a及前侧吸入口56a被摄取到由室内壳体54内的收纳有室内热交换器31和室内风扇32的空间构成的通风路。底面57在室内热交换器31、室内风扇32的下方大致水平地扩展。吹出口58a在前侧面板56的下方且底面57的前侧即室内壳体54的前侧下方,朝向前侧下方开口。在右侧的侧面59的背面侧的下方设置有朝向侧方的开口,室内液体侧连接部11及室内气体侧连接部13位于该开口附近。
室内电气安装件单元9具备:对构成室内单元30的各部的动作进行控制的室内单元控制部34。室内电气安装件单元9固定为:位于比室内单元30的室内壳体54的内部中的室内热交换器31更靠右侧的侧端部附近的上方。室内电气安装件单元9的下端部分配置在比室内液体侧连接部11以及室内气体侧连接部13更靠铅直方向上方的位置。优选的是,室内电气安装件单元9配置成与室内液体侧连接部11以及室内气体侧连接部13在上方相距10cm以上。室内电气安装件单元9所具备的室内单元控制部34具有:包括CPU、存储器等的微型计算机。室内单元控制部34经由通信线与室外单元控制部27连接,进行控制信号等的收发。另外,室内单元控制部34与设置在室内单元30内的未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(4-1-3)控制器7的详细情况
在空调装置1中,室外单元控制部27和室内单元控制部34经由通信线连接,由此构成对空调装置1的工作进行控制的控制器7。
控制器7主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,由控制器7进行的各种处理、控制通过室外单元控制部27和/或室内单元控制部34所包含的各部一体地发挥功能来实现。
(4-1-4)运转模式
以下,对运转模式进行说明。
作为运转模式,设有制冷运转模式和制暖运转模式。
控制器7基于从遥控器等接收到的指示,判断是制冷运转模式还是制暖运转模式,并执行。
(4-1-4-1)制冷运转模式
在空调装置1中,在制冷运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室内热交换器31的顺序循环。
更具体而言,若开始制冷运转模式,则在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21并被压缩后排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的冷却负荷相应的容量控制。
从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22流入室外热交换器23的气体侧端。
流入室外热交换器23的气体侧端的气体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外侧空气进行热交换而冷凝,成为液体制冷剂而从室外热交换器23的液体侧端流出。
从室外热交换器23的液体侧端流出的制冷剂在通过室外膨胀阀24时被减压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。由室外膨胀阀24减压后的制冷剂经由液体侧截止阀29和液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室内热交换器31的气体侧端流出。从室内热交换器31的气体侧端流出的气体制冷剂流向气体侧制冷剂连通配管5。
在气体侧制冷剂连通配管5中流动的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22而再次被吸入压缩机21。
(4-1-4-2)制暖运转模式
在空调装置1中,在制暖运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室内热交换器31、室外膨胀阀24、室外热交换器23的顺序进行循环。
更具体而言,若开始制暖运转模式,在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21而被压缩后被排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的制暖负载相应的容量控制。
从压缩机21排出的气体制冷剂在流过四通切换阀22和气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而冷凝,成为气液二相状态的制冷剂或液体制冷剂而从室内热交换器31的液体侧端流出。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂流向液体侧制冷剂连通配管6。
在液体侧制冷剂连通配管6中流动的制冷剂在液体侧截止阀29、室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流入室外热交换器23的液体侧端。
从室外热交换器23的液体侧端流入的制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室外热交换器23的气体侧端流出。
从室外热交换器23的气体侧端流出的制冷剂经由四通切换阀22再次被吸入压缩机21。
(4-1-5)第1实施方式的特征
在上述空调装置1中,使用了包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制得足够小。
此处,包含1,2-二氟乙烯的制冷剂为可燃性制冷剂,但本实施方式的室外单元20所具备的室外电气安装件单元8配置在比用于将室外单元20连接于液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5的液体侧截止阀29以及气体侧截止阀28更靠上方的位置。因此,即使可燃性制冷剂从液体侧截止阀29和气体侧截止阀28的连接部位泄漏,也难以到达室外电气安装件单元8,能够提高室外单元20的安全性。
另外,本实施方式的室内单元30所具备的室内电气安装件单元9配置在比用于将室内单元30连接于液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5的室内液体侧连接部11以及室内气体侧连接部13更靠上方的位置。因此,即使可燃性制冷剂从室内液体侧连接部11和室内气体侧连接部13的连接部位泄漏,泄漏制冷剂也难以到达室内电气安装件单元9,能够提高室内单元30的安全性。
(4-1-6)第1实施方式的变形例A
在上述第1实施方式中,以仅设置有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并列连接的2个以上的室内单元。
(4-1-7)第1实施方式的变形例B
作为上述第1实施方式的室内单元30,举出设置在作为对象空间的室内的壁面等而使用的类型的室内单元为例进行了说明。
但是,作为室内单元,并不限于设置在壁面的类型,例如,如图4H、图4I、图4J所示,也可以为放置在作为空调对象空间的室内的地面使用的落地式的室内单元30a。
室内单元30a主要具备室内壳体110、室内热交换器31、室内风扇32、室内电气安装件单元9、室内液体侧连接部11以及室内气体侧连接部13。室内热交换器31和室内风扇32被收纳在室内机壳110内。室内热交换器31配置于室内壳体110内部的上方的空间,室内风扇32配置于室内壳体110内部的下方的空间。
室内壳体110具有由正面面板111、右侧面面板112、左侧面面板113、顶面面板114、底面面板115和背面面板116包围而成的长方体形状。在正面面板111,在偏向正面面板111右侧的上方形成有右侧吹出口117a,在偏向左侧的上方形成有左侧吹出口117b,在下方的左右方向中央部形成有下侧吹出口117c。在右侧吹出口117a设置有垂直挡板151a,该垂直挡板151a在室内单元30a停止时覆盖右侧吹出口117a而成为室内壳体110的一部分,在室内单元30a运转时用于调节从右侧吹出口117a吹出的气流(参照双点划线)的左右方向的风向。同样地,在左侧吹出口117b设置有垂直挡板151b,该垂直挡板151b在室内单元30a停止时覆盖左侧吹出口117b而成为室内壳体110的一部分,在室内单元30a运转时用于调节从左侧吹出口117b吹出的气流的左右方向的风向。
在室内壳体110的右侧面面板112,靠下方的前方形成有右侧吸入口118a。另外,在室内壳体110的左侧面面板113,靠下方的前方形成有左侧吸入口118b。
室内风扇32为例如配置有2个以上的叶片、且旋转轴沿前后方向延伸的多叶片式风扇。室内风扇32配置在被分隔板119隔开的内部空间S1。在内部空间S1的前方,在分隔板119与正面面板111之间形成有内部空间S2。另外,在内部空间S1、S2的上方以室内热交换器31为界形成有内部空间S3。
室内热交换器31配置在室内风扇32的上方的内部空间S1与内部空间S3的边界部分。室内热交换器31以倾斜成越接近上端部越靠近背面面板116的姿势配置。室内热交换器31的下端被排水盘141所支撑。该排水盘141设置在分隔板119上。这些分隔板119和排水盘141成为内部空间S2和内部空间S3的边界。即,内部空间S1被右侧面面板112、左侧面面板113、底面面板115、背面面板116、分隔板119、排水盘141以及室内热交换器31包围。另外,内部空间S2被正面面板111、右侧面面板112、左侧面面板113、底面面板115、分隔板119以及排水盘141包围。另外,内部空间S3被右侧面面板112、左侧面面板113、顶面面板114、室内热交换器31、排水盘141以及分隔板119包围。
室内液体侧连接部11设置于从室内热交换器31的液体侧延伸的室内液体侧制冷剂配管12的端部,其是相对于液体侧制冷剂连通配管6扩口连接的连接部分。室内液体侧连接部11设置在与室内风扇32的上端相同的高度位置。
室内气体侧连接部13设置在从室内热交换器31的气体侧延伸的室内气体侧制冷剂配管14的端部,其是相对于气体侧制冷剂连通配管5扩口连接的连接部分。室内气体侧连接部13设置在与室内风扇32的上端相同的高度位置。
室内电气安装件单元9配置在室内壳体110的内部中的室内热交换器31的下方且比室内风扇32更靠上方,并且配置在分隔板119的前方而固定于分隔板119。室内电气安装件单元9的下端部分配置在比室内液体侧连接部11和室内气体侧连接部13更靠垂直方向上方的位置。
在内部空间S2设置有沿着正面面板111上下延伸的管道120。管道120的上部在上下方向上延伸至右侧吹出口117a与左侧吹出口117b之间。另外,管道120的下端至下侧吹出口117c的上部为止。
垂直挡板151a设置于右侧吹出口117a,垂直挡板151b设置于左侧吹出口117b。垂直挡板151a、151b变更相对于正面面板111的角度,从而对引导所吹出的调和空气的角度进行调节。
在右侧吹出口117a以及左侧吹出口117b分别设置有2个以上的水平挡板153。水平挡板153以旋转轴为中心进行旋转,从而能够变更吹出空气的方向。
关于以上的室内电气安装件单元9,即使可燃性制冷剂从室内液体侧连接部11及室内气体侧连接部13的连接部位泄漏,泄漏制冷剂也难以到达室内电气安装件单元9,能够提高室内单元30a的安全性。
(4-2)第2实施方式
以下,一边参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图4K、作为示意性控制框图构成图的图4L,一边对空调装置1a进行说明,该空调装置1a为具备作为第2实施方式的热交换单元的室内单元以及作为热交换单元的室外单元的制冷循环装置。
以下,对第2实施方式的空调装置1a,主要以与第1实施方式的空调装置1不同的部位为中心进行说明。
在空调装置1a中,制冷剂回路10中也填充有上述的制冷剂A~D中的任一种作为用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂,上述的制冷剂A~D中的任一种为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂。另外,在制冷剂回路10中,与该制冷剂一起填充有制冷机油。
(4-2-1)室外单元20a
在第2实施方式的空调装置1a的室外单元20a中,作为室外风扇25,设置有第1室外风扇25a和第2室外风扇25b。空调装置1a的室外单元20a的室外热交换器23确保宽的热交换面积,以便与从第1室外风扇25a以及第2室外风扇25b接受的空气流对应。
在空调装置1a的室外单元20a中,代替上述第1实施方式中的室外单元20的室外膨胀阀24,在从室外热交换器23的液体侧到液体侧截止阀29之间依次设置有第1室外膨胀阀44、中间压储罐41、第2室外膨胀阀45。第1室外膨胀阀44及第2室外膨胀阀45能够控制阀开度。中间压储罐41是从第1室外膨胀阀44侧延伸的配管的端部和从第2室外膨胀阀45侧延伸的配管的端部双方位于内部空间并能够存积制冷剂的容器。
如图4M所示,第2实施方式的室外单元20a具有:近似长方体箱状的室外壳体60的内部空间被铅垂延伸的分隔板66左右分割而形成了送风机室以及机械室的结构(所谓的箱型结构)。
在室外壳体60内的送风机室配置有室外热交换器23、室外风扇25(第1室外风扇25a和第2室外风扇25b)等,在室外壳体60内的机械室配置有压缩机21、四通切换阀22、第1室外膨胀阀44、第2室外膨胀阀45、中间压储罐41、气体侧截止阀28、液体侧截止阀29、具备室外单元控制部27的室外电气安装件单元8等。
室外壳体60主要具有底板63、顶板64、左前板61、左侧板(未图示)、右前板(未图示)、右侧板65、分隔板66等。底板63构成室外壳体60的底面部分。顶板64构成室外单元20a的顶面部分。左前板61主要构成室外壳体60的左前面部分,形成有在前后方向上开口且上下排列的第1吹出口62a以及第2吹出口62b。在第1吹出口62a主要使由第1室外风扇25a从室外壳体60的背面侧以及左侧面侧吸入到内部亦即通过室外热交换器23的上方部分的空气通过。在第2吹出口62b主要使由第2室外风扇25b从室外壳体60的背面侧以及左侧面侧吸入到内部亦即通过室外热交换器23的下方部分的空气通过。在第1吹出口62a以及第2吹出口62b分别设有风扇格栅。左侧板主要构成室外壳体60的左侧面部分,也能够作为吸入到室外壳体60内的空气的吸入口发挥功能。右前板主要构成室外壳体60的右前面部分及右侧面的前侧部分。右侧板65主要构成室外壳体60的右侧面的后侧部分以及背面的右侧部分。分隔板66是配置在底板63上且铅垂地延伸的板状部件,其将室外壳体60的内部空间分割为送风机室和机械室。
室外热交换器23是交叉翅片式的管片型热交换器,其具有在板厚方向上重叠配置的2个以上的传热翅片和贯通固定于2个以上的传热翅片的2个以上的传热管。该室外热交换器23在送风机室内以沿着室外壳体60的左侧面以及背面的方式配置成俯视时呈L字形状。
压缩机21在室外壳体60的机械室内载置于底板63上,并通过螺栓固定。
气体侧截止阀28及液体侧截止阀29在室外壳体60的机械室内配置于压缩机21的上端附近的高度位置且右前方的角部附近。
室外电气安装件单元8在室外壳体60的机械室内配置在比压缩机21更靠上方的空间。室外电气安装件单元8的下端部配置在比气体侧截止阀28以及液体侧截止阀29中的任一者更靠上方的位置。
在以上的空调装置1a中,在制冷运转模式下,第1室外膨胀阀44被控制成例如通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,第2室外膨胀阀45例如被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
另外,在制暖运转模式下,第2室外膨胀阀45被控制成例如通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,第1室外膨胀阀44被控制成例如压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
(4-2-2)室内单元30
第2实施方式的室内单元30与第1实施方式所说明的室内单元30相同,因此省略说明。
(4-2-3)第2实施方式的特征
在以上的第2实施方式的空调装置1a中,与第1实施方式的空调装置1同样,使用了包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制得足够小。
此处,包含1,2-二氟乙烯的制冷剂为可燃性制冷剂,但本实施方式的室外单元20a所具备的室外电气安装件单元8配置在比用于将室外单元20a连接于液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5的液体侧截止阀29以及气体侧截止阀28更靠上方的位置。因此,即使可燃性制冷剂从液体侧截止阀29和气体侧截止阀28的连接部位泄漏,也难以到达室外电气安装件单元8,能够提高室外单元20a的安全性。
(4-2-4)第2实施方式的变形例A
在上述第2实施方式中,以仅设置有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并列连接的2个以上的室内单元。
(4-3)第3实施方式
以下,一边参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图4N、作为示意性控制框图构成图的图4O,一边对空调装置1b进行说明,该空调装置1b为具备作为第3实施方式的热交换单元的室内单元和作为热交换单元的室外单元的制冷循环装置。
以下,关于第3实施方式的空调装置1b,主要以与第1实施方式的空调装置1不同的部位为中心进行说明。
在空调装置1b中,制冷剂回路10中也填充有上述的制冷剂A~D中的任一种作为用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂,上述的制冷剂A~D中的任一种为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂。另外,在制冷剂回路10中,与该制冷剂一起填充有制冷机油。
(4-3-1)室外单元20b
在第3实施方式的空调装置1b的室外单元20b中,除了上述第1实施方式中的室外单元20所具备的要素之外,还设置有低压储罐26、过冷却热交换器47以及过冷却回路46。
低压储罐26设置在从四通切换阀22的连接口之一到压缩机21的吸入侧之间,是能够存积制冷剂的容器。需要说明的是,在本实施方式中,与压缩机21所具有的附属储液器分开设置。
过冷却热交换器47设置在室外膨胀阀24与液体侧截止阀29之间。
过冷却回路46是以从室外膨胀阀24与过冷却热交换器47之间的主回路分支并与从四通切换阀22的连接口之一到低压储罐26的中途的部分汇合的方式延伸的回路。在过冷却回路46的中途设有使通过的制冷剂减压的过冷却膨胀阀48。在过冷却回路46中流动的制冷剂且被过冷却膨胀阀48减压后的制冷剂在过冷却热交换器47中与在主回路侧流动的制冷剂之间进行热交换。由此,在主回路侧流动的制冷剂进一步被冷却,在过冷却回路46中流动的制冷剂蒸发。
关于第3实施方式的空调装置1b的室外单元20b的详细结构,一边参照图4P的外观立体图、图4Q的分解立体图、图4R的俯视示意性配置构成图、图4S的主视示意性配置构成图,一边在以下进行说明。
空调装置1b的室外单元20b被称为从下方向室外壳体80内吸入空气后从上方向室外壳体80外吹出空气的上吹型结构。
室外壳体80主要具有架设在沿左右方向延伸的一对安装脚82上的底板83、从底板83的角部沿铅直方向延伸的支柱84、前侧面板81以及风扇模块85。底板83形成室外壳体80的底面,分为左侧的第1底板83a和右侧的第2底板83b。前侧面板81在风扇模块85的下方架设在前面侧的支柱84之间,构成室外壳体80的前面。在室外壳体80内的风扇模块85的下方且底板83上方的空间配置有压缩机21、室外热交换器23、低压储罐26、四通切换阀22、室外膨胀阀24、过冷却热交换器47、过冷却膨胀阀48、过冷却回路46、气体侧截止阀28、液体侧截止阀29、具备室外单元控制部27的室外电气安装件单元8等。室外热交换器23为面向室外壳体80的风扇模块85的下方的部分中的背面以及左右两侧面的俯视近似U字形状,实质上形成了室外壳体80的背面以及左右两侧面。该室外热交换器23以沿着底板83的左侧缘部、后侧缘部、右侧缘部之上的方式配置。第3实施方式的室外热交换器23是交叉翅片式的管片型热交换器,其具有在板厚方向上重叠配置的2个以上的传热翅片23a和贯通固定于2个以上的传热翅片23a的2个以上的传热管23b。
风扇模块85设置于室外热交换器23的上侧,具有室外风扇25和未图示的喇叭口等。室外风扇25以旋转轴为铅垂方向的姿势配置。
在室外壳体80的内部,气体侧截止阀28及液体侧截止阀29配置于且风扇模块85的下方的空间中的压缩机21的上端附近的高度位置且左前方附近。需要说明的是,本实施方式的气体侧截止阀28与气体侧制冷剂连通配管5钎焊连接。本实施方式的液体侧截止阀29与液体侧制冷剂连通配管6被钎焊连接。
在室外壳体80的内部,室外电气安装件单元8配置于风扇模块85的下方的空间中的比压缩机21更靠上方且前侧,并固定在前侧面板81的右侧部分。室外电气安装件单元8的下端部配置在比气体侧截止阀28以及液体侧截止阀29中的任一者更靠上方的位置。
根据以上的结构,室外风扇25所形成的空气流从室外热交换器23的周围通过室外热交换器23而流入室外壳体80内部,经由在室外壳体80的上端面设置为沿上下方向贯通的吹出口86而被向上方吹出。
(4-3-2)第1室内单元30以及第2室内单元35
另外,在第3实施方式的空调装置1b中,具有彼此并列设置的第1室内单元30以及第2室内单元35来代替上述第1实施方式中的室内单元30。
与上述第1实施方式中的室内单元30同样,第1室内单元30设置有第1室内热交换器31、第1室内风扇32、第1室内液体侧连接部11、第1室内气体侧连接部13和具备第1室内单元控制部34的第1室内电气安装件单元,并且进一步设置有第1室内膨胀阀33。第1室内液体侧连接部11设置在以连接第1室内热交换器31的液体侧和液体侧制冷剂连通配管6的方式延伸的第1室内液体侧制冷剂配管12的端部。第1室内气体侧连接部13设置在以连接第1室内热交换器31的气体侧和气体侧制冷剂连通配管5的方式延伸的第1室内气体侧制冷剂配管14的端部。第1室内膨胀阀33设置在第1室内液体侧制冷剂配管12的中途,能够控制阀开度。此处,也与第1实施方式同样,第1室内电气安装件单元配置在比第1室内液体侧连接部11及第1室内气体侧连接部13更靠上方的位置。
与第1室内单元30同样,第2室内单元35设置有第2室内热交换器36、第2室内风扇37、第2室内液体侧连接部15、第2室内气体侧连接部17以及具备第2室内单元控制部39的第2室内电气安装件单元,并且设置有第2室内膨胀阀38。第2室内液体侧连接部15设置在以连接第2室内热交换器36的液体侧和液体侧制冷剂连通配管6的方式延伸的第2室内液体侧制冷剂配管16的端部。第2室内气体侧连接部17设置于以连接第2室内热交换器36的气体侧和气体侧制冷剂连通配管5的方式延伸的第2室内气体侧制冷剂配管18的端部。第2室内膨胀阀38设置在第2室内液体侧制冷剂配管16的中途,能够控制阀开度。此处,第2室内电气安装件单元也配置在比第2室内液体侧连接部15及第2室内气体侧连接部17更靠上方的位置。
需要说明的是,第3实施方式的控制器7构成为室外单元控制部27、第1室内单元控制部34和第2室内单元控制部39以能够相互通信的方式连接。
在以上的空调装置1b中,在制冷运转模式下,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制冷运转模式下,第1室内膨胀阀33及第2室内膨胀阀38被控制为全开状态。
另外,在制暖运转模式下,第1室内膨胀阀33被控制成通过第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。第2室内膨胀阀38也同样地被控制成通过第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,室外膨胀阀45被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制暖运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
(4-3-3)第3实施方式的特征
在以上的第3实施方式的空调装置1b中,也与第1实施方式的空调装置1同样,使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制得足够小。
此处,包含1,2-二氟乙烯的制冷剂为可燃性制冷剂,但本实施方式的室外单元20b所具备的室外电气安装件单元8配置在比用于将室外单元20b连接于液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5的液体侧截止阀29以及气体侧截止阀28更靠上方的位置。因此,即使可燃性制冷剂从液体侧截止阀29和气体侧截止阀28的连接部位泄漏,也难以到达室外电气安装件单元8,能够提高室外单元20b的安全性。
另外,本实施方式的第1室内单元30所具备的第1室内电气安装件单元也配置在比第1室内液体侧连接部11及第1室内气体侧连接部13更靠上方的位置。因此,即使可燃性制冷剂从第1室内液体侧连接部11及第1室内气体侧连接部13的连接部位泄漏,泄漏制冷剂也难以到达第1室内电气安装件单元,能够提高第1室内单元30的安全性。同样地,第2室内单元35所具备的第2室内电气安装件单元也配置在比第2室内液体侧连接部15及第2室内气体侧连接部17更靠上方的位置。因此,即使可燃性制冷剂从第2室内液体侧连接部15及第2室内气体侧连接部17的连接部位泄漏,泄漏制冷剂也难以到达第2室内电气安装件单元,能够提高第2室内单元35的安全性。
(4-4)第4实施方式
以下,一边参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图4T、作为示意性控制框图构成图的图4U,对冷热水供给装置1c进行说明,该冷热水供给装置1c为具备作为第4实施方式的热交换单元的冷热水供给单元及作为热交换单元的室外单元的制冷循环装置。
以下,主要以与第1实施方式的空调装置1不同的部位为中心,对第4实施方式的冷热水供给装置1c进行说明。
冷热水供给装置1c是用于通过得到冷水或热水而将其向设置于室内的地板的地板制冷制暖面板251、252、253供给由此对室内的地板进行冷却或加热的装置。
在冷热水供给装置1c中,制冷剂回路10中也填充有上述的制冷剂A~D中的任一种作为用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂,上述的制冷剂A~D中的任一种为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂。另外,在制冷剂回路10中,与该制冷剂一起填充有制冷机油。
(4-4-1)室外单元20
冷热水供给装置1c的室外单元20与在第1实施方式中说明的室外单元20相同,因此省略说明。
(4-4-2)冷热水供给单元30b
冷热水供给单元30b用于对作为对象空间的室内的地板面进行冷却或加热,经由液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
冷热水供给单元30b具有水热交换器231、泵232、罐233、室内液体侧连接部11、室内气体侧连接部13、回路集管236、往路集管235、室内壳体237和冷热水电气安装件单元9a等。
水热交换器231使在内部流动的制冷剂与在水回路210中流动的水之间进行热交换。水热交换器231的液体制冷剂侧经由室内液体侧制冷剂配管12以及室内液体侧连接部11与液体侧制冷剂连通配管6扩口连接,气体制冷剂侧经由室内气体侧制冷剂配管14以及室内气体侧连接部13与气体侧制冷剂连通配管5扩口连接。水热交换器231在制冷运转时作为制冷循环中的低压的制冷剂的蒸发器发挥功能,对在水回路210中流动的水进行冷却;在制暖运转时作为制冷循环中的高压的制冷剂的冷凝器发挥功能,对在水回路210中流动的水进行加热。
泵232产生用于使水回路210内的水在回路集管236、水热交换器231的水流路、罐233、往路集管235、地板制冷制暖面板251、252、253循环的水流。泵232被未图示的电动机驱动旋转。
罐233中积存有在水热交换器231中进行了温度调节的冷水或热水。
往路集管235将从泵232送来的冷热水分流而使其分别流入2个以上的地板制冷制暖面板251、252、253所具有的水循环管251a、252a、253a。往路集管235具有与水循环管251a、252a、253a的端部分别连接的2个以上的往路连接部235a。
回路集管236使在2个以上的地板制冷制暖面板251、252、253所具有的各水循环管251a、252a、253a中流动的水合流,再次供给至水热交换器231。回路集管236具有与水循环管251a、252a、253a的另一端分别连接的2个以上的回路连接部236a。
冷热水电气安装件单元9a具备对构成冷热水供给单元30b的各部的动作进行控制的冷热水供给单元控制部234。具体而言,冷热水供给单元控制部234根据多个地板制冷制暖面板251、252、253中的温度调节负荷来进行泵的流量控制。
如图4V所示,室内壳体237是将水热交换器231、冷热水电气安装件单元9a等收纳在内部的箱状体。具体而言,在室内壳体237的内部中的上方的空间配置有冷热水电气安装件单元9a。往路集管235具有的2个以上的往路连接部235a和回路集管236具有的2个以上的往路连接部236a位于室内壳体237的下方。进一步,室内液体侧制冷剂配管12以及室内气体侧制冷剂配管14从室内壳体237的下方延伸出来,室内液体侧连接部11位于室内液体侧制冷剂配管12的下端,室内气体侧连接部13位于室内气体侧制冷剂配管14的下端。
(4-4-3)第4实施方式的特征
在上述的冷热水供给装置1c中,使用了包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制得足够小。
此处,包含1,2-二氟乙烯的制冷剂为可燃性制冷剂,但本实施方式的冷热水供给单元30b所具备的冷热水电气安装件单元9a配置在比用于将冷热水供给单元30b连接于液体侧制冷剂连通配管6及气体侧制冷剂连通配管5的室内液体侧连接部11及室内气体侧连接部13更靠上方的位置。因此,即使可燃性制冷剂从室内液体侧连接部11及室内气体侧连接部13的连接部位泄漏,也能够使泄漏制冷剂难以到达冷热水电气安装件单元9a,提高冷热水供给单元30b的安全性。
(4-4-4)第4实施方式的变形例A
在上述第4实施方式中,举例说明了通过将在水热交换器231中与制冷剂进行热交换而得到的冷热水供给至地板制冷制暖面板251、252、253而对室内的地板进行冷却或加热的冷热水供给装置1c。
与此相对,如图4W、图4X所示,在热水储存单元30c和室外单元20经由气体侧制冷剂连通配管5与液体侧制冷剂连通配管6连接而构成的热水储存装置1d中,也可以使用水热交换器231供给热水。
具体而言,在热水储存单元30c的热水储存壳体327中收纳有水热交换器331、泵332、热水储罐333、混合阀338、水入口336、水出口335和热水储存电气安装件单元9b等。需要说明的是,室外单元20与第4实施方式等相同。
与上述第4实施方式的水热交换器231同样,水热交换器331使在室外单元20、液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5中循环的制冷剂与收纳在热水储存单元30c内的水回路310中循环的水之间进行热交换。
水回路310具有:罐333、从罐333的下端延伸至水热交换器331的水流路的入口并设置有泵332的送水管、以及将水热交换器331的水流路的出口与罐333的上端连接的回水管,水在内部循环。
从下端经由水入口336而流入水入口管的市政供水被供给至热水储罐333。从热水储罐333的上端,在水热交换器331中获得并蓄积的热水流入水出口管并向水出口335输送。水入口管与水出口管通过旁通管连接,在水出口管与旁通管的连结部位设有混合阀338,能够进行市政供水与热水的混合。
设置于水热交换器331的液体制冷剂侧的室内液体侧制冷剂配管12的前端的室内液体侧连接部11位于热水储存壳体327的下方。设置于水热交换器331的气体制冷剂侧的室内气体侧制冷剂配管14的前端的室内气体侧连接部13也位于热水储存壳体327的下方。
在热水储存单元30c设置有:具备进行泵332的驱动控制的热水储存单元控制部334的热水储存电气安装件单元9b。热水储存电气安装件单元9b设置于热水储存壳体327的内部的上方的空间,位于比室内气体侧连接部13以及室内液体侧连接部11更靠上方的位置。
在以上的储热水单元30c中,热水储存电气安装件单元9b也配置在比室内气体侧连接部13和室内液体侧连接部11更靠上方的位置,因此,即使制冷剂从室内气体侧连接部13和室内液体侧连接部11泄漏,也难以到达热储存水电气安装件单元9b,能够提高热水储存单元30c的安全性。
(5)第5组的技术的实施方式
(5-1)第1实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图5A、作为示意性控制框图构成图的图5B,对作为第1实施方式的制冷循环装置的空调装置1进行说明。
空调装置1是通过进行蒸气压缩式的制冷循环来调和对象空间的空气的装置。
空调装置1主要具有室外单元20、第1室内单元30、第2室内单元35、液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5、作为输入装置和输出装置的未图示的遥控器以及控制器7,所述液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5将第1室内单元30和第2室内单元35相对于室外单元20并联连接,所述控制器7对空调装置1的动作进行控制。
在空调装置1进行如下制冷循环:封入制冷剂回路10内的制冷剂被压缩、冷却或冷凝、减压,在被加热或蒸发后再次被压缩。在本实施方式中,在制冷剂回路10中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,能够使用上述的制冷剂A~D中的任一种。需要说明的是,在制冷剂回路10中,与该混合制冷剂一起填充有制冷机油。
(5-1-1)室外单元20
室外单元20经由液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5与室内单元30连接,构成制冷剂回路10的一部分。室外单元20主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、过冷却热交换器47、吸入注入配管40、过冷却膨胀阀48、室外膨胀阀24、室外风扇25、低压储罐41、液体侧截止阀29以及气体侧截止阀28。
压缩机21是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至成为高压的设备。在此,作为压缩机21,使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件(省略图示)被压缩机电动机旋转驱动的密闭式结构的压缩机。压缩机电动机用于使容量变化,能够通过逆变器控制运转频率。需要说明的是,在压缩机21中,在吸入侧设有未图示的附属储液器(需要说明的是,该附属储液器的内容积比低压储罐、中间压储罐、高压储罐这样的制冷剂容器小,优选为一半以下)。
四通切换阀22通过切换连接状态,能够切换制冷运转连接状态和制暖运转连接状态,所述制冷运转连接状态是将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接,所述制暖运转连接状态是将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接。
室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。
室外膨胀阀24设置在制冷剂回路10中的室外热交换器23的液体侧出口至液体侧截止阀29之间。室外膨胀阀24为能够调节阀开度的电动膨胀阀。
吸入注入配管40设置为:从制冷剂回路10的主回路中的从室外膨胀阀24到液体侧截止阀29之间的分支部分分支,并在从四通切换阀22的1个连接端口至低压储罐41之间的汇合部位汇合。在吸入注入配管40设有过冷却膨胀阀48。过冷却膨胀阀48为能够调节阀开度的电动膨胀阀。
过冷却热交换器47是使在制冷剂回路10中从室外膨胀阀24到液体侧截止阀29之间的部分中流动的制冷剂与在吸入注入配管40中在过冷却膨胀阀48的汇合部位侧流动的制冷剂之间进行热交换的热交换器。在本实施方式中,过冷却热交换器47为从室外膨胀阀24到液体侧截止阀29之间的部分,且设于比吸入注入配管40的分支部分更靠液体侧截止阀29侧。
室外风扇25将室外的空气吸入室外单元20内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室外风扇25由室外风扇电动机旋转驱动。
低压储罐41设置在压缩机21的吸入侧与四通切换阀22的1个连接端口之间,其是能够将制冷剂回路10中的剩余制冷剂作为液体制冷剂储存的制冷剂容器。另外,在压缩机21设置有未图示的附属的储液器,低压储罐41连接于该附属的储液器的下游侧。
液体侧截止阀29是配置于室外单元20中的与液体侧制冷剂连通配管6的连接部分的手动阀。
气体侧截止阀28是配置于室外单元20中的与气体侧制冷剂连通配管5的连接部分的手动阀。
室外单元20具有对构成室外单元20的各部的工作进行控制的室外单元控制部27。室外单元控制部27具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室外单元控制部27经由通信线与各室内单元30的室内单元控制部34连接,进行控制信号等的收发。
在室外单元20中设置有排出压力传感器61、排出温度传感器62、吸入压力传感器63、吸入温度传感器64、室外热交换温度传感器65、外部气体温度传感器66、过冷却温度传感器67等。这些各传感器与室外单元控制部27电连接,对室外单元控制部27发送检测信号。排出压力传感器61对在将压缩机21的排出侧与四通切换阀22的1个连接端口连接的排出配管中流动的制冷剂的压力进行检测。排出温度传感器62对在排出配管中流动的制冷剂的温度进行检测。吸入压力传感器63对在将压缩机21的吸入侧与低压储罐41连接的吸入配管中流动的制冷剂的压力进行检测。吸入温度传感器64对在吸入配管中流动的制冷剂的温度进行检测。室外热交换温度传感器65对在室外热交换器23中与连接有四通切换阀22的一侧相反的一侧即液体侧的出口流动的制冷剂的温度进行检测。外部气体温度传感器66对通过室外热交换器23之前的室外的空气温度进行检测。过冷却温度传感器67对在制冷剂回路10的主回路中在过冷却热交换器47与第2室外膨胀阀45之间流动的制冷剂的温度进行检测。
(5-1-2)第1室内单元30以及第2室内单元35
第1室内单元30以及第2室内单元35均设置于相同或不同的对象空间即室内的壁面、天花板等。第1室内单元30以及第2室内单元35经由液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
第1室内单元30具有第1室内热交换器31、第1室内膨胀阀33以及第1室内风扇32。
第1室内热交换器31的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管5连接。第1室内热交换器31为如下的热交换器,即,在制冷运转时作为制冷循环中的低压的制冷剂的蒸发器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的高压的制冷剂的冷凝器发挥功能。
第1室内膨胀阀33为能够调节在第1室内热交换器31的液体制冷剂侧的制冷剂配管所设置的阀开度的电动膨胀阀。
第1室内风扇32将室内的空气吸入第1室内单元30内,并在第1室内热交换器31中与制冷剂进行热交换之后,产生用于向外部排出的空气流。第1室内风扇32由室内风扇电动机旋转驱动。
此外,第1室内单元30具有对构成第1室内单元30的各部的动作进行控制的第1室内单元控制部34。第1室内单元控制部34具有包括CPU、存储器等的微型计算机。第1室内单元控制部34经由通信线与第2室内单元控制部39以及室外单元控制部27连接,进行控制信号等的收发。
在第1室内单元30设有第1室内液体侧热交换温度传感器71、第1室内空气温度传感器72、第1室内气体侧热交换温度传感器73等。这些各传感器与第1室内单元控制部34电连接,向第1室内单元控制部34发送检测信号。第1室内液体侧热交换温度传感器71对在第1室内热交换器31的液体制冷剂侧的出口流动的制冷剂的温度进行检测。第1室内空气温度传感器72对通过第1室内热交换器31之前的室内的空气温度进行检测。第1室内气体侧热交换温度传感器73对在第1室内热交换器31的气体制冷剂侧的出口流动的制冷剂的温度进行检测。
第2室内单元35具有第2室内热交换器36、第2室内膨胀阀38以及第2室内风扇37。
第2室内热交换器36的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管5连接。第2室内热交换器36为如下的热交换器,即,在制冷运转时作为制冷循环中的低压的制冷剂的蒸发器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的高压的制冷剂的冷凝器发挥功能。
第2室内膨胀阀38为能够调节在第2室内热交换器36的液体制冷剂侧的制冷剂配管所设置的阀开度的电动膨胀阀。
第2室内风扇37将室内的空气吸入第2室内单元35内,并在第2室内热交换器36中与制冷剂进行热交换之后,产生用于向外部排出的空气流。第2室内风扇37由室内风扇电动机旋转驱动。
此外,第2室内单元35具有对构成第2室内单元35的各部的动作进行控制的第2室内单元控制部39。第2室内单元控制部39具有包括CPU、存储器等的微型计算机。第2室内单元控制部39经由通信线与第1室内单元控制部34以及室外单元控制部27连接,进行控制信号等的收发。
在第2室内单元35设有第2室内液体侧热交换温度传感器75、第2室内空气温度传感器76、第2室内气体侧热交换温度传感器77等。这些各传感器与第2室内单元控制部39电连接,向第1室内单元控制部39发送检测信号。第2室内液体侧热交换温度传感器75对在第2室内热交换器36的液体制冷剂侧的出口流动的制冷剂的温度进行检测。第2室内空气温度传感器76对通过第2室内热交换器36之前的室内的空气温度进行检测。第2室内气体侧热交换温度传感器77对在第2室内热交换器36的气体制冷剂侧的出口流动的制冷剂的温度进行检测。
(5-1-3)控制器7的详细情况
在空调装置1中,室外单元控制部27、第1室内单元控制部34和第2室内单元控制部39通过通信线连接,从而构成对空调装置1的动作进行控制的控制器7。
控制器7主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,由控制器7进行的各种处理、控制通过室外单元控制部27和/或第1室内单元控制部34和/或第2室内单元控制部39所包含的各部一体地发挥功能来实现。
(5-1-4)运转模式
以下,对运转模式进行说明。
作为运转模式,设有制冷运转模式和制暖运转模式。
控制器7基于从遥控器等接收到的指示,判断是制冷运转模式还是制暖运转模式,并执行。
(5-1-4-1)制冷运转模式
在空调装置1中,在制冷运转模式下,压缩机21例如以制冷剂回路10中的制冷剂的蒸发温度成为目标蒸发温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,优选的是,根据在各室内单元30、35中设定温度与室内温度之差最大的室内单元(负荷最大的室内单元)来确定目标蒸发温度。
从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22在室外热交换器23中冷凝。在室外热交换器23中流动的制冷剂通过室外膨胀阀24。需要说明的是,在该情况下,室外膨胀阀24被控制为成为全开状态。
通过了室外膨胀阀24的制冷剂的一部分流向液体侧截止阀29侧,另一部分向吸入注入配管40分流。向吸入注入配管40分流的制冷剂在过冷却膨胀阀48中被减压。在过冷却热交换器47中,从室外膨胀阀24流向液体侧截止阀29侧的制冷剂与在过冷却膨胀阀48中被减压的在吸入注入配管40中流动的制冷剂进行热交换。在吸入注入配管40中流动的制冷剂在过冷却热交换器47中的热交换结束后,以在从四通切换阀22的1个连接端口至低压储罐41之间的汇合部位汇合的方式流动。另外,过冷却膨胀阀48的阀开度被控制为:满足通过制冷剂回路10中的过冷却热交换器47后的制冷剂的过冷却度成为规定的目标值等规定条件。
从室外膨胀阀24流向液体侧截止阀29侧的制冷剂在过冷却热交换器47中的热交换结束后,经由液体侧截止阀29在液体侧制冷剂连通配管6中流动,并被输送至第1室内单元30以及第2室内单元35。
此处,在第1室内单元30中,第1室内膨胀阀33例如控制阀开度,以满足在第1室内热交换器31的气体侧出口流动的制冷剂的过热度成为目标值等的规定条件。另外,与第1室内膨胀阀33同样,第2室内单元35的第2室内膨胀阀38也例如控制阀开度,以满足在第2室内热交换器36的气体侧出口流动的制冷剂的过热度成为目标值等规定条件。另外,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38也可以以如下方式控制阀开度,即,均满足通过从吸入温度传感器64的检测温度减去相当于吸入压力传感器63的检测压力的制冷剂的饱和温度而得到的制冷剂的过热度成为目标值等规定条件。进一步,第1室内膨胀阀33以及第2室内膨胀阀38的阀开度控制的方法没有特别限定,例如,既可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度成为规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
由第1室内膨胀阀33减压后的制冷剂在第1室内热交换器31中蒸发,由第2室内膨胀阀38减压后的制冷剂在第2室内热交换器36中蒸发,汇合后,流向气体侧制冷剂连通配管5。在气体侧制冷剂连通配管5中流动的制冷剂经过气体侧截止阀28、四通切换阀22而与在吸入注入配管40中流动的制冷剂汇合。汇合后的制冷剂经由低压储罐41再次被吸入压缩机21。需要说明的是,在低压储罐41中,在第1室内热交换器31、第2室内热交换器36、过冷却热交换器47中未完全蒸发的液体制冷剂作为剩余制冷剂被储存。
(5-1-4-2)制暖运转模式
在空调装置1中,在制暖运转模式下,压缩机21例如以制冷剂回路10中的制冷剂的冷凝温度成为目标冷凝温度的方式对运转频率进行容量控制。此处,优选的是,根据在各室内单元30、35中设定温度与室内温度之差最大的室内单元(负荷最大的室内单元)来确定目标冷凝温度。
从压缩机21排出的气体制冷剂在四通切换阀22、气体侧制冷剂连通配管5中流动后,一部分制冷剂流入第1室内单元30的第1室内热交换器31的气体侧端,在第1室内热交换器31中冷凝,另一部分制冷剂流入第2室内单元35的第2室内热交换器36的气体侧端,在第2室内热交换器36中冷凝。
需要说明的是,第1室内单元30的第1室内膨胀阀33控制阀开度,以满足在第1室内热交换器31的液体侧流动的制冷剂的过冷却度成为规定的目标值等规定条件。关于第2室内单元35的第2室内膨胀阀38,也同样地控制阀开度,以满足在第2室内热交换器36的液体侧流动的制冷剂的过冷却度成为规定的目标值等规定条件。
由第1室内膨胀阀33减压后的制冷剂和由第2室内膨胀阀38减压后的制冷剂汇合,并在液体侧制冷剂连通配管6中流动而流入室外单元20。
通过了室外单元20的液体侧截止阀29的制冷剂在过冷却热交换器47中流动之后,在室外膨胀阀24中被减压。此处,室外膨胀阀24例如控制阀开度,以便满足在压缩机21的吸入侧流动的制冷剂的过热度成为目标值等规定条件。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如,既可以按照从压缩机21排出的制冷剂的排出温度成为规定温度的方式进行控制,也可以按照从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件的方式进行控制。
需要说明的是,在制暖运转模式下,设于吸入注入配管40的过冷却膨胀阀48被控制为全闭状态,因此在吸入注入配管40并不流动制冷剂,也不进行过冷却热交换器47中的热交换。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂在室外热交换器23中蒸发,经过四通切换阀22以及低压储罐41,再次被吸入压缩机21。需要说明的是,在低压储罐41中,在室外热交换器23中未完全蒸发的液体制冷剂作为剩余制冷剂而被储存。
(5-1-5)第1实施方式的特征
在上述空调装置1中,使用了包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制得足够小。
此外,在空调装置1中,通过吸入注入配管40,能够使被吸入压缩机21的制冷剂的温度降低,因此能够提高制冷循环中的运转效率。
(5-1-6)第1实施方式的变形例A
在上述第1实施方式中,举例说明了2个以上的室内单元并联连接的空调装置,但作为空调装置,也可以是1个室内单元串联连接的空调装置。
(5-1-7)第1实施方式的变形例B
在上述第1实施方式中,举例说明了空调装置1,该空调装置1具备使制冷剂在过冷却热交换器47中流动后向压缩机21的吸入侧输送的吸入注入配管40。
与此相对,作为空调装置,例如,如图5C所示,也可以是具备使制冷剂在节能热交换器47a流动后向压缩机21a的中间压的区域输送的节能注入配管40a的空调装置1a。
节能注入配管40a是从制冷剂回路10的主回路中的室外膨胀阀24与液体侧截止阀29之间的部分分支并延伸至压缩机21a的中间压的区域的配管。在节能注入配管40a的中途设置有能够控制阀开度的节能膨胀阀48a。
节能热交换器47a是使在节能膨胀阀48a中被减压后的制冷剂与在制冷剂回路10的主回路中在从室外膨胀阀24到液体侧截止阀29之间流动的制冷剂之间进行热交换的热交换器,所述在节能膨胀阀48a中被减压后的制冷剂也是从制冷剂回路10的主回路分支并在节能注入配管40a中流动的制冷剂。
压缩机21a虽然没有特别限定,但可以使用例如图5D所示那样的涡旋压缩机。
该压缩机21a具备壳体80、包括静涡旋盘82的涡旋压缩机构81、驱动电动机91、曲轴94以及下部轴承98。
壳体80具有:上下开口的近似圆筒状的圆筒部件80a;以及分别设置于圆筒部件80a的上端和下端的上盖80b和下盖80c。圆筒部件80a与上盖80b和下盖80c通过焊接而固定以保持气密。在壳体80收纳有包括涡旋压缩机构81、驱动电动机91、曲轴94以及下部轴承98的压缩机21a的构成设备。另外,在壳体80的下部形成有贮油空间So。在贮油空间So中积存有用于对涡旋压缩机构81等进行润滑的制冷机油O。在壳体80的上部,以贯通上盖80b的方式设置有吸入管19,该吸入管19吸入制冷剂回路10的制冷循环中的低压气体制冷剂,并向涡旋压缩机构81供给气体制冷剂。吸入管19的下端与涡旋压缩机构81的静涡旋盘82连接。吸入管19与后述的涡旋压缩机构81的压缩室Sc连通。在壳体80的圆筒部件80a的中间部设置有使排出到壳体80外的制冷剂通过的排出管18。排出管18配置为:壳体80的内部的排出管18的端部向形成于涡旋压缩机构81的固定部件88的下方的高压空间Sh突出。由涡旋压缩机构81压缩后的制冷循环中的高压制冷剂在排出管18中流动。在壳体80的上盖80b的侧面设置有注入连接口,在该注入连接口连接有节能注入配管40a。
涡旋压缩机构81主要具有固定部件88、配置于固定部件88的上方的静涡旋盘82、以及与静涡旋盘82组合而形成压缩室Sc的动涡旋盘84。
静涡旋盘82具有:平板状的静侧端板82a、从静侧端板82a的前面突出的螺旋状的静侧涡卷82b、以及包围静侧涡卷82b的外缘部82c。在静侧端板82a的中央部,在厚度方向上贯通静侧端板82a而形成有与涡旋压缩机构81的压缩室Sc连通的非圆形形状的排出口82d。由压缩室Sc压缩后的制冷剂从排出口82d排出,通过形成于静涡旋盘82以及固定部件88的未图示的制冷剂通路,流入高压空间Sh。另外,在静侧端板82a形成有在静侧端板82a的侧面开口且与压缩室Sc连通的供给通路82e。通过该供给通路82e,将在节能注入配管40a中流动的中间压制冷剂供给至压缩室Sc。供给通路82e具有从静侧端板82a的侧面的开口朝向静侧端板82a的中央侧在水平方向上延伸的水平通路部82f。另外,供给通路82e具有从水平通路部82f的静侧端板82a的中央侧的部分(水平通路部82f的静侧端板82a的中央侧的端部附近)向压缩室Sc延伸并与压缩室Sc直接连通的注入端口82g。注入端口82g为圆形的孔。
动涡旋盘84具有:平板状的动侧端板84a、从动侧端板84a的前面突出的螺旋状的动侧涡卷84b、以及从动侧端板84a的背面突出的形成为圆筒状的凸缘部84c。静涡旋盘82的静侧涡卷82b与动涡旋盘84的动侧涡卷84b以静侧端板82a的下面与动侧端板84a的上面对置的状态组合。在相邻的静侧涡卷82b与动侧涡卷84b之间形成有压缩室Sc。动涡旋盘84如后述那样相对于静涡旋盘82公转,由此压缩室Sc的体积周期性地变化,在涡旋压缩机构81中进行制冷剂的吸入、压缩、排出。凸缘部84c是上端被堵住的圆筒状部分。通过向凸缘部84c的中空部插入后述的曲轴94的偏心部95,动涡旋盘84与曲轴94连结。凸缘部84c配置在形成于动涡旋盘84与固定部件88之间的偏心部空间89。偏心部空间89经由后述的曲轴94的供油路径97等与高压空间Sh连通,对偏心部空间89作用高的压力。通过该压力,偏心部空间89内的动侧端板84a的下面朝向静涡旋盘82被向上推压。通过该力,动涡旋盘84密合于静涡旋盘82。动涡旋盘84经由配置于“十字环空间Sr”的十字环而被固定部件88支撑。十字环是防止动涡旋盘84的自转而使其公转的部件。通过使用十字环,当曲轴94旋转时,在凸缘部84c处与曲轴94连结的动涡旋盘84相对于静涡旋盘82不会自转而是进行公转,压缩室Sc内的制冷剂被压缩。
固定部件88被压入圆筒部件80a,在其外周面上遍及整个周向而与圆筒部件80a固定。另外,固定部件88和静涡旋盘82以固定部件88的上端面与静涡旋盘82的外缘部82c的下面密合的方式通过未图示的螺栓等固定。在固定部件88形成有:配置为向上面中央部凹陷的凹部88a和配置于凹部88a的下方的轴承部88b。凹部88a包围动涡旋盘84的配置有凸缘部84c的偏心部空间89的侧面。在轴承部88b配置有对曲轴94的主轴96进行轴支撑的轴承90。轴承90将插入轴承90中的主轴96以旋转自如的方式支撑。另外,在固定部件88形成有配置十字环的十字环空间Sr。
驱动电动机91具有:固定于圆筒部件80a的内壁面的环状的定子92、以及隔着微小的间隙(气隙通路)且旋转自如地收纳在定子92的内侧的转子93。转子93经由配置为沿圆筒部件80a的轴心在上下方向上延伸的曲轴94而与动涡旋盘84连结。通过转子93旋转,动涡旋盘84相对于静涡旋盘82公转。
曲轴94将驱动电动机91的驱动力传递至动涡旋盘84。曲轴94配置为沿着圆筒部件80a的轴心在上下方向上延伸,并将驱动电动机91的转子93与涡旋压缩机构81的动涡旋盘84连结。曲轴94具有:中心轴与圆筒部件80a的轴心一致的主轴96、和相对于圆筒部件80a的轴心偏心的偏心部95。如上所述,偏心部95被插入到动涡旋盘84的凸缘部84c。主轴96被固定部件88的轴承部88b的轴承90以及后述的下部轴承98以旋转自如的方式支撑。主轴96在轴承部88b与下部轴承98之间与驱动电动机91的转子93连结。在曲轴94的内部形成有用于向涡旋压缩机构81等供给制冷机油O的供油路径97。主轴96的下端位于在壳体80的下部所形成的贮油空间So内,贮油空间So的制冷机油O通过供油路径97被供给到涡旋压缩机构81等。
下部轴承98配置在驱动电动机91的下方。下部轴承98固定于圆筒部件80a。下部轴承98构成曲轴94的下端侧的轴承,将曲轴94的主轴96以旋转自如的方式支撑。
接着,对压缩机21a的动作进行说明。
当驱动电动机91工作时,转子93相对于定子92旋转,与转子93固定的曲轴94旋转。当曲轴94旋转时,与曲轴94连结的动涡旋盘84相对于静涡旋盘82公转。并且,制冷循环中的低压的气体制冷剂通过吸入管19,从压缩室Sc的周缘侧被压缩室Sc吸引。随着动涡旋盘84公转,吸入管19与压缩室Sc不再连通。然后,随着压缩室Sc的容积减少,压缩室Sc的压力开始上升。
在压缩中途的压缩室Sc,在节能注入配管40a中流动的中间压制冷剂经由水平通路部82f和注入端口82g被供给到压缩室Sc。
随着制冷剂的压缩的进行,压缩室Sc不再与注入端口82g连通。压缩室Sc内的制冷剂随着压缩室Sc的容积减少而被压缩,最终成为高压的气体制冷剂。高压的气体制冷剂从位于静侧端板82a的中心附近的排出口82d被排出。之后,高压的气体制冷剂通过形成于静涡旋盘82以及固定部件88的未图示的制冷剂通路,流入高压空间Sh。流入高压空间Sh且由涡旋压缩机构81压缩后的制冷循环中的高压的气体制冷剂从排出管18被排出。
在该空调装置1a中,在节能注入配管40a中流动的制冷剂在压缩机21a的中间压的区域汇合,从而能够降低压缩机21a的中间压的制冷剂的温度,因此能够提高制冷循环中的运转效率。
(5-1-8)第1实施方式的变形例C
在上述第1实施方式的变形例B中,作为压缩机,以涡旋压缩机为例进行了说明。
与此相对,作为第1实施方式中使用的压缩机,也可以为后述的第2实施方式中所述的作为旋转压缩机的压缩机21b。
(5-2)第2实施方式
以下,一边参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图5E、作为示意性控制框图构成图的图5F,一边对作为第2实施方式的制冷循环装置的空调装置1b进行说明。
以下,主要针对关于第2实施方式的空调装置1b,以与第1实施方式的空调装置1不同之处为中心进行说明。
在空调装置1b中,在制冷剂回路10中,作为用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂,也填充有包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂且为上述的制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中,与该制冷剂一起填充有制冷机油。
(5-2-1)室外单元20
在第2实施方式的空调装置1b的室外单元20中,没有设置上述第1实施方式中的室外单元20的压缩机21、低压储罐41、吸入注入配管40、过冷却膨胀阀48、过冷却热交换器47、过冷却温度传感器67,取而代之设置有压缩机21b、高压储罐42、中间注入配管46、中间注入膨胀阀49。
高压储罐42在制冷剂回路10的主流路中设置在室外膨胀阀24与液体侧截止阀29之间。高压储罐42是使从室外膨胀阀24侧延伸的配管的端部和从液体侧截止阀29侧延伸的配管的端部双方位于内部空间、并能够储存制冷剂的容器。
中间注入配管46是从高压储罐42的内部空间中的气体区域延伸并与压缩机21b的中间压的区域连接的配管。中间注入膨胀阀49设置于中间注入配管46的中途,能够控制阀开度。
(5-2-2)室内单元30
第2实施方式的第1室内单元30和第2室内单元35与第1实施方式相同,因此省略说明。
(5-2-3)制冷运转模式及制暖运转模式
在以上的空调装置1b中,在制冷运转模式下,室外膨胀阀24被控制为:例如通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,中间注入膨胀阀49被控制为:将从高压储罐42流出的制冷剂减少至压缩机21b的中间压力。
另外,在制暖运转模式下,室外膨胀阀24被控制为:例如压缩机21b所吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。另外,中间注入膨胀阀49被控制为:将从高压储罐42流出的制冷剂减少至压缩机21b的中间压力。
(5-2-4)压缩机21b
如图5G所示,压缩机21b为单缸型的旋转压缩机,其是具备壳体111、配置在壳体111内的驱动机构120以及压缩机构130的旋转压缩机。对于该压缩机21b而言,在壳体111内,压缩机构130配置于驱动机构120的下侧。
(5-2-4-1)驱动机构
驱动机构120收纳在壳体111的内部空间的上部,对压缩机构130进行驱动。驱动机构120具有:成为驱动源的电动机121、以及安装于电动机121的作为驱动轴的曲轴122。
电动机121是用于旋转驱动曲轴122的电动机,其主要具有转子123和定子124。转子123在其内部空间插入嵌合有曲轴122,与曲轴122一起旋转。转子123由层叠的电磁钢板和埋设于转子主体的磁铁构成。定子124隔着规定的空间配置于转子123的径向外侧。定子124由层叠的电磁钢板和卷绕于定子主体的线圈构成。电动机121利用通过使电流在线圈中流动而在定子124上产生的电磁力,使转子123与曲轴122一起旋转。
曲轴122插入嵌合于转子123,以旋转轴为中心进行旋转。另外,如图5H所示,曲轴122的偏心部亦即曲柄销122a插通于压缩机构130的活塞131的辊180(后述),以能够传递来自转子123的旋转力的状态嵌合于辊180。曲轴122随着转子123的旋转而旋转,使曲柄销122a偏心旋转,使压缩机构130的活塞131的辊180公转。即,曲轴122具有将电动机121的驱动力传递到压缩机构130的功能。
(5-2-4-2)压缩机构
压缩机构130收纳在壳体111内的下部侧。压缩机构130对经由吸入管196吸入的制冷剂进行压缩。压缩机构130为旋转式压缩机构,主要包括前气缸盖140、气缸150、活塞131和后气缸盖160。另外,在压缩机构130的压缩室S1中被压缩后的制冷剂从形成于前气缸盖140的前气缸盖排出孔141a经过被前气缸盖140以及消音器170包围的消音器空间S2,向配置有电动机121且存在有排出管125的下端的空间排出。
(5-2-4-2-1)气缸
气缸150为金属制的铸造部件。气缸150具有:圆筒状的中央部150a、从中央部150a向附属的储液器195侧延伸的第1外延部150b、和从中央部150a向与第1外延部150b相反的一侧延伸的第2外延部150c。在第1延伸部150b形成有吸入制冷循环中的低压的制冷剂的吸入孔151。中央部150a的内周面150a1的内侧的圆柱状空间成为供从吸入孔151吸入的制冷剂流入的气缸室152。吸入孔151从气缸室152向第1外延部150b的外周面延伸,在第1外延部150b的外周面开口。从储液器195延伸的吸入管196的前端部插入该吸入孔151。另外,在气缸室152内收纳有用于对流入气缸室152内的制冷剂进行压缩的活塞131等。
对于气缸150的圆筒状的中央部150a形成的气缸室152而言,其下端即第1端开口,另外,其上端即第2端也开口。中央部150a的下端即第1端被后述的后气缸盖160堵住。另外,中央部150a的上端即第2端被后述的前气缸盖140堵住。
另外,在气缸150形成有叶片摆动空间153,该叶片摆动空间153配置有后述的衬套135以及叶片190。叶片摆动空间153跨越中央部150a和第1外延部150b而形成,活塞131的叶片190经由衬套135以能够摆动的方式支撑于气缸150。在俯视观察时,叶片摆动空间153形成为使吸入孔151的附近从气缸室152向外周侧延伸。
(5-2-4-2-2)前气缸盖
如图5G所示,前气缸盖140具有:封闭气缸150的上端即第2端的开口的前气缸盖圆板部141、以及从前气缸盖圆板部141的中央的前气缸盖开口的周缘向上方延伸的前气缸盖凸缘部142。前气缸盖凸缘部142为圆筒状,作为曲轴122的轴承发挥功能。
在前气缸盖圆板部141,在图5H所示的平面位置形成有前气缸盖排出孔141a。从前气缸盖排出孔141a断断续续地排出被气缸150的气缸室152中容积变化的压缩室S1压缩后的制冷剂。在前气缸盖圆板部141设置有使前气缸盖排出孔141a的出口开闭的排出阀。该排出阀在压缩室S1的压力高于消音器空间S2的压力时因压力差而打开,使制冷剂从前气缸盖排出孔141a向消音器空间S2排出。
(5-2-4-2-3)消音器
如图5G所示,消音器170安装于前气缸盖140的前气缸盖圆板部141的周缘部的上面。消音器170与前气缸盖圆板部141的上面及前气缸盖凸缘部142的外周面一起形成了消音器空间S2,实现了降低伴随着制冷剂的排出而产生的噪音。如上所述,在排出阀打开时,消音器空间S2和压缩室S1经由前气缸盖排出孔141a而连通。
另外,在消音器170形成有:使前气缸盖凸缘部142贯通的中央消音器开口、和使制冷剂从消音器空间S2向上方的电动机121的收纳空间流动的消音器排出孔。
需要说明的是,消音器空间S2、电动机121的收纳空间、排出管125所在的电动机121的上方的空间、在压缩机构130的下方积存有润滑油的空间等全部连接,形成压力相等的高压空间。
(5-2-4-2-4)后气缸盖
后气缸盖160具有:封闭气缸150的下端即第1端的开口的后气缸盖圆板部161、以及从后气缸盖圆板部161的中央开口的周缘部向下方延伸的作为轴承的后气缸盖凸缘部162。如图5H所示,前气缸盖圆板部141、后气缸盖圆板部161及气缸150的中央部150a形成了气缸室152。前气缸盖凸缘部142和后气缸盖凸缘部162为圆筒形状的凸缘部,对曲轴122进行轴支撑。
在后气缸盖圆板部161形成有供给流路161a。供给流路161a与在壳体111上开设的注入用孔(未图示)连接,并与中间注入配管46连结。供给流路161a从壳体111的注入用孔朝向曲轴122的旋转轴CA水平地延伸,在中途被向上弯折,并在后气缸盖圆板部161的上面开口。该供给流路161a的出口开口161a1在图5H中于双点划线所示的平面位置开口。即,供给流路161a的出口开口161a1在气缸150的中央部150a的内周面150a1的内侧的气缸室152开口。该供给流路161a起到如下作用:在活塞131的辊180的公转角度处于一定范围内时,使从压缩机21b的外部导入的中间压的制冷剂流入在气缸室152中容积变化的压缩室S1。因此,在活塞131的辊180的公转角度处于上述的一定范围以外的规定范围时,被辊180的下端面的一部分堵住。
(5-2-4-2-5)活塞
活塞131配置在气缸室152,并安装在曲轴122的偏心部亦即曲柄销122a。活塞131是辊180和叶片190一体化而成的部件。活塞131的叶片190配置于形成在气缸150的叶片摆动空间153,如上所述,经由衬套135以能够摆动的方式支撑于气缸150。此外,叶片190能够与衬套135滑动,在运转过程中进行摆动,并且反复进行远离曲轴122或接近曲轴122的动作。
辊180由形成有作为辊下端面的第1端面181a的第1端部181、形成有作为辊上端面的第2端面182a的第2端部182、以及位于这些第1端部181与第2端部182之间的中央部183构成。如图5I所示,中央部183是具有内径D2、外径D1的圆筒形状的部分。第1端部181由具有内径D3、外径D1的圆筒形状的第1主体部181b和从该第1主体部181b向内侧突出的第1突出部181c构成。第1主体部181b的外径D1为与中央部183的外径D1相同的尺寸。另外,第1主体部181b的内径D3大于中央部183的内径D2。第2端部182由具有内径D3、外径D1的圆筒形状的第2主体部182b和从该第2主体部182b向内侧突出的第2突出部182c构成。与第1主体部181b的外径D1同样,第2主体部182b的外径D1为与中央部183的外径D1相同的尺寸。另外,第2主体部182b的内径D3为与第1主体部181b的内径D3相同的尺寸,比中央部183的内径D2大。在曲轴122的旋转轴方向观察时,第1突出部181c的内面181c1及第2突出部182c的内面182c1与中央部183的内周面183a1大致重叠。详细而言,第1突出部181c的内表面181c1及第2突出部182c的内表面182c1在俯视观察时位于比中央部183的内周面183a1稍靠外侧的位置。如此,若除去第1突出部181c和第2突出部182c,则第1主体部181b和第2主体部182b的内径D3大于中央部183的内径D2,因此在第1端部181与中央部183的边界的高度位置形成有第1高低差面183a2,在第2端部182与中央部183的边界的高度位置形成有第2高低差面183a3(参照图5I)。
辊180的第1端部181的环状的第1端面181a与后气缸盖圆板部161的上面接触,并在后气缸盖圆板部161的上面进行滑动。辊180的第1端面181a包括径向的宽度局部变大的第1宽面181a1。第1端部181的第1突出部181c以及位于其外侧的第1端部181的第1主体部181b的一部分形成第1宽面181a1(参照图5I)。
辊180的第2端部182的环状的第2端面182a与前气缸盖圆板部141的下面接触,并在前气缸盖圆板部141的下面进行滑动。辊180的第2端面182a包括径向的宽度局部变大的第2宽面182a1。在曲轴122的旋转轴方向进行观察时,第2宽面182a1位于与第1宽面181a1相同的位置。第2端部182的第2突出部182c和位于其外侧的第2端部182的第2主体部182b的一部分形成第2宽面182a1。
如图5H所示,活塞131的辊180以及叶片190以将缸室152分隔的形式,形成容积因活塞131的公转而变化的压缩室S1。压缩室S1是由气缸150的中央部150a的内周面150a1、后气缸盖圆板部161的上面、前气缸盖圆板部141的下面以及活塞131所包围的空间。压缩室S1的容积随着活塞131的公转而变化,从吸入孔151吸入的低压的制冷剂被压缩而成为高压的制冷剂,并从前气缸盖排出孔141a向消音器空间S2排出。
(5-2-4-3)动作
在以上的压缩机121b中,压缩室S1的容积根据因曲柄销122a的偏心旋转而公转的压缩机构130的活塞131的动作而变化。具体而言,首先,在活塞131公转的期间,低压的制冷剂从吸入孔151被吸入压缩室S1。面向吸入孔151的压缩室S1在吸入制冷剂时,其容积逐级增大。当活塞131进一步公转时,压缩室S1与吸入孔151的连通状态被解除,在压缩室S1中开始制冷剂压缩。之后,中间压的制冷剂从供给流路161a的出口开口161a1被注入压缩室S1后,成为与前气缸盖排出孔141a连通的状态的压缩室S1的容积变得相当小,制冷剂的压力也变高。此时,活塞131的辊180的第1端面181a的第1宽面181a1将后气缸盖圆板部161的供给流路161a的出口开口161a1堵住,成为不进行向压缩室S1注入中间压的制冷剂的状态。然后,活塞131进一步公转,从而成为高压的制冷剂从前气缸盖排出孔141a推开排出阀,向消音器空间S2排出。导入至消音器空间S2的制冷剂从消音器170的消音器排出孔向消音器空间S2的上方的空间排出。向消音器空间S2的外部排出的制冷剂通过电动机121的转子123与定子124之间的空间而将电动机121冷却之后,从排出管125被排出。
(5-2-5)第2实施方式的特征
在以上的第2实施方式的空调装置1b中,也与第1实施方式的空调装置1同样,使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制得足够小。
另外,在空调装置1b中,通过使中间注入配管46中流动的制冷剂在压缩机21b的中间压的区域汇合,从而能够降低压缩机21b的中间压的制冷剂的温度,因此能够提高制冷循环中的运转效率。
(5-2-6)第2实施方式的变形例A
在上述第2实施方式中,举例说明了2个以上的室内单元并联连接的空调装置,但作为空调装置,也可以为1个室内单元串联连接的空调装置。
(5-2-7)第2实施方式的变形例B
在上述第2实施方式中,作为压缩机21b,以旋转压缩机为例进行了说明。
与此相对,作为在第2实施方式中使用的压缩机,也可以是作为上述第1实施方式的变形例B中记载的涡旋压缩机的压缩机21a。
(5-2-8)第2实施方式的变形例C
在上述第2实施方式中,以通过中间注入配管46使高压储罐42内的气体制冷剂在压缩机21b的中间压的区域汇合的情况为例进行了说明。
与此相对,第2实施方式中的高压储罐42内的气体制冷剂也可以不在压缩机的中间压的区域汇合,而是在吸入侧汇合。在该情况下,通过降低被吸入压缩机的制冷剂的温度,从而能够提高制冷循环中的运转效率。
(6)第6组的技术的实施方式
(6-1)第1实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图6A、作为示意性控制框图构成图的图6B,对作为具备作为第1实施方式的热源单元的室外单元20的制冷循环装置的空调装置1进行说明。
空调装置1是通过进行蒸气压缩式的制冷循环来调和对象空间的空气的装置。
空调装置1主要具有室外单元20、室内单元30、连接室外单元20和室内单元30的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5、作为输入装置和输出装置的未图示的遥控器、以及控制空调装置1的工作的控制器7。液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力例如可以为4.5MPa(3/8英寸的情况)以上5.0MPa(4/8英寸的情况)以下。
在空调装置1进行这样的制冷循环:封入制冷剂回路10内的制冷剂被压缩、冷却或冷凝、减压,在被加热或蒸发后再次被压缩。在本实施方式中,在制冷剂回路10中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够使用上述的制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中,与该制冷剂一起填充有制冷机油。
(6-1-1)室外单元20
室外单元20的外观为近似长方体箱状,具有通过利用分隔板等将内部分割而形成有送风机室以及机械室的结构(所谓的箱型结构)。
该室外单元20经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室内单元30连接,构成制冷剂回路10的一部分。室外单元20主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室外风扇25、液体侧截止阀29以及气体侧截止阀28。
室外单元20的设计压力(表压)比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍(液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的耐压压力)低。这样的室外单元20的设计压力例如可以为4.0MPa以上4.5MPa以下。
压缩机21是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至成为高压的设备。在此,作为压缩机21,使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件(省略图示)被压缩机马达旋转驱动的密闭式结构的压缩机。压缩机马达用于使容量变化,能够通过逆变器控制运转频率。需要说明的是,在压缩机21中,在吸入侧设有未图示的附属储液器。需要说明的是,本实施方式的室外单元20不具有比该附属储液器大的制冷剂容器(配置于压缩机21的吸入侧的低压储罐、配置于室外热交换器23的液体侧的高压储罐等)。
四通切换阀22通过切换连接状态,能够切换将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态和将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态。
室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。室外热交换器23具有2个以上的传热翅片和贯通固定于其上的2个以上的传热管。
室外风扇25将室外的空气吸入室外单元20内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室外风扇25由室外风扇马达旋转驱动。需要说明的是,在本实施方式中,室外风扇25仅设置有1个。
室外膨胀阀24能够控制阀开度,设置在室外热交换器23的液体侧端部与液体侧截止阀29之间。
液体侧截止阀29是配置于室外单元20中的与液体侧制冷剂连通配管6的连接部分的手动阀。
气体侧截止阀28是配置于室外单元20中的与气体侧制冷剂连通配管5的连接部分的手动阀。
室外单元20具有对构成室外单元20的各部的工作进行控制的室外单元控制部27。室外单元控制部27具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室外单元控制部27经由通信线与各室内单元30的室内单元控制部34连接,进行控制信号等的发送接收。另外,室外单元控制部27与未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
该室外单元控制部27(及包括其的控制器7)被设定为:制冷剂的控制压力(表压)的上限值比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍(液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的耐压压力)低。
(6-1-2)室内单元30
室内单元30设置于作为对象空间的室内的壁面等。室内单元30经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。需要说明的是,与室外单元20同样,室内单元30的设计压力例如可以为4.0MPa以上4.5MPa以下。
室内单元30具有室内热交换器31和室内风扇32等。
室内热交换器31的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管5连接。室内热交换器31是在制冷运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。室内热交换器31具有2个以上的传热翅片和贯穿固定于其上的2个以上的传热管。
室内风扇32将室内的空气吸入室内单元30内,在室内热交换器31中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室内风扇32由未图示的室内风扇马达旋转驱动。
另外,室内单元30具有控制构成室内单元30的各部的工作的室内单元控制部34。室内单元控制部34具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室内单元控制部34经由通信线与室外单元控制部27连接,进行控制信号等的发送接收。
室内单元控制部34与设置在室内单元30内的未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(6-1-3)控制器7的详细情况
在空调装置1中,室外单元控制部27和室内单元控制部34经由通信线连接,由此构成对空调装置1的工作进行控制的控制器7。
控制器7主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,由控制器7进行的各种处理、控制通过室外单元控制部27和/或室内单元控制部34所包含的各部一体地发挥功能来实现。
(6-1-4)运转模式
以下,对运转模式进行说明。
作为运转模式,设有制冷运转模式和制暖运转模式。
控制器7基于从遥控器等接收到的指示,判断是制冷运转模式还是制暖运转模式,并执行。
(6-1-4-1)制冷运转模式
在空调装置1中,在制冷运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室内热交换器31的顺序循环。
更具体而言,若开始制冷运转模式,则在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21并被压缩后排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的冷却负荷相应的容量控制。从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22流入室外热交换器23的气体侧端。
流入室外热交换器23的气体侧端的气体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外侧空气进行热交换而冷凝,成为液体制冷剂而从室外热交换器23的液体侧端流出。
从室外热交换器23的液体侧端流出的制冷剂在通过室外膨胀阀24时被减压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂经由液体侧截止阀29和液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室内热交换器31的气体侧端流出。从室内热交换器31的气体侧端流出的气体制冷剂流向气体侧制冷剂连通配管5。
在气体侧制冷剂连通配管5中流动的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22而再次被吸入压缩机21。
(6-1-4-2)制暖运转模式
在空调装置1中,在制暖运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室内热交换器31、室外膨胀阀24、室外热交换器23的顺序进行循环。
更具体而言,若开始制暖运转模式,在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21而被压缩后被排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的制暖负载相应的容量控制。此处,例如,控制压缩机21的驱动频率和室外风扇25的风量中的至少任一者,以使制冷剂回路10中的压力的最大值比气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低。
从压缩机21排出的气体制冷剂在流过四通切换阀22和气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而冷凝,成为气液二相状态的制冷剂或液体制冷剂而从室内热交换器31的液体侧端流出。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂流向液体侧制冷剂连通配管6。
在液体侧制冷剂连通配管6中流动的制冷剂在液体侧截止阀29、室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流入室外热交换器23的液体侧端。
从室外热交换器23的液体侧端流入的制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室外热交换器23的气体侧端流出。
从室外热交换器23的气体侧端流出的制冷剂经由四通切换阀22再次被吸入压缩机21。
(6-1-5)第1实施方式的特征
在上述空调装置1中,使用了包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制得足够小。
此外,在空调装置1中,使用室外单元20的设计压力比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低的构成。另外,空调装置1的室外单元20所具有的室外单元控制部27被设定为:制冷剂的控制压力的上限值比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低。因此,即使在使用了上述特定的制冷剂A~D的情况下,也能够抑制液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的损伤。
(6-1-6)第1实施方式的变形例A
在上述第1实施方式中,以仅设置有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置相互并联连接的2个以上的室内单元(不具有室内膨胀阀的室内单元)。
(6-1-7)第1实施方式的变形例B
在上述第1实施方式中,以室外单元20的设计压力比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低、且室外单元20的室外单元控制部27将制冷剂的控制压力的上限值设定为比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低的情况为例进行了说明。
与此相对,例如,即使是设计压力为液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍以上的室外单元20,只要是具有下述室外单元控制部27的室外单元20就能够用于上述实施方式的空调装置1,所述室外单元控制部27构成为在作为制冷剂的控制压力的上限值的多种之中进行选择、且能够设定成比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低。
(6-2)第2实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图6C、作为示意性控制框图构成图的图6D,对作为具备作为第2实施方式的热源单元的室外单元20的制冷循环装置的空调装置1a进行说明。
以下,主要对第2实施方式的空调装置1a,以与第1实施方式的空调装置1不同的部位为中心进行说明。
在空调装置1a中,在空调装置1a中,在制冷剂回路10中,作为用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂,也填充有包含1,2-二氟乙烯的制冷剂且为上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中,与该制冷剂一起填充有制冷机油。
(6-2-1)室外单元20
在第2实施方式的空调装置1a的室外单元20中,作为室外风扇25,设有第1室外风扇25a和第2室外风扇25b。空调装置1a的室外单元20的室外热交换器23确保宽的热交换面积,以便与从第1室外风扇25a及第2室外风扇25b接受的空气流对应。需要说明的是,与上述第1实施方式同样,室外单元20的设计压力(表压)比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍(液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的耐压压力)低。这样的室外单元20的设计压力例如可以为4.0MPa以上4.5MPa以下。
在空调装置1a的室外单元20中,代替上述第1实施方式中的室外单元20的室外膨胀阀24,在从室外热交换器23的液体侧到液体侧截止阀29之间,依次设有第1室外膨胀阀44、中压储罐41、第2室外膨胀阀45。第1室外膨胀阀44及第2室外膨胀阀45能够控制阀开度。中压储罐41是使从第1室外膨胀阀44侧延伸的配管的端部和从第2室外膨胀阀45侧延伸的配管的端部双方位于内部空间并能够存积制冷剂的容器。需要说明的是,中压储罐41的内容积优选为比附属于压缩机21的附属储液器的内容积大且为2倍以上。
第2实施方式的室外单元20为近似长方体箱状,具有被铅直延伸的分隔板等分割而形成有送风机室以及机械室的结构(所谓的箱型结构)。
室外热交换器23例如具有2个以上的传热翅片和贯通固定于其上的2个以上的传热管。该室外热交换器23配置成俯视呈L字形状。
需要说明的是,关于第2实施方式的室外单元20,室外单元控制部27(及包括其的控制器7)也被设定为:制冷剂的控制压力(表压)的上限值比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍(液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的耐压压力)低。
在以上的空调装置1a中,在制冷运转模式下,第1室外膨胀阀44被控制成例如通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,第2室外膨胀阀45例如被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
另外,在制暖运转模式下,第2室外膨胀阀45被控制成例如通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,第1室外膨胀阀44被控制成例如压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制暖运转模式下,例如,控制压缩机21的驱动频率和室外风扇25的风量中的至少任一者,以使制冷剂回路10中的压力的最大值比气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低。
(6-2-2)室内单元30
第2实施方式的室内单元30通过悬挂在作为对象空间的室内的上方空间而设置、或者设置于天花板面、或者设置于壁面而使用。室内单元30经由液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。需要说明的是,与室外单元20同样,室内单元30的设计压力例如可以为4.0MPa以上4.5MPa以下。
室内单元30具有室内热交换器31和室内风扇32等。
第2实施方式的室内热交换器31具有2个以上的传热翅片和贯通固定于其上的2个以上的传热管。
(6-2-3)第2实施方式的特征
在以上的第2实施方式的空调装置1a中,与第1实施方式的空调装置1同样,使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制得足够小。
另外,在空调装置1a中,使用室外单元20的设计压力比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低的构成。另外,空调装置1a的室外单元20所具有的室外单元控制部27被设定为:制冷剂的控制压力的上限值比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低。因此,即使在使用了上述特定的制冷剂A~D的情况下,也能够抑制液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的损伤。
(6-2-4)第2实施方式的变形例A
在上述第2实施方式中,以仅设置有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置相互并联连接的2个以上的室内单元(不具有室内膨胀阀的室内单元)。
(6-2-5)第2实施方式的变形例B
在上述第2实施方式中,以室外单元20的设计压力比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低、且室外单元20的室外单元控制部27将制冷剂的控制压力的上限值设定为比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低的情况为例进行了说明。
与此相对,例如,即使是设计压力为液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍以上的室外单元20,只要是具有下述室外单元控制部27的室外单元20就能够用于上述实施方式的空调装置1a,所述室外单元控制部27构成为在作为制冷剂的控制压力的上限值的多种之中进行选择、且能够设定成比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低。
(6-3)第3实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图6E、作为示意性控制框图构成图的图6F,对作为具备作为第3实施方式的热源单元的室外单元20的制冷循环装置的空调装置1b进行说明。
以下,关于第3实施方式的空调装置1b,主要以与第1实施方式的空调装置1不同的部位为中心进行说明。
在空调装置1b中,在制冷剂回路10中,作为用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂,也填充有包含1,2-二氟乙烯的制冷剂且为上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中,与该制冷剂一起填充有制冷机油。
(6-3-1)室外单元20
在第3实施方式的空调装置1b的室外单元20中,在上述第1实施方式的室外单元20中,设置有低压储罐26、过冷却热交换器47以及过冷却回路46。需要说明的是,与上述第1实施方式同样,室外单元20优选设计压力(表压)比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍(液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的耐压压力)低,并且在具有2个以上的室内单元30、35的本实施方式的空调装置1b中比后述的分支管5a、5b、6a、6b的设计压力低。这样的室外单元20的设计压力例如可以为4.0MPa以上4.5MPa以下。
低压储罐26是设置于从四通切换阀22的连接端口之一到压缩机21的吸入侧之间,是能够存积制冷剂的容器。需要说明的是,在本实施方式中,与压缩机21所具有的附属储液器分开设置。需要说明的是,低压储罐26的内容积优选为比附属于压缩机21的附属储液器的内容积大且为2倍以上。
过冷却热交换器47设置在室外膨胀阀24与液体侧截止阀29之间。
过冷却回路46是以从室外膨胀阀24与过冷却热交换器47之间的主回路分支并与从四通切换阀22的连接口之一到低压储罐26的中途的部分汇合的方式延伸的回路。在过冷却回路46的中途设有使通过的制冷剂减压的过冷却膨胀阀48。在过冷却回路46中流动的制冷剂且被过冷却膨胀阀48减压后的制冷剂在过冷却热交换器47中与在主回路侧流动的制冷剂之间进行热交换。由此,在主回路侧流动的制冷剂进一步被冷却,在过冷却回路46中流动的制冷剂蒸发。
第3实施方式的空调装置1b的室外单元20例如可以为从下方向内部吸入空气并从上方向外部吹出空气的所谓上吹型结构的室外单元。
需要说明的是,关于第3实施方式的室外单元20,优选的是,室外单元控制部27(及包括其的控制器7)被设定为:制冷剂的控制压力(表压)的上限值比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍(液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的耐压压力)低,且在具有2个以上的室内单元30、35的本实施方式的空调装置1b中设定成比后述的分支管5a、5b、6a、6b的设计压力低。
(6-3-2)第1室内单元30以及第2室内单元35
另外,在第3实施方式的空调装置1b中,代替上述第1实施方式中的室内单元30,具有彼此并联设置的第1室内单元30以及第2室内单元35。需要说明的是,与室外单元20同样,第1室内单元30以及第2室内单元35的各设计压力例如可以为4.0MPa以上4.5MPa以下。
与上述第1实施方式中的室内单元30同样,第1室内单元30设置有第1室内热交换器31、第1室内风扇32和第1室内单元控制部34,而且,在第1室内热交换器31的液体侧设置有第1室内膨胀阀33。第1室内膨胀阀33能够控制阀开度。第1室内单元30的液体侧与从液体侧制冷剂连通配管6的室内单元侧端部分支而延伸的第1液体侧分支管6a连接,气体侧与从气体侧制冷剂连通配管5的室内单元侧端部分支而延伸的第1气体侧分支管5a连接。
与第1室内单元30同样,第2室内单元35具有第2室内热交换器36、第2室内风扇37、第2室内单元控制部39以及设置在第2室内热交换器36的液体侧的第2室内膨胀阀38。第2室内膨胀阀38能够控制阀开度。第2室内单元35的液体侧与从液体侧制冷剂连通配管6的室内单元侧端部分支而延伸的第2液体侧分支管6b连接,气体侧与从气体侧制冷剂连通配管5的室内单元侧端部分支而延伸的第2气体侧分支管5b连接。
上述第1液体侧分支管6a、第2液体侧分支管6b、第1气体侧分支管5a及第2气体侧分支管5b的各设计压力例如可以为4.5MPa。
需要说明的是,第3实施方式的空调装置1b的第1室内单元30以及第2室内单元35的具体结构除了上述第1室内膨胀阀33、第2室内膨胀阀38以外,为与第2实施方式的室内单元30同样的构成。
需要说明的是,第3实施方式的控制器7是室外单元控制部27、第1室内单元控制部34和第2室内单元控制部39以能够彼此通信的方式连接而构成的。
在以上的空调装置1b中,在制冷运转模式下,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制冷运转模式下,第1室内膨胀阀33及第2室内膨胀阀38被控制为全开状态。
另外,在制暖运转模式下,第1室内膨胀阀33被控制成通过第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。第2室内膨胀阀38也同样地被控制成通过第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,室外膨胀阀45被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制暖运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制暖运转模式下,例如,控制压缩机21的驱动频率和室外风扇25的风量中的至少任一者,以使制冷剂回路10中的压力的最大值比气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低。需要说明的是,优选的是,控制压缩机21的驱动频率和室外风扇25的风量中的至少任一者,以使制冷剂回路10中的压力的最大值比第1气体侧分支管5a和第2气体侧分支管5b的设计压力低。
(6-3-3)第3实施方式的特征
在以上的第3实施方式的空调装置1b中,与第1实施方式的空调装置1同样,使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制得足够小。
另外,在空调装置1b中,使用室外单元20的设计压力比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低的构成。另外,空调装置1b的室外单元20所具有的室外单元控制部27被设定为:制冷剂的控制压力的上限值比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低。因此,即使在使用了上述特定的制冷剂A~D的情况下,也能够抑制液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的损伤。
(6-3-4)第3实施方式的变形例A
在上述第3实施方式中,以室外单元20的设计压力比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低、且室外单元20的室外单元控制部27将制冷剂的控制压力的上限值设定为比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低的情况为例进行了说明。
与此相对,例如,即使是设计压力为液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍以上的室外单元20,只要是具有下述室外单元控制部27的室外单元20就能够用于上述实施方式的空调装置1b,所述室外单元控制部27构成为在作为制冷剂的控制压力的上限值的多种之中进行选择、且能够设定成比液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的设计压力的1.5倍低。
(6-4)第4实施方式
在上述第1~第3实施方式及其各变形例中,以使用上述制冷剂A~D中任一种的新设置的室外单元20、空调装置1、1a、1b为例进行了说明。
与此相对,如下文所述,第4实施方式的空调装置是进行了下述更新的空调装置,即,对于使用其它制冷剂的空调装置,再利用液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5、并且将所使用的制冷剂变更为上述制冷剂A~D中的任一种。
(6-4-1)从R22更新的空调装置
上述第1~第3实施方式及其各变形例中的空调装置1、1a、1b使用了R22,也可以是以使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂A~D中的任一种的方式进行了更新的空调装置1、1a、1b。
此处,使用了制冷剂R22(设计压力比上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂低的制冷剂)的空调装置中的液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5的设计压力由配管的外径和壁厚、以及作为配管的材料的铜管的材质决定。这样的液体侧制冷剂连通配管6、气体侧制冷剂连通配管5通常使用的铜管中,设计压力最低的配管的外径、壁厚、材质的组合从一般制冷剂配管用铜管(JIS B 8607)选择Φ19.05、壁厚1.0mm、O材料的情况下,设计压力为3.72MPa(表压)。
因此,在被更新为使用上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、1a、1b的室外单元20中,设定室外热交换器23的传热面积、室外热交换器23中的风量(由室外风扇25吹送的空气量),以使制冷剂的控制压力的上限值为3.7MPa(表压)以下。或者,在被更新为使用上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、1a、1b的室外单元20所具有的室外单元控制部27中,设定为制冷剂的控制压力的上限值为3.7MPa(表压)以下。由此,在室外单元控制部27中,通过控制压缩机21的运转频率来进行制冷剂循环量的调整以及室外热交换器23中的室外风扇25的风量的调整。
由此,能够在使用上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂而更新的空调装置(新机)1、1a、1b的导入时再利用使用了制冷剂R22的空调装置(旧机)中使用的液体侧制冷剂连通配管6、气体侧制冷剂连通配管5,能够抑制此时的液体侧制冷剂连通配管6、气体侧制冷剂连通配管5的损伤。
在该情况下,被更新为制冷剂A~D中的任一种的空调装置1、1a、1b的室外单元20的设计压力与使用R22时的空调装置中的室外单元的设计压力同等,具体而言,优选为3.0MPa以上3.7MPa以下。另外,关于使用R22时的空调装置所具有的室外单元和室内单元,既可以再利用,也可以使用新的室外单元和室内单元。
在室外单元20使用新的室外单元的情况下,使用其设计压力或制冷剂的控制压力的上限值与使用R22时的空调装置所具有的室外单元的设计压力或制冷剂的控制压力的上限值同等的室外单元。例如,在使用R22时的空调装置所具有的室外单元的设计压力、制冷剂的控制压力的上限值为3.0MPa的情况下,作为新的室外单元20,无论是设计压力与3.0MPa同等的室外单元、或者还是设计压力更大的室外单元(设计压力为4.0MPa以上4.5MPa以下,且能够与使用制冷剂A~D中的任一种的液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5连接而使用),制冷剂的控制压力的上限值也优选设定为与3.0MPa同等。
需要说明的是,如第3实施方式等所示,关于2个以上的室内单元30、35经由第1液体侧分支管6a、第2液体侧分支管6b、第1气体侧分支管5a、第2气体侧分支管5b等分支管连接的空调装置,使用R22作为制冷剂时的这些分支管的设计压力为3.4MPa,使用了比上述3.7MPa更低的分支管。因此,关于具有2个以上的室内单元30、35、且所使用的制冷剂从R22被更新为上述制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、la、lb,优选的是,使用室外单元20的设计压力为3.4MPa以下的室外单元或者利用室外单元20所具有的室外单元控制部27将制冷剂的控制压力的上限值设定为3.4MPa以下,以使在上述各分支管中流动的制冷剂的压力不超过3.4MPa。
(6-4-2)从R407C更新的空调装置
上述第1~第3实施方式及其各变形例中的空调装置1、1a、1b使用了制冷剂R407C,也可以是以使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂A~D中的任一种的方式进行了更新的空调装置1、1a、1b。
此处,使用制冷剂R407C(是设计压力比上述的制冷剂A~D中任一制冷剂低的制冷剂)的空调装置中的液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5的设计压力与使用上述R22的情况同样,关于液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5,设计压力最低的配管的设计压力为3.72MPa(表压)。
因此,在被更新为使用上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、1a、1b的室外单元20中,与从上述R22的更新的情况同样,设定室外热交换器23的传热面积、室外热交换器23中的风量(由室外风扇25吹送的空气量),以使制冷剂的控制压力的上限值为3.7MPa(表压)以下。或者,在被更新为使用上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、1a、1b的室外单元20所具有的室外单元控制部27中,设定为制冷剂的控制压力的上限值为3.7MPa(表压)以下。由此,在室外单元控制部27中,通过控制压缩机21的运转频率来进行制冷剂循环量的调整以及室外热交换器23中的室外风扇25的风量的调整。
由此,能够在使用上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂而更新的空调装置(新机)1、1a、1b的导入时再利用使用了制冷剂R407C的空调装置(旧机)中使用的液体侧制冷剂连通配管6、气体侧制冷剂连通配管5,能够抑制此时的液体侧制冷剂连通配管6、气体侧制冷剂连通配管5的损伤。
在该情况下,被更新为制冷剂A~D中的任一种的空调装置1、1a、1b的室外单元20的设计压力与使用R407C时的空调装置中的室外单元的设计压力同等,具体而言,优选为3.0MPa以上3.7MPa以下。另外,关于使用R407C时的空调装置所具有的室外单元和室内单元,既可以再利用,也可以使用新的室外单元和室内单元。
在室外单元20使用新的室外单元的情况下,使用其设计压力或制冷剂的控制压力的上限值与使用R407C时的空调装置所具有的室外单元的设计压力或制冷剂的控制压力的上限值同等的室外单元。例如,在使用R407C时的空调装置所具有的室外单元的设计压力、制冷剂的控制压力的上限值为3.0MPa的情况下,作为新的室外单元20,无论是设计压力与3.0MPa同等的室外单元、或者还是设计压力更大的室外单元(设计压力为4.0MPa以上4.5MPa以下,且能够与使用制冷剂A~D中的任一种的液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5连接而使用),制冷剂的控制压力的上限值也优选设定为与3.0MPa同等。
需要说明的是,如第3实施方式等所示,关于2个以上的室内单元30、35经由第1液体侧分支管6a、第2液体侧分支管6b、第1气体侧分支管5a、第2气体侧分支管5b等分支管连接的空调装置,使用R407C作为制冷剂时的这些分支管的设计压力与R22同样为3.4MPa,使用了比上述3.7MPa更低的分支管。因此,关于具有2个以上的室内单元30、35、且所使用的制冷剂从R407C被更新为上述制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、la、lb,优选的是,使用室外单元20的设计压力为3.4MPa以下的室外单元或者利用室外单元20所具有的室外单元控制部27将制冷剂的控制压力的上限值设定为3.4MPa以下,以使在上述各分支管中流动的制冷剂的压力不超过3.4MPa。
(6-4-3)从R410A更新的空调装置
上述第1~第3实施方式及其各变形例中的空调装置1、1a、1b使用了制冷剂R410A,也可以是以使用包括1,2-二氟乙烯的制冷剂A~D中的任一种的方式进行了更新的空调装置1、1a、1b。
此处,对于使用制冷剂R410A(是设计压力与上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂大致同等的制冷剂)的空调装置中的液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5的设计压力而言,外径为3/8英寸的配管的情况下为4.3MPa(表压),外径为1/2英寸的配管的情况下为4.8MPa(表压)。
因此,在被更新为使用上述制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、1a、1b的室外单元20中,设定室外热交换器23的传热面积、室外热交换器23中的风量(由室外风扇25吹送的空气量),以使制冷剂的控制压力的上限值在使用外径为3/8英寸的连通配管的情况下为4.3MPa以下,并且在使用外径为1/2英寸的连通配管的情况下为4.8MPa以下。或者,在被更新为使用上述制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、1a、1b的室外单元20所具有的室外单元控制部27中,设定为制冷剂的控制压力的上限值在使用外径为3/8英寸的连通配管的情况为4.3MPa以下,并且在使用外径为1/2英寸的连通配管的情况下为4.8MPa以下定。由此,在室外单元控制部27中,通过控制压缩机21的运转频率来进行制冷剂循环量的调整以及室外热交换器23中的室外风扇25的风量的调整。
由此,能够在使用上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂而更新的空调装置(新机)1、1a、1b的导入时再利用使用了制冷剂R410A的空调装置(旧机)中使用的液体侧制冷剂连通配管6、气体侧制冷剂连通配管5,能够抑制此时的液体侧制冷剂连通配管6、气体侧制冷剂连通配管5的损伤。
在该情况下,被更新为制冷剂A~D中的任一种的空调装置1、1a、1b的室外单元20的设计压力与使用R410A时的空调装置中的室外单元的设计压力同等,具体而言,优选为4.0MPa以上4.8MPa以下。另外,关于使用R410A时的空调装置所具有的室外单元和室内单元,既可以再利用,也可以使用新的室外单元和室内单元。
在室外单元20使用新的室外单元的情况下,使用其设计压力或制冷剂的控制压力的上限值与使用R410A时的空调装置所具有的室外单元的设计压力或制冷剂的控制压力的上限值同等的室外单元。例如,在使用R410A时的空调装置所具有的室外单元的设计压力、制冷剂的控制压力的上限值为4.2MPa的情况下,作为新的室外单元20,无论是设计压力与4.2MPa同等的室外单元、或者还是设计压力更大的室外单元(设计压力为大于4.2MPa且4.5MPa以下,且能够与使用制冷剂A~D中的任一种的液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5连接而使用),制冷剂的控制压力的上限值也优选设定为与4.2MPa同等。
需要说明的是,如第3实施方式等所示,关于2个以上的室内单元30、35经由第1液体侧分支管6a、第2液体侧分支管6b、第1气体侧分支管5a、第2气体侧分支管5b等分支管连接的空调装置,使用R410A作为制冷剂时的这些分支管的设计压力为4.2MPa,使用了比上述4.8MPa更低的分支管。因此,关于具有2个以上的室内单元30、35、且所使用的制冷剂从R410A被更新为上述制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、la、lb,优选的是,使用室外单元20的设计压力为4.2MPa以下的室外单元或者利用室外单元20所具有的室外单元控制部27将制冷剂的控制压力的上限值设定为4.2MPa以下,以使在上述各分支管中流动的制冷剂的压力不超过4.2MPa。
(6-4-4)从R32更新的空调装置
上述第1~第3实施方式及其各变形例中的空调装置1、1a、1b使用了制冷剂R32,也可以是以使用包括1,2-二氟乙烯的制冷剂A~D中的任一种的方式进行了更新的空调装置1、1a、1b。
此处,对于使用制冷剂R32(是设计压力与上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂大致同等的制冷剂)的空调装置中的液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5的设计压力而言,外径为3/8英寸的配管的情况下为4.3MPa(表压),外径为1/2英寸的配管的情况下为4.8MPa(表压)。
因此,在被更新为使用上述制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、1a、1b的室外单元20中,设定室外热交换器23的传热面积、室外热交换器23中的风量(由室外风扇25吹送的空气量),以使制冷剂的控制压力的上限值在使用外径为3/8英寸的连通配管的情况下为4.3MPa以下,并且在使用外径为1/2英寸的连通配管的情况下为4.8MPa以下。或者,在被更新为使用上述制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、1a、1b的室外单元20所具有的室外单元控制部27中,设定为制冷剂的控制压力的上限值在使用外径为3/8英寸的连通配管的情况为4.3MPa以下,并且在使用外径为1/2英寸的连通配管的情况下为4.8MPa以下定。由此,在室外单元控制部27中,通过控制压缩机21的运转频率来进行制冷剂循环量的调整以及室外热交换器23中的室外风扇25的风量的调整。
由此,能够在使用上述的制冷剂A~D中的任一制冷剂而更新的空调装置(新机)1、1a、1b的导入时再利用使用了制冷剂R32的空调装置(旧机)中使用的液体侧制冷剂连通配管6、气体侧制冷剂连通配管5,能够抑制此时的液体侧制冷剂连通配管6、气体侧制冷剂连通配管5的损伤。
在该情况下,被更新为制冷剂A~D中的任一种的空调装置1、1a、1b的室外单元20的设计压力与使用R32时的空调装置中的室外单元的设计压力同等,具体而言,优选为4.0MPa以上4.8MPa以下。另外,关于使用R32时的空调装置所具有的室外单元和室内单元,既可以再利用,也可以使用新的室外单元和室内单元。
在室外单元20使用新的室外单元的情况下,使用其设计压力或制冷剂的控制压力的上限值与使用R32时的空调装置所具有的室外单元的设计压力或制冷剂的控制压力的上限值同等的室外单元。例如,在使用R32时的空调装置所具有的室外单元的设计压力、制冷剂的控制压力的上限值为4.2MPa的情况下,作为新的室外单元20,无论是设计压力与4.2MPa同等的室外单元、或者还是设计压力更大的室外单元(设计压力为大于4.2MPa且4.5MPa以下,且能够与使用制冷剂A~D中的任一种的液体侧制冷剂连通配管6以及气体侧制冷剂连通配管5连接而使用),制冷剂的控制压力的上限值也优选设定为与4.2MPa同等。
需要说明的是,如第3实施方式等所示,关于2个以上的室内单元30、35经由第1液体侧分支管6a、第2液体侧分支管6b、第1气体侧分支管5a、第2气体侧分支管5b等分支管连接的空调装置,使用R32作为制冷剂时的这些分支管的设计压力为4.2MPa,使用了比上述4.8MPa更低的分支管。因此,关于具有2个以上的室内单元30、35、且所使用的制冷剂从R32被更新为上述制冷剂A~D中的任一制冷剂的空调装置1、la、lb,优选的是,使用室外单元20的设计压力为4.2MPa以下的室外单元或者利用室外单元20所具有的室外单元控制部27将制冷剂的控制压力的上限值设定为4.2MPa以下,以使在上述各分支管中流动的制冷剂的压力不超过4.2MPa。
(7)第7组的技术的实施方式
(7-1)第1实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图7A、作为示意性控制框图构成图的图7B,对作为第1实施方式的制冷循环装置的空调装置1进行说明。
空调装置1是通过进行蒸气压缩式的制冷循环而调和对象空间的空气的装置。
空调装置1主要具有:室外单元20;室内单元30;连接室外单元20与室内单元30的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5;作为输入装置和输出装置的未图示的遥控器;和控制空调装置1的工作的控制器7。
在空调装置1中,进行下述制冷循环:封入制冷剂回路10内的制冷剂被压缩、冷却或冷凝、减压,在加热或蒸发后,再次被压缩。本实施方式中,在制冷剂回路10中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中填充有该制冷剂以及制冷机油。需要说明的是,作为仅设有1台室内单元30的空调装置1的额定制冷能力没有特别限定,例如能够为2.0kW以上17.0kW以下,其中,在未设有制冷剂容器的规模的本实施方式的空调装置1中,优选为2.0kW以上6.0kW以下。
(7-1-1)室外单元20
室外单元20具有下述结构(所谓的箱型结构):利用铅直延伸的未图示的隔板将近似长方体箱状的壳体50的内部空间左右分割,由此形成送风机室和机械室。
该室外单元20藉由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室内单元30连接,构成了制冷剂回路10的一部分。室外单元20主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室外风扇25、液体侧截止阀29和气体侧截止阀28。
压缩机21是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至高压的设备。此处,作为压缩机21,使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件(省略图示)被压缩机马达旋转驱动的密闭式结构的压缩机。压缩机马达用于使容量变化,能够通过逆变器控制运转频率。需要说明的是,在压缩机21中,在吸入侧设有未图示的附属储液器。
四通切换阀22通过切换连接状态,能够切换将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态和将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态。
室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。需要说明的是,在制冷剂回路10中未设有制冷剂容器(为低压储罐或高压储罐等,压缩机附带的储液器除外)的本实施方式中,室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积)优选为0.4L以上2.5L以下。
室外风扇25将室外的空气吸入室外单元20内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室外风扇25由室外风扇马达旋转驱动。需要说明的是,本实施方式中,室外风扇25仅设有1个。
室外膨胀阀24能够控制阀开度,设置在室外热交换器23的液体侧端部与液体侧截止阀29之间。
液体侧截止阀29是配置于室外单元20中的与液体侧制冷剂连通配管6的连接部分的手动阀。
气体侧截止阀28是配置于室外单元20中的与气体侧制冷剂连通配管5的连接部分的手动阀。
室外单元20具有对构成室外单元20的各部的工作进行控制的室外单元控制部27。室外单元控制部27具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室外单元控制部27经由通信线与各室内单元30的室内单元控制部34连接,进行控制信号等的发送接收。另外,室外单元控制部27与未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
如图7C所示,室外单元20具有设有吹出口52的壳体50。壳体50为近似长方体形状,能够从背面侧和一个侧面侧(图7C中的左侧)吸入室外的空气,能够经由形成于前面51的吹出口52将通过了室外热交换器23的空气吹出到前侧。壳体50的下端部分被底板53覆盖。如图7D所示,在底板53上沿着背面侧和一个侧面侧竖立设有室外热交换器23。该底板53的上表面能够作为排水盘发挥功能。另外,沿着底板53的上表面,设有由电热丝构成的作为护套加热器的排水盘加热器54。排水盘加热器54具有:位于底板53的上方的在室外热交换器23的铅直下方通过的部分和在室外热交换器23的前面侧通过的部分。排水盘加热器54与兼作电源供给部的室外单元控制部27连接,接受电力的供给。排水盘加热器54的额定功耗为300W以下,本实施方式中,优选为75W以上100W以下。
(7-1-2)室内单元30
室内单元30设置于作为对象空间的室内的壁面或天花板等。室内单元30经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
室内单元30具有室内热交换器31和室内风扇32。
室内热交换器31的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管5连接。室内热交换器31是在制冷运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。
室内风扇32将室内的空气吸入室内单元30内,在室内热交换器31中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室内风扇32由室内风扇马达旋转驱动。
另外,室内单元30具有对构成室内单元30的各部的工作进行控制的室内单元控制部34。室内单元控制部34具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室内单元控制部34经由通信线与室外单元控制部27连接,进行控制信号等的发送接收。
室内单元控制部34与设置在室内单元30内的未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(7-1-3)控制器7的详细情况
在空调装置1中,室外单元控制部27和室内单元控制部34经由通信线连接,由此构成对空调装置1的工作进行控制的控制器7。
控制器7主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,由控制器7进行的各种处理、控制通过室外单元控制部27和/或室内单元控制部34所包含的各部一体地发挥功能来实现。
(7-1-4)运转模式
以下,对运转模式进行说明。
作为运转模式,设有制冷运转模式和制暖运转模式。
控制器7基于从遥控器等接收到的指示,判断是制冷运转模式还是制暖运转模式,并执行。
(7-1-4-1)制冷运转模式
在空调装置1中,在制冷运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室内热交换器31的顺序循环。
更具体而言,若开始制冷运转模式,则在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21并被压缩后排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的冷却负荷相应的容量控制。作为该容量控制没有特别限定,例如可以根据由室内单元30要求的冷却负荷设定吸入压力的目标值,以吸入压力成为目标值的方式控制压缩机21的运转频率。
从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22流入室外热交换器23的气体侧端。
流入室外热交换器23的气体侧端的气体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外侧空气进行热交换而冷凝,成为液体制冷剂而从室外热交换器23的液体侧端流出。
从室外热交换器23的液体侧端流出的制冷剂在通过室外膨胀阀24时被减压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如,可以控制成从压缩机21排出的制冷剂的排出温度成为规定温度,也可以控制成从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂经由液体侧截止阀29和液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室内热交换器31的气体侧端流出。从室内热交换器31的气体侧端流出的气体制冷剂流向气体侧制冷剂连通配管5。
在气体侧制冷剂连通配管5中流动的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22而再次被吸入压缩机21。
(7-1-4-2)制暖运转模式
在空调装置1中,在制暖运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室内热交换器31、室外膨胀阀24、室外热交换器23的顺序进行循环。
更具体而言,若开始制暖运转模式,在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21而被压缩后被排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的制暖负载相应的容量控制。作为该容量控制没有特别限定,例如根据室内单元30所要求的制暖负载来设定排出压力的目标值,控制压缩机21的运转频率以使排出压力成为目标值。
从压缩机21排出的气体制冷剂在流过四通切换阀22和气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而冷凝,成为气液二相状态的制冷剂或液体制冷剂而从室内热交换器31的液体侧端流出。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂流向液体侧制冷剂连通配管6。
在液体侧制冷剂连通配管6中流动的制冷剂在液体侧截止阀29、室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如,可以控制成从压缩机21排出的制冷剂的排出温度成为规定温度,也可以控制成从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流入室外热交换器23的液体侧端。
从室外热交换器23的液体侧端流入的制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室外热交换器23的气体侧端流出。
从室外热交换器23的气体侧端流出的制冷剂经由四通切换阀22再次被吸入压缩机21。
(7-1-4-3)除霜运转模式
除霜运转模式是满足在上述制暖运转模式下室外气温降低至规定温度以下的状态下的运转持续规定时间以上等规定除霜条件的情况下所进行的运转,除了与制冷运转模式时同样地切换四通切换阀22的连接状态并停止室内风扇32的运转这点以外,进行与制冷运转模式同样的制冷循环。由此,能够使附着于室外热交换器23上的霜部分融化,掉落到壳体50的底板53上。需要说明的是,此时,通过进行对排水盘加热器54通电的控制,底板53被加热,因此使落到底板53上的霜融化,成为液体状而能够促进排水。
(7-1-5)第1实施方式的特征
在上述空调装置1中,由于使用了包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制为足够小。
另外,在空调装置1所具有的室外单元20中,在壳体50的底板53上设有排水盘加热器54,因此即便在霜堆积于底板53上的情况下也能使该霜融化,提高排水性。
另外,通过使用额定功耗为75W以上的排水盘加热器54,在仅设有1个室外风扇25的程度的能力的室外单元20中,能够与该能力相当地充分发挥出排水盘加热器54的功能。
并且,通过使用排水盘加热器54的额定功耗为100W以下的排水盘加热器54,即使有时在室外单元20中包含1,2-二氟乙烯的制冷剂发生泄漏,也能抑制排水盘加热器54成为起火源。
(7-1-6)第1实施方式的变形例A
在上述第1实施方式中,以在压缩机21的吸入侧未设有压缩机21附带的储液器以外的制冷剂容器的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以在制冷剂回路中设置制冷剂容器(为低压储罐或高压储罐等,压缩机附带的储液器除外)。
该情况下,作为室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为1.4L以上且小于3.5L。
(7-1-7)第1实施方式的变形例B
在上述第1实施方式中,以仅设有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并联连接的多个室内单元(不具有室内膨胀阀)。
该情况下,作为室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为0.4L以上且小于3.5L。
(7-2)第2实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图7C、作为示意性控制框图构成图的图7D,对作为第2实施方式的制冷循环装置的空调装置1a进行说明。
以下,主要针对第2实施方式的空调装置1a,以与第1实施方式的空调装置1的不同之处为中心进行说明。
在空调装置1a中,在制冷剂回路10中也填充有包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂作为用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂,该制冷剂为上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中填充有该制冷剂以及制冷机油。需要说明的是,作为仅设有1台室内单元30的空调装置1a的额定制冷能力没有特别限定,例如,能够设为2.0kW以上17.0kW以下,如后所述在设有作为制冷剂容器的中压储罐41的本实施方式的空调装置1a中,优选设为10.0kW以上17.0kW以下。
在空调装置1a的室外单元20中,作为室外风扇25,设有第1室外风扇25a和第2室外风扇25b。空调装置1a的室外单元20的室外热交换器23确保了大的热交换面积,以应对从第1室外风扇25a和第2室外风扇25b接受到的空气流。需要说明的是,空调装置1a的室外单元20所具有的室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积)优选为3.5L以上7.0L以下,在具有未设有室内膨胀阀的室内单元30的本实施方式的空调装置1a中,室外热交换器23的内容积更优选为3.5L以上且小于5.0L。
在空调装置1a的室外单元20中,代替上述第1实施方式中的室外单元20的室外膨胀阀24,从室外热交换器23的液体侧至液体侧截止阀29之间,依次设有第1室外膨胀阀44、中压储罐41、第2室外膨胀阀45。
第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45能够控制阀开度。
中压储罐41为下述容器:从第1室外膨胀阀44侧延伸的配管的端部和从第2室外膨胀阀45侧延伸的配管的端部这两者位于内部空间,其能够存积制冷剂。
在空调装置1a的室外单元20中,对压缩机21设有曲轴箱加热器67。曲轴箱加热器67是在压缩机21内的下方安装在积存制冷机油的油积存部的电加热器。即使在压缩机21长时间停止的情况下,通过在压缩机21的起动前对曲轴箱加热器67通电而将油积存部加热,使溶解于存积在油积存部的制冷机油中的制冷剂蒸发、减少,也能抑制压缩机21起动时的制冷机油的气泡产生。曲轴箱加热器67的额定功耗为300W以下、优选为100W以上。
如图7G所示,第2实施方式的室外单元20具有下述结构(所谓的箱型结构):利用铅直延伸的隔板66将近似长方体箱状的壳体60的内部空间左右分割,由此形成送风机室和机械室。
在壳体60内的送风机室配置有室外热交换器23、室外风扇25(第1室外风扇25a和第2室外风扇25b)等,在壳体60内的机械室配置有压缩机21、四通切换阀22、第1室外膨胀阀44、第2室外膨胀阀45、中压储罐41、气体侧截止阀28、液体侧截止阀29、构成室外单元控制部27的电器设备单元27a等。
壳体60主要具有底板63、顶板64、左前板61、左侧板(未图示)、右前板(未图示)、右侧板65、隔板66等。底板63构成了壳体60的底面部分。顶板64构成了室外单元20的顶面部分。左前板61主要构成了壳体60的左前面部分,并形成有在前后方向开口且上下排列的第1吹出口62a和第2吹出口62b。由第1室外风扇25a从壳体60的背面侧和左侧面侧吸入内部的空气且通过了室外热交换器23的上方部分的空气主要通过第1吹出口62a。由第2室外风扇25b从壳体60的背面侧和左侧面侧吸入内部的空气且通过了室外热交换器23的下方部分的空气主要通过第2吹出口62b。在第1吹出口62a和第2吹出口62b分别设有风扇格栅。左侧板主要构成了壳体60的左侧面部分,也能作为吸入到壳体60内的空气的吸入口发挥功能。右前板主要构成了壳体60的右前面部分和右侧面的前侧部分。右侧板65主要构成了壳体60的右侧面的后侧部分和背面的右侧部分。隔板66是配置在底板63上的铅直延伸的板状部件,其将壳体60的内部空间分割成送风机室和机械室。
室外热交换器23例如由传热管和多个翅片构成的交叉翅片式的翅片管式热交换器所构成,其沿着壳体60的左侧面和背面以俯视时呈L字形的方式配置于送风机室内。
压缩机21在壳体60的机械室内载置于底板63上,并用螺栓固定。
气体侧截止阀28和液体侧截止阀29在壳体60的机械室内配置于压缩机21的上端附近的高度位置且为右前方的角部附近。
电器设备单元27a在壳体60的机械室内配置于气体侧截止阀28和液体侧截止阀29两者的上方的空间。
在上述空调装置1a中,在制冷运转模式下,第1室外膨胀阀44被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,第2室外膨胀阀45被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制冷运转模式下,第2室外膨胀阀45可以控制成压缩机21排出的制冷剂的温度成为规定温度,也可以控制成压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件。
另外,在制暖运转模式下,第2室外膨胀阀45被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,第1室外膨胀阀44被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制暖运转模式下,第1室外膨胀阀44可以控制成压缩机21排出的制冷剂的温度成为规定温度,也可以控制成压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件。此处,在空调装置1a的制暖运转模式下,判断是否满足下述规定条件:在要起动压缩机21时,压缩机21的驱动停止状态已达规定时间以上等,在满足规定条件的情况下,在起动压缩机21前,对曲轴箱加热器67进行通电规定时间或通电至油积存部的温度达到规定温度为止的处理。
在上述第2实施方式的空调装置1a中,也与第1实施方式的空调装置1同样地使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制为足够小。
另外,在空调装置1a所具有的室外单元20中,由于设有曲轴箱加热器67,因此能够抑制压缩机21起动时的油起泡。
另外,通过使用额定功耗为100W以上的曲轴箱加热器67,即便是设有2个室外风扇25(第1室外风扇25a和第2室外风扇25b)的程度的能力的室外单元20,也能与该能力相当地充分发挥出曲轴箱加热器67的功能。
而且,通过使用曲轴箱加热器67的额定功耗为300W以下的曲轴箱加热器67,即便有时在室外单元20中包含1,2-二氟乙烯的制冷剂发生泄漏,也能抑制曲轴箱加热器67成为起火源。
(7-2-1)第2实施方式的变形例A
在上述第2实施方式中,以仅设有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并联连接的多个室内单元(不具有室内膨胀阀)。
该情况下,作为室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为3.5L以上且小于5.0L。
(7-2-2)第2实施方式的变形例B
在上述第2实施方式中,以仅设有1个不具有室内膨胀阀的室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并联连接的多个室内单元(具有室内膨胀阀)。
该情况下,作为室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为5.0L以上7.0L以下。
(7-3)第3实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图7E、作为示意性控制框图构成图的图7F,对作为第3实施方式的制冷循环装置的空调装置1b进行说明。
以下,主要对第3实施方式的空调装置1b与第1实施方式的空调装置1的不同之处为中心进行说明。
在空调装置1b中,在制冷剂回路10中也填充有包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂作为用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂,该制冷剂为上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中填充有该制冷剂以及制冷机油。需要说明的是,作为设有多台室内单元30的空调装置1b的额定制冷能力没有特别限定,例如能够设为18.0kW以上160.0kW以下。
在第3实施方式的空调装置1b的室外单元20中,上述第1实施方式中的室外单元20中,设有低压储罐26、IH加热器81、过冷却热交换器47和过冷却回路46。
低压储罐26设置在从四通切换阀22的连接口之一到压缩机21的吸入侧之间,是能够存积制冷剂的容器。需要说明的是,本实施方式中,其与压缩机21所具有的附属储液器分开设置。
IH加热器81是能够对在制冷剂配管内流动的制冷剂进行加热的电热装置。作为该电热装置没有特别限定,与燃烧器等使用火的方式相比,优选通过作为电方式的电磁感应加热方式对制冷剂进行加热。根据电磁感应加热方式,例如,将包含磁性体材料的材料设置于与制冷剂直接或间接接触的部位,形成将电磁感应线圈缠绕到包含磁性体材料的材料的周围的状态,使电流流过该电磁感应线圈而产生磁通,由此使包含磁性体材料的材料发热,能够对制冷剂进行加热。
过冷却热交换器47设置在室外膨胀阀24与液体侧截止阀29之间。
过冷却回路46是按照下述方式延伸的回路,其从室外膨胀阀24与过冷却热交换器47之间的主回路分支,在从四通切换阀22的连接口之一至低压储罐26为止的途中的部分汇合。在过冷却回路46的途中设有使通过的制冷剂减压的过冷却膨胀阀48。在过冷却回路46中流动并在过冷却膨胀阀48被减压的制冷剂在过冷却热交换器47中与在主回路侧流动的制冷剂之间进行热交换。由此,在主回路侧流动的制冷剂进一步被冷却,在过冷却回路46流动的制冷剂蒸发。
以下,参照图7J的外观立体图、图7K的分解立体图,对第3实施方式的空调装置1b的室外单元20的详细结构进行说明。
空调装置1b的室外单元20被称为顶吹型结构,其将空气从下方引入壳体70内并将空气从上方吹出到壳体70外。
壳体70主要具有:架设在沿左右方向延伸的一对安装腿72上的底板73;从底板73的角部沿铅直方向延伸的支柱74;前面面板71;和风扇模块75。底板73形成了壳体70的底面,被分成左侧的第1底板73a和右侧的第2底板73b。前面面板71在风扇模块75的下方、被架设在前面侧的支柱74间,构成了壳体70的前面。在壳体70内的风扇模块75的下方且底板73上方的空间,配置有压缩机21、室外热交换器23、低压储罐26、四通切换阀22、IH加热器81、室外膨胀阀24、过冷却热交换器47、过冷却膨胀阀48、过冷却回路46、气体侧截止阀28、液体侧截止阀29、构成室外单元控制部27的电器设备单元27b等。室外热交换器23在俯视时呈近似U字形,其面对壳体70的风扇模块75的下方的部分中的背面和左右两侧面,实质上形成了壳体70的背面和左右两侧面。该室外热交换器23沿着底板73的左侧边缘部、后侧边缘部、右侧边缘部之上配置。电器设备单元27b以从背面侧被固定的方式设置于前面面板71中的右侧部分。
风扇模块75设置于室外热交换器23的上侧,具有室外风扇25和未图示的喇叭口等。室外风扇25以旋转轴为铅直方向的姿态配置。
通过上述结构,室外风扇25形成的空气流从室外热交换器23的周围通过室外热交换器23而流入壳体70内部,经由在壳体70的上端面沿上下方向贯通设置的吹出口76被吹出到上方。
以下,参照图7L的外观立体图、图7M的截面图,对IH加热器81的详细结构进行说明。
IH加热器81具备配管部87、固定部件82、筒状部件83、铁素体外壳84、铁素体部件85、线圈86等。配管部87由金属构成,两端通过焊接等被连结固定到构成制冷剂回路10的制冷剂配管。尽管没有特别限定,但配管部87可以为内侧部分由铜合金构成,外侧部分由铁构成。在制冷剂回路10中通过IH加热器81对制冷剂进行加热的部位没有特别限定,本实施方式中,设置成能够对从四通切换阀22的连接口之一至低压储罐26为止的部位进行加热。筒状部件83是配管部87位于其内侧且线圈86缠绕在其外周面的树脂制的部件。线圈86的两端与未图示的电力供给部连接,通过室外单元控制部27进行输出控制。缠绕有线圈86的筒状部件83经由设置于配管部87的一端和另一端的树脂制的固定部件82被固定于配管部87。由此,配管部87位于缠绕在筒状部件83上的线圈86的内侧。另外,在筒状部件83的外侧安装有沿着配管部87的长度方向延伸的多个树脂制的铁素体外壳84。在各铁素体外壳84中容纳有在沿着配管部87的长度方向的方向上排列的多个铁素体部件85。需要说明的是,在多个铁素体部件85中,配置于配管部87的长度方向的两端部的铁素体部件被设置成接近配管部87侧。
在上述构成中,若对IH加热器81的线圈86供给高频电流,则能够在线圈86的周边产生磁通。并且,通过使该磁通贯通配管部87,在配管部87中感应出涡电流,通过配管部87自身的电阻而发热。由此,能够对通过配管部87的内部的制冷剂进行加热。需要说明的是,在线圈86的外侧产生的磁通主要能够通过铁素体部件85(参见虚线箭头)。
上述IH加热器81的额定功耗为300W以下、优选为200W以上。
另外,在第3实施方式的空调装置1b中,代替上述第1实施方式中的室内单元30而具有彼此并列设置的第1室内单元30和第2室内单元35。
第1室内单元30与上述第1实施方式中的室内单元30同样地设有第1室内热交换器31、第1室内风扇32和第1室内单元控制部34,此外,在第1室内热交换器31的液体侧设有第1室内膨胀阀33。第1室内膨胀阀33能够控制阀开度。
第2室内单元35与第1室内单元30同样,具有第2室内热交换器36、第2室内风扇37、第2室内单元控制部39、和设置于第2室内热交换器36的液体侧的第2室内膨胀阀38。第2室内膨胀阀38能够控制阀开度。
这样,在具有多个设有室内膨胀阀的室内单元并具有顶吹型的室外单元的第3实施方式的空调装置1b中,室外单元20所具有的室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积)优选为5.5L以上38L以下。
需要说明的是,第3实施方式的控制器7构成为室外单元控制部27、第1室内单元控制部34和第2室内单元控制部39以能够相互通信的方式连接。
在上述空调装置1b中,在制冷运转模式下,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制冷运转模式下,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38被控制成全开状态。
另外,在制暖运转模式下,第1室内膨胀阀33被控制成通过第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。第2室内膨胀阀38也同样地被控制成通过第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,室外膨胀阀45被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制暖运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
在上述第3实施方式的空调装置1b中,也与第1实施方式的空调装置1同样地使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制为足够小。
另外,在空调装置1b所具有的室外单元20中,由于设有IH加热器81,因此能够对流过制冷剂回路10中的设有IH加热器81的部位的制冷剂进行加热。需要说明的是,通过对在压缩机21的吸入侧流动的制冷剂进行加热,能够使被吸入压缩机21中的制冷剂更确实地成为气态,能够抑制压缩机21中的液体压缩。
另外,通过使用额定功耗为200W以上的IH加热器81,即便是顶吹型这样的具有某种程度的能力的室外单元20,也能与该能力相当地充分发挥出IH加热器81的功能。
而且,通过使用IH加热器81的额定功耗为300W以下的IH加热器81,即便有时在室外单元20中包含1,2-二氟乙烯的制冷剂发生泄漏,也能抑制IH加热器81成为起火源。
(7-4)第4实施方式
也可以将上述第1实施方式至第3实施方式和各变形例适当组合来构成空调装置或室外单元。例如,第2实施方式的室外单元可以进一步具备排水盘加热器和IH加热器。该情况下,各电热装置的额定功耗不超过规定值即可,也可以构成为各电热装置的额定功耗的合计为300W以下。
(8)第8组的技术的实施方式
(8-1)第1实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图8A、作为示意性控制框图构成图的图8B,对作为第1实施方式的制冷循环装置的空调装置1进行说明。
空调装置1是通过进行蒸气压缩式的制冷循环来调和对象空间的空气的装置。
空调装置1主要具有室外单元20、室内单元30、连接室外单元20和室内单元30的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5、作为输入装置和输出装置的未图示的遥控器、和控制空调装置1的工作的控制器7。
在空调装置1进行这样的制冷循环:封入制冷剂回路10内的制冷剂被压缩、冷却或冷凝、减压,在被加热或蒸发后再次被压缩。在本实施方式中,在制冷剂回路10中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够使用上述的制冷剂A~D中的任一种。需要说明的是,作为仅设置一台室内单元30的空调装置1的额定制冷能力,例如能够设为2.0kW以上17.0kW以下,其中,在设有作为制冷剂容器的低压储罐26的本实施方式中,优选为4.0kW以上17.0kW以下。
(8-1-1)室外单元20
室外单元20经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室内单元30连接,构成制冷剂回路10的一部分。室外单元20主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室外风扇25、低压储罐26、液体侧截止阀29以及气体侧截止阀28。
压缩机21是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至成为高压的设备。在此,作为压缩机21,使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件(省略图示)被压缩机马达旋转驱动的密闭式结构的压缩机。压缩机马达用于使容量变化,能够通过逆变器控制运转频率。需要说明的是,在压缩机21中,在吸入侧设有未图示的附属储液器。
四通切换阀22通过切换连接状态,能够切换将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态和将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态。
室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。需要说明的是,作为室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),如本实施方式那样,对于制冷剂回路10中设有制冷剂容器(为低压储罐或高压储罐等,压缩机附带的储液器除外)的情况,优选为1.4L以上且小于5.0L。另外,如本实施方式那样,作为仅设有1个室外风扇25的箱型的室外单元20所具有的室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为0.4L以上且小于3.5L。
室外风扇25将室外的空气吸入室外单元20内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室外风扇25由室外风扇马达旋转驱动。
室外膨胀阀24能够控制阀开度,设置在室外热交换器23的液体侧端部与液体侧截止阀29之间。
低压储罐26设置在从四通切换阀22的连接口之一到压缩机21的吸入侧之间,是能够存积制冷剂的容器。
液体侧截止阀29是配置于室外单元20中的与液体侧制冷剂连通配管6的连接部分的手动阀。
气体侧截止阀28是配置于室外单元20中的与气体侧制冷剂连通配管5的连接部分的手动阀。
室外单元20具有对构成室外单元20的各部的工作进行控制的室外单元控制部27。室外单元控制部27具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室外单元控制部27经由通信线与各室内单元30的室内单元控制部34连接,进行控制信号等的发送接收。另外,室外单元控制部27与未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(8-1-2)室内单元30
室内单元30设置于作为对象空间的室内的壁面、天花板等。室内单元30经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
室内单元30具有室内热交换器31和室内风扇32。
室内热交换器31的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管5连接。室内热交换器31是在制冷运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。
室内风扇32将室内的空气吸入室内单元30内,在室内热交换器31中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室内风扇32由室内风扇马达旋转驱动。
另外,室内单元30具有控制构成室内单元30的各部的工作的室内单元控制部34。室内单元控制部34具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室内单元控制部34经由通信线与室外单元控制部27连接,进行控制信号等的发送接收。
室内单元控制部34与设置在室内单元30内的未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(8-1-3)控制器7的详细情况
在空调装置1中,室外单元控制部27和室内单元控制部34经由通信线连接,由此构成对空调装置1的工作进行控制的控制器7。
控制器7主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,由控制器7进行的各种处理、控制通过室外单元控制部27和/或室内单元控制部34所包含的各部一体地发挥功能来实现。
(8-1-4)运转模式
以下,对运转模式进行说明。
作为运转模式,设有制冷运转模式和制暖运转模式。
控制器7基于从遥控器等接收到的指示,判断是制冷运转模式还是制暖运转模式,并执行。
(8-1-4-1)制冷运转模式
在空调装置1中,在制冷运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室内热交换器31的顺序循环。
更具体而言,若开始制冷运转模式,则在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21并被压缩后排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的冷却负荷相应的容量控制。作为该容量控制,没有特别限定,例如可以根据由室内单元30要求的冷却负荷设定吸入压力的目标值,以吸入压力成为目标值的方式控制压缩机21的运转频率。
从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22流入室外热交换器23的气体侧端。
流入室外热交换器23的气体侧端的气体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外侧空气进行热交换而冷凝,成为液体制冷剂而从室外热交换器23的液体侧端流出。
从室外热交换器23的液体侧端流出的制冷剂在通过室外膨胀阀24时被减压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如,可以控制成从压缩机21排出的制冷剂的排出温度成为规定温度,也可以控制成从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂经由液体侧截止阀29和液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室内热交换器31的气体侧端流出。从室内热交换器31的气体侧端流出的气体制冷剂流向气体侧制冷剂连通配管5。
在气体侧制冷剂连通配管5中流动的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22而再次被吸入压缩机21。
(8-1-4-2)制暖运转模式
在空调装置1中,在制暖运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室内热交换器31、室外膨胀阀24、室外热交换器23的顺序进行循环。
更具体而言,若开始制暖运转模式,在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21而被压缩后被排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的制暖负载相应的容量控制。作为该容量控制,没有特别限定,例如根据室内单元30所要求的制暖负载来设定排出压力的目标值,控制压缩机21的运转频率以使排出压力成为目标值。
从压缩机21排出的气体制冷剂在流过四通切换阀22和气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而冷凝,成为气液二相状态的制冷剂或液体制冷剂而从室内热交换器31的液体侧端流出。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂流向液体侧制冷剂连通配管6。
在液体侧制冷剂连通配管6中流动的制冷剂在液体侧截止阀29、室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。需要说明的是,室外膨胀阀24的阀开度控制的方法没有特别限定,例如,可以控制成从压缩机21排出的制冷剂的排出温度成为规定温度,也可以控制成从压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流入室外热交换器23的液体侧端。
从室外热交换器23的液体侧端流入的制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室外热交换器23的气体侧端流出。
从室外热交换器23的气体侧端流出的制冷剂经由四通切换阀22再次被吸入压缩机21。
(8-1-5)制冷剂封入量
在以上仅设有1台室内单元30的空调装置1中,按照每1kW制冷能力的封入量为160g以上560g以下的方式在制冷剂回路10中填充有制冷剂,其中,在设有作为制冷剂容器的低压储罐26的空调装置1中,按照每1kW制冷能力的封入量为260g以上560g以下的方式在制冷剂回路10中填充有制冷剂。
(8-1-6)第1实施方式的特征
例如,在使用以往常用的R32制冷剂的制冷循环装置中,若R32的填充量过少,则由于制冷剂不足引起的循环效率的恶化而使LCCP变大,若R32的填充量过多,则GWP的影响变高,LCCP具有变大的倾向。
与此相对,在仅设有1台本实施方式的室内单元30的空调装置1中,作为制冷剂使用了包含1,2-二氟乙烯的上述制冷剂A~D中的任一种制冷剂,而且使该制冷剂封入量为每1kW制冷能力的封入量为160g以上560g以下(特别是,由于设有低压储罐26,因而为260g以上560g以下)。
由此,通过使用与R32相比GWP足够小的制冷剂并且将每1kW制冷能力的封入量抑制到560g,能够将LCCP抑制得较低。另外,即便是与R32相比热输送能力低的制冷剂,通过使每1kW制冷能力的封入量为160g以上(特别是,由于设有低压储罐26而为260g以上),能够抑制由制冷剂不足引起的循环效率的降低,抑制LCCP的上升。如上所述,在使用GWP足够小的制冷剂进行热循环的情况下,能够将LCCP抑制得较低。
(8-1-7)第1实施方式的变形例A
在上述第1实施方式中,以在压缩机21的吸入侧设有低压储罐的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以在制冷剂回路不设置制冷剂容器(为低压储罐或高压储罐等,压缩机附带的储液器除外)。
在该情况下,按照每1kW制冷能力的制冷剂封入量为160g以上400g以下的方式,在制冷剂回路10中填充制冷剂。而且,在该情况下,作为室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为0.4L以上2.5L以下。
(8-1-8)第1实施方式的变形例B
在上述第1实施方式中,以仅设有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并联连接的多个室内单元(不具有室内膨胀阀)。
在该情况下,按照每1kW制冷能力的制冷剂封入量为260g以上560g以下的方式,在制冷剂回路10中填充制冷剂。而且,在该情况下,作为室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为1.4L以上且小于5.0L。
(8-1-9)第1实施方式的变形例C
在上述第1实施方式中,以具有仅设有1个室外风扇25的箱型的室外单元20的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以具有设有2个室外风扇25的箱型的室外单元20。
在该情况下,按照每1kW制冷能力的制冷剂封入量为350g以上540g以下的方式,在制冷剂回路10中填充制冷剂。而且,在该情况下,作为室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为3.5L以上7.0L以下。
(8-2)第2实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图8C、作为示意性控制框图构成图的图8D,对作为第2实施方式的制冷循环装置的空调装置1a进行说明。
以下,主要针对第2实施方式的空调装置1a,以与第1实施方式的空调装置1不同之处为中心进行说明。
在空调装置1a中,在制冷剂回路10中,作为用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂,也填充有包含1,2-二氟乙烯的制冷剂且为上述制冷剂A~D中的任一种。
在空调装置1a的室外单元20中,代替上述第1实施方式中的室外单元20的室外膨胀阀24,在从室外热交换器23的液体侧到液体侧截止阀29之间,依次设有第1室外膨胀阀44、中压储罐41、第2室外膨胀阀45。另外,上述第1实施方式中的室外单元20的低压储罐26未设置于第2实施方式的室外单元20。
第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45能够控制阀开度。
中压储罐41为下述容器:从第1室外膨胀阀44侧延伸的配管的端部和从第2室外膨胀阀45侧延伸的配管的端部这两者位于内部空间,其能够存积制冷剂。
需要说明的是,在第2实施方式的空调装置1a中,在制冷剂回路10中设有作为制冷剂容器的中压储罐41,因此室外单元20所具有的室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积)优选为1.4L以上且小于5.0L。另外,如本实施方式那样,作为仅设有1个室外风扇25的箱型的室外单元20所具有的室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为0.4L以上且小于3.5L。
在以上的空调装置1a中,在制冷运转模式下,第1室外膨胀阀44被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,第2室外膨胀阀45被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制冷运转模式下,第2室外膨胀阀45可以控制成压缩机21排出的制冷剂的温度成为规定温度,也可以控制成压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件。
另外,在制暖运转模式下,第2室外膨胀阀45被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,第1室外膨胀阀44被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制暖运转模式下,第1室外膨胀阀44可以控制成压缩机21排出的制冷剂的温度成为规定温度,也可以控制成压缩机21排出的制冷剂的过热度满足规定条件。
在以上仅设有1台室内单元30的空调装置1a中,按照每1kW制冷能力的封入量为160g以上560g以下的方式,在制冷剂回路10中填充有制冷剂,其中,在设有作为制冷剂容器的中压储罐41的空调装置1中,按照每1kW制冷能力的封入量为260g以上560g以下的方式,在制冷剂回路10中填充有制冷剂。
需要说明的是,作为仅设有1台室内单元30的空调装置1的额定制冷能力,例如能够设为2.2kW以上16.0kW以下,优选设为4.0kW以上16.0kW以下。
在以上的第2实施方式的空调装置1a中,也与第1实施方式的空调装置1同样地,在使用GWP足够小的制冷剂进行热循环的情况下,能够将LCCP抑制得较低。
(8-2-1)第2实施方式的变形例A
在上述第2实施方式中,以仅设有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并联连接的多个室内单元(不具有室内膨胀阀)。
在该情况下,按照每1kW制冷能力的制冷剂封入量为260g以上560g以下的方式,在制冷剂回路10中填充制冷剂。而且,在该情况下,作为室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为1.4L以上且小于5.0L。
(8-2-2)第2实施方式的变形例B
在上述第2实施方式中,以具有仅设有1个室外风扇25的箱型的室外单元20的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以具有设有2个室外风扇25的箱型的室外单元20。
在该情况下,按照每1kW制冷能力的制冷剂封入量为350g以上540g以下的方式,在制冷剂回路10中填充制冷剂。而且,在该情况下,作为室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积),优选为3.5L以上7.0L以下。
(8-3)第3实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图8E、作为示意性控制框图构成图的图8F,对作为第3实施方式的制冷循环装置的空调装置1b进行说明。
以下,主要针对第3实施方式的空调装置1b,以与第1实施方式的空调装置1不同之处为中心进行说明。
在空调装置1b中,在制冷剂回路10中,作为用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂,也填充有包含1,2-二氟乙烯的制冷剂且为上述制冷剂A~D中的任一种。
在第3实施方式的空调装置1b的室外单元20中,在上述第1实施方式中的室外单元20中,设有过冷却热交换器47和过冷却回路46。
过冷却热交换器47设置在室外膨胀阀24与液体侧截止阀29之间。
过冷却回路46是以从室外膨胀阀24与过冷却热交换器47之间的主回路分支并与从四通切换阀22的连接口之一到低压储罐26的中途的部分汇合的方式延伸的回路。在过冷却回路46的中途设有使通过的制冷剂减压的过冷却膨胀阀48。在过冷却回路46中流动的制冷剂且被过冷却膨胀阀48减压后的制冷剂在过冷却热交换器47中与在主回路侧流动的制冷剂之间进行热交换。由此,在主回路侧流动的制冷剂进一步被冷却,在过冷却回路46中流动的制冷剂蒸发。
需要说明的是,在具有多个设有室内膨胀阀的室内单元的第3实施方式的空调装置1b中,室外单元20所具有的室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积)优选为5.0L以上38L以下。其中,在通过室外热交换器23后的空气的吹出口朝向侧方的室外单元20中,在设有2个室外风扇25的情况下,室外热交换器23的内容积(能够填充到内部的流体的体积)优选为7.0L以下,在通过室外热交换器23后的空气朝向上方吹出的室外单元20的情况下,室外热交换器23的内容积优选为5.5L以上。
另外,在第3实施方式的空调装置1b中,代替上述第1实施方式中的室内单元30而具有相互并列设置的第1室内单元30和第2室内单元35。
第1室内单元30与上述第1实施方式中的室内单元30同样地设有第1室内热交换器31、第1室内风扇32和第1室内单元控制部34,进而,在第1室内热交换器31的液体侧设有第1室内膨胀阀33。第1室内膨胀阀33能够控制阀开度。
第2室内单元35与第1室内单元30同样,具有第2室内热交换器36、第2室内风扇37、第2室内单元控制部39、和设置于第2室内热交换器36的液体侧的第2室内膨胀阀38。第2室内膨胀阀38能够控制阀开度。
需要说明的是,第3实施方式的控制器7构成为室外单元控制部27、第1室内单元控制部34和第2室内单元控制部39以能够相互通信的方式连接。
在制冷运转模式下,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制冷运转模式下,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38被控制为全开状态。
在制暖运转模式下,第1室内膨胀阀33被控制成通过第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。第2室内膨胀阀38也同样地被控制成通过第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,室外膨胀阀45被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制暖运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
在设有多台上述室内单元30、35的空调装置1b中,按照每1kW制冷能力的封入量为190g以上1660g以下的方式,在制冷剂回路10中填充有制冷剂。
需要说明的是,作为设有多台室内单元30的空调装置1b的额定制冷能力,例如能够设为4.0kW以上150.0kW以下,优选设为14.0kW以上150.0kW以下,其中,在室外单元20为上吹型的情况下,优选设为22.4kW以上150.0kW以下。
在设有多台上述第3实施方式的室内单元的空调装置1b中,作为制冷剂,使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂且为上述制冷剂A~D中的任一种,而且将该制冷剂封入量设为每1kW制冷能力的封入量为190g以上1660g以下。
由此,在设有多台室内单元的空调装置1b中,通过使用与R32相比GWP足够小的制冷剂并将每1kW制冷能力的封入量抑制到1660g,能够将LCCP抑制得较低。另外,在设有多台室内单元的空调装置1b中,即便是与R32相比热输送能力低的制冷剂,通过使每1kW制冷能力的封入量为190g以上,也能够抑制因制冷剂不足引起的循环效率的降低,抑制LCCP的上升。如上所述,即使在设有多台室内单元的空调装置1b中,在使用GWP足够小的制冷剂进行热循环的情况下,也能够将LCCP抑制得较低。
(8-4)第4实施方式
关于在制冷循环装置的制冷剂回路中封入包含1,2-二氟乙烯的制冷剂且为上述制冷剂A~D中的任一种时的封入制冷剂量,对于如第1实施方式的空调装置1或第2实施方式的空调装置1a那样仅设有1台室内单元30的制冷循环装置,使每1kW制冷能力的封入量为160g以上560g以下,对于如第3实施方式的空调装置1b那样设有多台室内单元30的制冷循环装置,使每1kW制冷能力的封入量为190g以上1660g以下。
由此,能够根据制冷循环装置的种类将GWP和LCCP抑制得较低。
(9)第9组的技术的实施方式
(9-1)第1实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图9A、作为示意性控制框图构成图的图9B,对作为第1实施方式的制冷循环装置的空调装置1进行说明。
空调装置1是通过进行蒸气压缩式的制冷循环而调和对象空间的空气的装置。
空调装置1主要具有:室外单元20;室内单元30;连接室外单元20与室内单元30的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5;作为输入装置和输出装置的未图示的遥控器;和控制空调装置1的工作的控制器7。
在空调装置1中,进行下述制冷循环:封入制冷剂回路10内的制冷剂被压缩、冷却或冷凝、减压、加热或蒸发后,再次被压缩。本实施方式中,在制冷剂回路10中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中填充有该制冷剂以及制冷机油。
(9-1-1)室外单元20
室外单元20具有下述结构(所谓的箱型结构):其外观为近似长方体箱状,内部被隔板等分割,由此形成送风机室和机械室。
该室外单元20藉由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室内单元30连接,构成了制冷剂回路10的一部分。室外单元20主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室外风扇25、液体侧截止阀29和气体侧截止阀28。
压缩机21是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至高压的设备。此处,作为压缩机21,使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件(省略图示)被压缩机马达旋转驱动的密闭式结构的压缩机。压缩机马达用于使容量变化,能够通过逆变器控制运转频率。需要说明的是,在压缩机21中,在吸入侧设有未图示的附属储液器。需要说明的是,本实施方式的室外单元20不具有比该附属储液器大的制冷剂容器(配置于压缩机21的吸入侧的低压储罐或配置于室外热交换器23的液体侧的高压储罐等)。
四通切换阀22通过切换连接状态,能够切换将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态和将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态。
室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。室外热交换器23具有多个传热翅片和贯通固定于多个传热翅片的多个传热管。
室外风扇25将室外的空气吸入室外单元20内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室外风扇25由室外风扇马达旋转驱动。需要说明的是,本实施方式中,室外风扇25仅设有1个。
室外膨胀阀24能够控制阀开度,设置在室外热交换器23的液体侧端部与液体侧截止阀29之间。
液体侧截止阀29是配置于室外单元20中的与液体侧制冷剂连通配管6的连接部分的手动阀。
气体侧截止阀28是配置于室外单元20中的与气体侧制冷剂连通配管5的连接部分的手动阀。
室外单元20具有对构成室外单元20的各部的工作进行控制的室外单元控制部27。室外单元控制部27具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室外单元控制部27经由通信线与各室内单元30的室内单元控制部34连接,进行控制信号等的发送接收。另外,室外单元控制部27与未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(9-1-2)室内单元30
室内单元30设置于作为对象空间的室内的壁面等。室内单元30经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
室内单元30具有室内热交换器31和室内风扇32等。
室内热交换器31的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管5连接。室内热交换器31是在制冷运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。室内热交换器31具有多个传热翅片和贯通固定于多个传热翅片的多个传热管。
室内风扇32将室内的空气吸入室内单元30内,在室内热交换器31中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室内风扇32由未图示的室内风扇马达旋转驱动。
另外,室内单元30具有对构成室内单元30的各部的工作进行控制的室内单元控制部34。室内单元控制部34具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室内单元控制部34经由通信线与室外单元控制部27连接,进行控制信号等的发送接收。
室内单元控制部34与设置在室内单元30内的未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(9-1-3)控制器7的详细情况
在空调装置1中,室外单元控制部27和室内单元控制部34经由通信线连接,由此构成对空调装置1的工作进行控制的控制器7。
控制器7主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,由控制器7进行的各种处理、控制通过室外单元控制部27和/或室内单元控制部34所包含的各部一体地发挥功能来实现。
(9-1-4)运转模式
以下,对运转模式进行说明。
作为运转模式,设有制冷运转模式和制暖运转模式。
控制器7基于从遥控器等接收到的指示,判断是制冷运转模式还是制暖运转模式,并执行。
(9-1-4-1)制冷运转模式
在空调装置1中,在制冷运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室内热交换器31的顺序循环。
更具体而言,若开始制冷运转模式,则在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21并被压缩后排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的冷却负荷相应的容量控制。从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22流入室外热交换器23的气体侧端。
流入室外热交换器23的气体侧端的气体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外侧空气进行热交换而冷凝,成为液体制冷剂而从室外热交换器23的液体侧端流出。
从室外热交换器23的液体侧端流出的制冷剂在通过室外膨胀阀24时被减压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂经由液体侧截止阀29和液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室内热交换器31的气体侧端流出。从室内热交换器31的气体侧端流出的气体制冷剂流向气体侧制冷剂连通配管5。
在气体侧制冷剂连通配管5中流动的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22而再次被吸入压缩机21。
(9-1-4-2)制暖运转模式
在空调装置1中,在制暖运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室内热交换器31、室外膨胀阀24、室外热交换器23的顺序进行循环。
更具体而言,若开始制暖运转模式,在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21而被压缩后被排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的制暖负载相应的容量控制。从压缩机21排出的气体制冷剂在流过四通切换阀22和气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而冷凝,成为气液二相状态的制冷剂或液体制冷剂而从室内热交换器31的液体侧端流出。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂流向液体侧制冷剂连通配管6。
在液体侧制冷剂连通配管6中流动的制冷剂在液体侧截止阀29、室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流入室外热交换器23的液体侧端。
从室外热交换器23的液体侧端流入的制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室外热交换器23的气体侧端流出。
从室外热交换器23的气体侧端流出的制冷剂经由四通切换阀22再次被吸入压缩机21。
(9-1-5)液体侧制冷剂连通配管6
对于使用第1实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,D0的范围为“2≤D0≤4”,与使用制冷剂R410A时的液体侧制冷剂连通配管的管外径相同。由于上述制冷剂A~D的压力损失等物性与制冷剂R410A近似,因此,通过使该液体侧制冷剂连通配管6的管外径为与使用制冷剂R410A时的液体侧制冷剂连通配管的管外径相同的管外径,能够抑制能力的降低。
其中,第1实施方式的液体侧制冷剂连通配管6优选D0为2(即配管径为1/4英寸)。
特别是,对于本实施方式的液体侧制冷剂连通配管6来说,在空调装置1的额定制冷能力为7.5kW以上的情况下,D0更优选为2.5(即配管径为5/16英寸),在空调装置1的额定制冷能力为2.6kW以上且小于7.5kW的情况下,D0更优选为2(即配管径为1/4英寸),在空调装置1的额定制冷能力小于2.6kW的情况下,D0更优选为1.5(即配管径为3/16英寸)。
(9-1-6)气体侧制冷剂连通配管5
对于使用第1实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,D0的范围为“3≤D0≤8”,与使用制冷剂R410A时的气体侧制冷剂连通配管的管外径相同。由于上述制冷剂A~D的压力损失等物性与制冷剂R410A近似,因此,通过使该气体侧制冷剂连通配管5的管外径为与使用制冷剂R410A时的气体侧制冷剂连通配管的管外径相同的管外径,能够抑制能力的降低。
其中,对于第1实施方式的气体侧制冷剂连通配管5来说,在空调装置1的额定制冷能力为6.0kW以上的情况下,D0优选为4(即配管径为1/2英寸),在空调装置1的额定制冷能力小于6.0kW的情况下,D0优选为3(即配管径为3/8英寸)。
特别是,对于第1实施方式的气体侧制冷剂连通配管5来说,在空调装置1的额定制冷能力为6.0kW以上的情况下,D0更优选为4(即配管径为1/2英寸),在空调装置1的额定制冷能力为3.2kW以上且小于6.0kW的情况下,D0更优选为3(即配管径为3/8英寸),在空调装置1的额定制冷能力小于3.2kW的情况下,D0更优选为2.5(即配管径为5/16英寸)。
(9-1-7)第1实施方式的特征
在上述空调装置1中,由于使用了包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制为足够小。
另外,在空调装置1中,通过使液体侧制冷剂连通配管6的管外径和气体侧制冷剂连通配管5的管外径为规定的范围,即便在使用了上述特定的制冷剂A~D的情况下,也能将能力的降低抑制为较小。
(9-1-8)制冷剂与制冷剂连通配管的管外径的关系
在第1实施方式的空调装置1中,在使用制冷剂R410A和R32而不是制冷剂A~D的情况下,通常根据额定制冷能力的范围使用下述表27、表28所示的管外径(英寸)的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5。
与此相对,在第1实施方式的空调装置1中,关于使用了包含1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A(对于制冷剂B~D也相同)的情况下,根据额定制冷能力的范围使用下述表27或表28所示的管外径(英寸)的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5,由此能够将使用包含1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A(对于制冷剂B~D也相同)时的能力的降低抑制为较小。
【表27】
【表28】
此处,在第1实施方式的空调装置1中,分别使用制冷剂R410A、R32、包含上述1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A,对于使用了具有表28中记载的管外径的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的情况,在图9C中示出液体侧制冷剂连通配管6的制暖运转时的压力损失,在图9D中示出气体侧制冷剂连通配管5的制冷运转时的压力损失。需要说明的是,关于压力损失的计算,使冷凝温度、蒸发温度、冷凝器出口的制冷剂的过冷却度和蒸发器出口的制冷剂的过热度的各控制目标值共通化,基于以与马力相应的额定能力运转时所需要的制冷剂循环量,作为在制冷剂连通配管中产生的制冷剂的压力损失算出。另外,马力的单位为HP。
由该图9C、图9D可知,包含1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A能够使压力损失的行为与制冷剂R410A近似,能够将在空调装置1中使用制冷剂A时的能力降低抑制为较小。这点对于在包含1,2-二氟乙烯的方面共通的本发明的制冷剂B~D也相同。
(9-1-9)第1实施方式的变形例A
在上述第1实施方式中,以仅设有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并联连接的多个室内单元(不具有室内膨胀阀)。
(9-2)第2实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图9E、作为示意性控制框图构成图的图9F,对作为第2实施方式的制冷循环装置的空调装置1a进行说明。
以下,主要针对第2实施方式的空调装置1a,以与第1实施方式的空调装置1的不同之处为中心进行说明。
在空调装置1a中,在制冷剂回路10中也填充有包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂作为用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂,该制冷剂为上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中填充有该制冷剂以及制冷机油。
(9-2-1)室外单元20
在第2实施方式的空调装置1a的室外单元20中,作为室外风扇25,设有第1室外风扇25a和第2室外风扇25b。空调装置1a的室外单元20的室外热交换器23确保了大的热交换面积,以应对从第1室外风扇25a和第2室外风扇25b接受到的空气流。
在空调装置1a的室外单元20中,代替上述第1实施方式中的室外单元20的室外膨胀阀24,从室外热交换器23的液体侧至液体侧截止阀29之间,依次设有第1室外膨胀阀44、中压储罐41、第2室外膨胀阀45。第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45能够控制阀开度。中压储罐41为下述容器:从第1室外膨胀阀44侧延伸的配管的端部和从第2室外膨胀阀45侧延伸的配管的端部这两者位于内部空间,其能够存积制冷剂。需要说明的是,中压储罐41的内容积大于压缩机21附属的附属储液器的内容积,优选为2倍以上。
第2实施方式的室外单元20具有下述结构(所谓的箱型结构):其为近似长方体箱状,通过利用铅直延伸的隔板等进行分割,形成了送风机室和机械室。
室外热交换器23例如具有多个传热翅片和贯通固定于多个传热翅片的多个传热管。该室外热交换器23被配置成俯视时为L字形状。
在上述空调装置1a中,在制冷运转模式下,第1室外膨胀阀44例如被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,第2室外膨胀阀45例如被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
另外,在制暖运转模式下,第2室外膨胀阀45例如被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,第1室外膨胀阀44例如被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
(9-2-2)室内单元30
第2实施方式的室内单元30通过悬挂在作为对象空间的室内的上方空间而设置,或者设置在天花板面,或者设置在壁面而使用。室内单元30藉由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成了制冷剂回路10的一部分。
室内单元30具有室内热交换器31和室内风扇32等。
第2实施方式的室内热交换器31具有多个传热翅片和贯通固定于多个传热翅片的多个传热管。
(9-2-3)液体侧制冷剂连通配管6
对于使用第2实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1a的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,和与使用R410A或R32时的管外径的关系无关地能够使D0的范围为“2≤D0≤4”。
另外,对于使用第2实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1a的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的液体侧制冷剂连通配管的管外径)时,D0的范围为“2≤D0≤4”。尽管上述制冷剂A~D与制冷剂R32相比容易产生压力损失,但由于第2实施方式的空调装置1a的液体侧制冷剂连通配管6的管外径为使用制冷剂R32时的管外径以上的尺寸,因此能够抑制能力的降低。其中,对于空调装置1a的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的液体侧制冷剂连通配管的管外径)时,空调装置1a的额定制冷能力大于5.6kW且小于11.2kW的情况下,D0优选为3(即配管径为3/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力为6.3kW以上10.0kW以下的情况下,D0更优选为3(即配管径为3/8英寸)。
另外,对于使用第2实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1a的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,D0的范围为“2≤D0≤4”,与使用制冷剂R410A时的液体侧制冷剂连通配管的管外径相同。由于上述制冷剂A~D的压力损失等物性与制冷剂R410A近似,因此通过使该液体侧制冷剂连通配管6的管外径为与使用制冷剂R410A时的液体侧制冷剂连通配管的管外径相同的管外径,能够抑制能力的降低。
其中,对于使用第2实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1a的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,空调装置1a的额定制冷能力为6.3kW以上的情况下,D0优选为3(即配管径为3/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力小于6.3kW的情况下,D0优选为2(即配管径为1/4英寸),均更优选与使用制冷剂R410A时的液体侧制冷剂连通配管的管外径相同。
特别是,对于使用第2实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1a的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,空调装置1a的额定制冷能力为12.5kW以上的情况下,D0优选为3(即配管径为3/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力为6.3kW以上且小于12.5kW的情况下,D0优选为2.5(即配管径为5/16英寸),空调装置1a的额定制冷能力小于6.3kW的情况下,D0优选为2(即配管径为1/4英寸)。
(9-2-4)气体侧制冷剂连通配管5
对于使用第2实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1a的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,和与使用R410A或R32时的管外径的关系无关地能够使D0的范围为“3≤D0≤8”。
另外,对于使用第2实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1a的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的气体侧制冷剂连通配管的管外径)时,D0的范围为“3≤D0≤8”。尽管上述制冷剂A~D与制冷剂R32相比容易产生压力损失,但由于第2实施方式的空调装置1a的气体侧制冷剂连通配管5的管外径为使用制冷剂R32时的管外径以上的尺寸,因此能够抑制能力的降低。其中,对于空调装置1a的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的气体侧制冷剂连通配管的管外径)时,空调装置1a的额定制冷能力大于22.4kW的情况下,D0优选为7(即配管径为7/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力大于14.0kW且小于22.4kW的情况下,D0优选为6(即配管径为6/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力大于5.6kW且小于11.2kW的情况下,D0优选为5(即配管径为5/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力小于4.5kW的情况下,D0优选为4(即配管径为1/2英寸)。此时,空调装置1a的额定制冷能力为25.0kW以上的情况下,D0更优选为7(即配管径为7/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力为15.0kW以上且小于19.0kW的情况下,D0更优选为6(即配管径为6/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力为6.3kW以上且小于10.0kW的情况下,D0更优选为5(即配管径为5/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力小于4.0kW的情况下,D0更优选为4(即配管径为1/2英寸)。
另外,对于使用第2实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1a的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,D0的范围为“3≤D0≤8”,与使用制冷剂R410A时的气体侧制冷剂连通配管的管外径相同。由于上述制冷剂A~D的压力损失等物性与制冷剂R410A近似,因此通过使该气体侧制冷剂连通配管5的管外径为与使用制冷剂R410A时的气体侧制冷剂连通配管的管外径相同的管外径,能够抑制能力的降低。
其中,对于使用第2实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1a的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,空调装置1a的额定制冷能力为25.0kW以上的情况下,D0优选为7(即配管径为7/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力为15.0kW以上且小于25.0kW的情况下,D0优选为6(即配管径为6/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力为6.3kW以上且小于15.0kW的情况下,D0优选为5(即配管径为5/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力小于6.3kW的情况下,D0优选为4(即配管径为1/2英寸),均更优选与使用制冷剂R410A时的气体侧制冷剂连通配管的管外径相同。
(9-2-5)第2实施方式的特征
在上述第2实施方式的空调装置1a中,也与第1实施方式的空调装置1同样地使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制为足够小。
另外,在空调装置1a中,通过使液体侧制冷剂连通配管6的管外径和气体侧制冷剂连通配管5的管外径为规定的范围,即便在使用了上述特定的制冷剂A~D的情况下,也能将能力的降低抑制为较小。
(9-2-6)制冷剂与制冷剂连通配管的管外径的关系
在第2实施方式的空调装置1a中,在使用制冷剂R410A和R32而不是制冷剂A~D的情况下,通常根据额定制冷能力的范围使用下述表29、表30所示的管外径(英寸)的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5。
与此相对,在第2实施方式的空调装置1a中,关于使用了包含1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A(对于制冷剂B~D也相同)的情况下,根据额定制冷能力的范围使用下述表29或表30所示的管外径(英寸)的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5,由此能够将使用包含1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A(对于制冷剂B~D也相同)时的能力的降低抑制为较小。
【表29】
【表30】
此处,在第2实施方式的空调装置1a中,分别使用制冷剂R410A、R32、包含上述1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A,对于使用了具有表30中记载的管外径的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的情况,在图9G中示出液体侧制冷剂连通配管6的制暖运转时的压力损失,在图9H中示出气体侧制冷剂连通配管5的制冷运转时的压力损失。需要说明的是,关于压力损失的计算,使冷凝温度、蒸发温度、冷凝器出口的制冷剂的过冷却度和蒸发器出口的制冷剂的过热度的各控制目标值共通化,基于以与马力相应的额定能力运转时所需要的制冷剂循环量,作为在制冷剂连通配管中产生的制冷剂的压力损失算出。另外,马力的单位为HP。
由该图9G、图9H可知,包含1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A能够使压力损失的行为与制冷剂R410A近似,能够将在空调装置1a中使用制冷剂A时的能力降低抑制为较小。这点对于在包含1,2-二氟乙烯的方面共通的本发明的制冷剂B~D也相同。
(9-2-7)第2实施方式的变形例A
在上述第2实施方式中,以仅设有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并联连接的多个室内单元(不具有室内膨胀阀)。
(9-3)第3实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图9I、作为示意性控制框图构成图的图9J,对作为第3实施方式的制冷循环装置的空调装置1b进行说明。
以下,主要针对第3实施方式的空调装置1b,以与第1实施方式的空调装置1的不同之处为中心进行说明。
在空调装置1b中,在制冷剂回路10中也填充有包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂作为用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂,该制冷剂为上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中填充有该制冷剂以及制冷机油。
(9-3-1)室外单元20
在第3实施方式的空调装置1b的室外单元20中,在上述第1实施方式中的室外单元20中,设有低压储罐26、过冷却热交换器47和过冷却回路46。
低压储罐26设置在从四通切换阀22的连接口之一到压缩机21的吸入侧之间,是能够存积制冷剂的容器。需要说明的是,本实施方式中,其与压缩机21所具有的附属储液器分开设置。需要说明的是,低压储罐26的内容积大于压缩机21附属的附属储液器的内容积,优选为2倍以上。
过冷却热交换器47设置于室外膨胀阀24与液体侧截止阀29之间。
过冷却回路46是按照下述方式延伸的回路,其从室外膨胀阀24与过冷却热交换器47之间的主回路分支,在从四通切换阀22的连接口之一至低压储罐26为止的途中的部分汇合。在过冷却回路46的途中设有使通过的制冷剂减压的过冷却膨胀阀48。流过过冷却回路46并在过冷却膨胀阀48被减压的制冷剂在过冷却热交换器47中与流过主回路侧的制冷剂之间进行热交换。由此,在主回路侧流动的制冷剂进一步被冷却,在过冷却回路46流动的制冷剂蒸发。
第3实施方式的空调装置1b的室外单元20例如可以被称为顶吹型结构,其将空气从下方引入内部并将空气从上方吹出到外部。
(9-3-2)第1室内单元30和第2室内单元35
另外,在第3实施方式的空调装置1b中,代替上述第1实施方式中的室内单元30而具有彼此并列设置的第1室内单元30和第2室内单元35。
第1室内单元30与上述第1实施方式中的室内单元30同样地设有第1室内热交换器31、第1室内风扇32和第1室内单元控制部34,此外,在第1室内热交换器31的液体侧设有第1室内膨胀阀33。第1室内膨胀阀33能够控制阀开度。
第2室内单元35与第1室内单元30同样,具有第2室内热交换器36、第2室内风扇37、第2室内单元控制部39、和设置于第2室内热交换器36的液体侧的第2室内膨胀阀38。第2室内膨胀阀38能够控制阀开度。
需要说明的是,第3实施方式的空调装置1b的第1室内单元30和第2室内单元35的具体结构除了上述第1室内膨胀阀33、第2室内膨胀阀38以外,为与第2实施方式的室内单元30同样的构成。
需要说明的是,第3实施方式的控制器7构成为室外单元控制部27、第1室内单元控制部34和第2室内单元控制部39以能够相互通信的方式连接。
在上述空调装置1b中,在制冷运转模式下,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制冷运转模式下,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38被控制成全开状态。
另外,在制暖运转模式下,第1室内膨胀阀33被控制成通过第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。第2室内膨胀阀38也同样地被控制成通过第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,室外膨胀阀45被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制暖运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
(9-3-3)液体侧制冷剂连通配管6
对于使用第3实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1b的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,和与使用R410A或R32时的管外径的关系无关地能够使D0的范围为“2≤D0≤4”。
另外,对于使用第3实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1b的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的液体侧制冷剂连通配管的管外径)时,D0的范围为“2≤D0≤4”。尽管上述制冷剂A~D与制冷剂R32相比容易产生压力损失,但由于第3实施方式的空调装置1b的液体侧制冷剂连通配管6的管外径为使用制冷剂R32时的管外径以上的尺寸,因此能够抑制能力的降低。其中,对于空调装置1b的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的液体侧制冷剂连通配管的管外径)时,空调装置1b的额定制冷能力大于5.6kW且小于11.2kW的情况下,D0优选为3(即配管径为3/8英寸),空调装置1b的额定制冷能力为6.3kW以上10.0kW以下的情况下,D0更优选为3(即配管径为3/8英寸)。
另外,对于使用第3实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1b的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,D0的范围为“2≤D0≤4”,与使用制冷剂R410A时的液体侧制冷剂连通配管的管外径相同。由于上述制冷剂A~D的压力损失等物性与制冷剂R410A近似,因此通过使该液体侧制冷剂连通配管6的管外径为与使用制冷剂R410A时的液体侧制冷剂连通配管的管外径相同的管外径,能够抑制能力的降低。
其中,对于使用第3实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1b的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,空调装置1b的额定制冷能力为6.3kW以上的情况下,D0优选为3(即配管径为3/8英寸),空调装置1b的额定制冷能力小于6.3kW的情况下,D0优选为2(即配管径为1/4英寸),均更优选与使用制冷剂R410A时的液体侧制冷剂连通配管的管外径相同。
特别是,对于使用第3实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1b的液体侧制冷剂连通配管6来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,空调装置1b的额定制冷能力为12.5kW以上的情况下,D0优选为3(即配管径为3/8英寸),空调装置1b的额定制冷能力为6.3kW以上且小于12.5kW的情况下,D0优选为2.5(即配管径为5/16英寸),空调装置1b的额定制冷能力小于6.3kW的情况下,D0优选为2(即配管径为1/4英寸)。
(9-3-4)气体侧制冷剂连通配管5
对于使用第3实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1b的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,和与使用R410A或R32时的管外径的关系无关地能够使D0的范围为“3≤D0≤8”。
另外,对于使用第3实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1b的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的气体侧制冷剂连通配管的管外径)时,D0的范围为“3≤D0≤8”。尽管上述制冷剂A~D与制冷剂R32相比容易产生压力损失,但由于第3实施方式的空调装置1b的气体侧制冷剂连通配管5的管外径为使用制冷剂R32时的管外径以上的尺寸,因此能够抑制能力的降低。其中,对于空调装置1a的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸(此处,“D0-1/8英寸”是使用制冷剂R32时的气体侧制冷剂连通配管的管外径)时,空调装置1a的额定制冷能力大于22.4kW的情况下,D0优选为7(即配管径为7/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力大于14.0kW且小于22.4kW的情况下,D0优选为6(即配管径为6/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力大于5.6kW且小于11.2kW的情况下,D0优选为5(即配管径为5/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力小于4.5kW的情况下,D0优选为4(即配管径为1/2英寸)。该情况下,空调装置1a的额定制冷能力为25.0kW以上的情况下,D0更优选为7(即配管径为7/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力为15.0kW以上且小于19.0kW的情况下,D0更优选为6(即配管径为6/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力为6.3kW以上且小于10.0kW的情况下,D0更优选为5(即配管径为5/8英寸),空调装置1a的额定制冷能力小于4.0kW的情况下,D0更优选为4(即配管径为1/2英寸)。
另外,对于使用第3实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1b的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,D0的范围为“3≤D0≤8”,与使用制冷剂R410A时的气体侧制冷剂连通配管的管外径相同。由于上述制冷剂A~D的压力损失等物性与制冷剂R410A近似,因此通过使该气体侧制冷剂连通配管5的管外径为与使用制冷剂R410A时的气体侧制冷剂连通配管的管外径相同的管外径,能够抑制能力的降低。
其中,对于使用第3实施方式的上述制冷剂A~D的空调装置1b的气体侧制冷剂连通配管5来说,在将管外径表示为D0/8英寸时,空调装置1b的额定制冷能力为25.0kW以上的情况下,D0优选为7(即配管径为7/8英寸),空调装置1b的额定制冷能力为15.0kW以上且小于25.0kW的情况下,D0优选为6(即配管径为6/8英寸),空调装置1b的额定制冷能力为6.3kW以上且小于15.0kW的情况下,D0优选为5(即配管径为5/8英寸),空调装置1b的额定制冷能力小于6.3kW的情况下,D0优选为4(即配管径为1/2英寸),均更优选与使用制冷剂R410A时的气体侧制冷剂连通配管的管外径相同。
(9-3-5)第3实施方式的特征
在上述第3实施方式的空调装置1b中,也与第1实施方式的空调装置1同样地使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制为足够小。
另外,在空调装置1b中,通过使液体侧制冷剂连通配管6的管外径和气体侧制冷剂连通配管5的管外径为规定的范围,即便在使用了上述特定的制冷剂A~D的情况下,也能将能力的降低抑制为较小。
(9-3-6)制冷剂与制冷剂连通配管的管外径的关系
在第3实施方式的空调装置1b中,在使用制冷剂R410A和R32而不是制冷剂A~D的情况下,通常根据额定制冷能力的范围使用下述表31、表32所示的管外径(英寸)的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5。
与此相对,在第3实施方式的空调装置1b中,关于使用了包含1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A(对于制冷剂B~D也相同)的情况下,根据额定制冷能力的范围使用下述表31或表32所示的管外径(英寸)的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5,由此能够将使用包含1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A(对于制冷剂B~D也相同)时的能力的降低抑制为较小。
【表31】
【表32】
此处,在第3实施方式的空调装置1b中,分别使用制冷剂R410A、R32、包含上述1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A,对于使用了具有表32中记载的管外径的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5的情况,在图9K中示出液体侧制冷剂连通配管6的制暖运转时的压力损失,在图9L中示出气体侧制冷剂连通配管5的制冷运转时的压力损失。需要说明的是,关于压力损失的计算,使冷凝温度、蒸发温度、冷凝器出口的制冷剂的过冷却度和蒸发器出口的制冷剂的过热度的各控制目标值共通化,基于以与马力相应的额定能力运转时所需要的制冷剂循环量,作为在制冷剂连通配管中产生的制冷剂的压力损失算出。另外,马力的单位为HP。
由该图9K、图9L可知,包含1,2-二氟乙烯的本发明的制冷剂A能够使压力损失的行为与制冷剂R410A近似,能够将在空调装置1b中使用制冷剂A时的能力降低抑制为较小。这点对于在包含1,2-二氟乙烯的方面共通的本发明的制冷剂B~D也相同。
(9-4)其他
也可以将上述第1实施方式至第3实施方式和各变形例适当组合来构成空调装置或室外单元。
(10)第10组的技术的实施方式
(10-1)空调机1的构成
图10A是利用了本发明的一实施方式的压缩机100的空调机1的制冷剂回路图。空调机1是具备压缩机100的制冷循环装置。作为采用了压缩机100的空调机1,可以举出“制冷运转专用的空调机”、“制暖运转专用的空调机”以及“使用四通切换阀而能够切换为制冷运转以及制暖运转中的任一者的空调机”等。此处,使用“使用四通切换阀而能够切换为制冷运转以及制暖运转中的任一者的空调机”进行说明。
在图10A中,空调机1具备室内单元2以及室外单元3,室内单元2与室外单元3通过液体制冷剂连通配管4以及气体制冷剂连通配管5连接。如图10A所示,空调机1为分别具有1个室内单元2和室外单元3的配对式。但是,并不限定于此,空调机1也可以是具有2个以上的室内单元2的多联式。
在空调机1中,储液器15、压缩机100、四通切换阀16、室外热交换器17、膨胀阀18、室内热交换器13等设备通过配管连接,从而构成制冷剂回路11。
在本实施方式中,制冷剂回路11中填充有用于进行蒸汽压缩式制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路11中,与该混合制冷剂一起填充有制冷机油。
(10-1-1)室内单元2
搭载于室内单元2的室内热交换器13是由传热管和2个以上的传热翅片构成的交叉翅片式的管片型热交换器。室内热交换器13的液体侧与液体制冷剂连通配管4连接,气体侧与气体制冷剂连通配管5连接,在制冷运转时作为制冷剂的蒸发器发挥作用。
(10-1-2)室外单元3
室外单元3搭载有储液器15、压缩机100、室外热交换器17以及膨胀阀18。
(10-1-2-1)室外热交换器17
室外热交换器17是由传热管和2个以上的传热翅片构成的交叉翅片式的管片型热交换器。室外热交换器17的一侧与从压缩机100排出的制冷剂所流动的排出管24侧连接,另一侧与液体制冷剂连通配管4侧连接。室外热交换器17作为从压缩机100经由排出管24所供给的气体制冷剂的冷凝器发挥作用。
(10-1-2-2)膨胀阀18
膨胀阀18设置在连接室外热交换器17和液体制冷剂连通配管4的配管上。膨胀阀18是用于进行在配管中流动的制冷剂的压力、流量的调节的开度能够调整的电动阀。
(10-1-2-3)储液器15
储液器15设置在将气体制冷剂连通配管5与压缩机100的吸入管23连接的配管。为了防止液体制冷剂被供给到压缩机100,储液器15将从室内热交换器13经由气体制冷剂连通配管5朝向吸入管23的制冷剂分离成气相和液相。向压缩机100供给汇集于储液器15的上部空间的气相的制冷剂。
(10-1-2-4)压缩机100
图10B是一实施方式的压缩机100的纵截面图。在图10B中,压缩机100是涡旋压缩机。压缩机100利用压缩室Sc将经由吸入管23吸入的制冷剂压缩,将压缩后的制冷剂从排出管24排出。需要说明的是,关于压缩机100,在“(10-2)压缩机100的构成”小节进行详细说明。
(10-1-2-5)四通切换阀16
四通切换阀16具有第1至第4阀口。在四通切换阀16中,第1阀口与压缩机100的排出侧连接,第2阀口与压缩机100的吸入侧连接,第3阀口与室外热交换器17的气体侧端部连接,第4阀口与气体侧截止阀Vg连接。
四通切换阀16切换为第1状态(图1的实线所示的状态)和第2状态(图1的虚线所示的状态)。在第1状态的四通切换阀16中,第1阀口与第3阀口连通且第2阀口与第4阀口连通。在第2状态的四通切换阀16中,第1阀口与第4阀口连通且第2阀口与第3阀口连通。
(10-2)压缩机100的构成
如图10B所示,压缩机100具备壳体20、包括静涡旋盘30的压缩机构60、电动机70、曲轴80以及下部轴承90。
以下,为了说明构成部件的位置关系等,有时使用“上”、“下”等表述,此处,将图10B的箭头U的方向称为上,将与箭头U相反的方向称为下。另外,有时使用“垂直”、“水平”、“纵”、“横”等表述,将上下方向作为垂直方向且纵向。
(10-2-1)壳体20
压缩机100具有纵长圆筒状的壳体20。壳体20具有:上下开口的近似圆筒状的圆筒部件21和分别设置于圆筒部件21的上端以及下端的上盖22a以及下盖22b。圆筒部件21与上盖22a以及下盖22b通过焊接而固定以保持气密。
在壳体20收纳有包括压缩机构60、电动机70、曲轴80以及下部轴承90的压缩机100的构成设备。另外,在壳体20的下部形成有贮油空间So。在贮油空间So中积存有用于润滑压缩机构60等的制冷机油O。需要说明的是,制冷机油O是指在“(1-4-1)制冷机油”小节中所说明的制冷机油。
在壳体20的上部,贯通上盖22a而设置有吸入气体制冷剂并向压缩机构60供给气体制冷剂的吸入管23。吸入管23的下端与压缩机构60的静涡旋盘30连接。吸入管23与压缩机构60的压缩室Sc连通。在利用压缩机100压缩前,制冷循环中的低压制冷剂在吸入管23中流动。
在壳体20的圆筒部件21的中间部设置有使排出到壳体20外的制冷剂通过的排出管24。更具体而言,排出管24配置为:壳体20内部的排出管24的端部突出到形成于压缩机构60的固定部件(housing)61下方的高压空间S1。在利用压缩机构60压缩后,制冷循环中的高压制冷剂在喷出管24中流动。
(10-2-2)压缩机构60
如图10B所示,压缩机构60主要具有:固定部件61、配置于固定部件61的上方的静涡旋盘30、以及与静涡旋盘30组合而形成压缩室Sc的动涡旋盘40。
(10-2-2-1)静涡旋盘30
如图10B所示,静涡旋盘30具有:平板状的静侧端板32、从静侧端板32的前面(图10B中的下面)突出的螺旋状的静侧涡卷33、以及包围静侧涡卷33的外缘部34。
在静侧端板32的中央部,在厚度方向上贯通静侧端板32而形成有与压缩机构60的压缩室Sc连通的非圆形形状的排出口32a。被压缩室Sc压缩后的制冷剂从排出口32a排出,通过形成于静涡旋盘30以及固定部件61的未图示的制冷剂通路而流入高压空间S1。
(10-2-2-2)动涡旋盘40
如图10B所示,动涡旋盘40具有:平板状的动侧端板41、从动侧端板41的前面(图10B中的上面)突出的螺旋状的动侧涡卷42、以及从动侧端板41的背面(图10B中的下面)突出的形成为圆筒状的凸缘部43。
静涡旋盘30的静侧涡卷33和动涡旋盘40的动侧涡卷42以静侧端板32的下面与动侧端板41的上面对置的状态组合。在相邻的静侧涡卷33与动侧涡卷42之间形成有压缩室Sc。动涡旋盘40如后述那样相对于静涡旋盘30进行公转,由此压缩室Sc的体积周期性地变化,在压缩机构60中进行制冷剂的吸入、压缩、排出。
凸缘部43是上端被堵住的圆筒状部分。通过将曲轴80的偏心部81插入到凸缘部43的中空部中,动涡旋盘40与曲轴80连结。凸缘部43配置于在动涡旋盘40与固定部件61之间所形成的偏心部空间62。偏心部空间62经由曲轴80的供油路径83等与高压空间S1连通,对偏心部空间62作用高压力。通过该压力,偏心部空间62内的动侧端板41的下面以朝向静涡旋盘30的方式向上方被推压。通过该力,动涡旋盘40密合于静涡旋盘30。
动涡旋盘40经由未图示的十字接头被固定部件61所支撑。十字接头是防止动涡旋盘40的自转而使其公转的部件。通过使用十字接头,当曲轴80旋转时,在凸缘部43与曲轴80连结的动涡旋盘40相对于静涡旋盘30不会自转而是进行公转,压缩室Sc内的制冷剂被压缩。
(10-2-2-3)固定部件61
固定部件61被压入圆筒部件21,在其外周面上遍及整个周向而与圆筒部件21固定。另外,固定部件61和静涡旋盘30以固定部件61的上端面与静涡旋盘30的外缘部34的下面密合的方式通过未图示的螺栓等固定。
在固定部件61形成有:配置为向上面中央部凹陷的凹部61a和配置于凹部61a的下方的轴承部61b。
凹部61a包围配置有动涡旋盘40的凸缘部43的偏心部空间62的侧面。
在轴承部61b配置有对曲轴80的主轴82进行轴支撑的轴承63。轴承63旋转自如地支撑插入到轴承63中的主轴82。
(10-2-3)电动机70
电动机70具有:固定于圆筒部件21的内壁面的环状的定子72、以及隔着微小的间隙(气隙)且旋转自如地收纳在定子72的内侧的转子71。
转子71经由配置为沿圆筒部件21的轴心在上下方向上延伸的曲轴80而与动涡旋盘40连结。通过转子71旋转,动涡旋盘40相对于静涡旋盘30进行公转。
需要说明的是,关于电动机70的详细内容,在“(10-4)电动机70的构成”小节中进行说明。
(10-2-4)曲轴80
曲轴80将电动机70的驱动力传递至动涡旋盘40。曲轴80配置为沿着圆筒部件21的轴心在上下方向上延伸,并将电动机70的转子71与压缩机构60的动涡旋盘40连结。
曲轴80具有:中心轴与圆筒部件21的轴心一致的主轴82、和相对于圆筒部件21的轴心偏心的偏心部81。偏心部81插入到动涡旋盘40的凸缘部43。
主轴82被固定部件61的轴承部61b的轴承63以及下部轴承90以旋转自如的方式支撑。主轴82在轴承部61b与下部轴承90之间与电动机70的转子71连结。
在曲轴80的内部形成有用于向压缩机构60等供给制冷机油O的供油路径83。主轴82的下端位于在壳体20的下部所形成的贮油空间So内,贮油空间So的制冷机油O通过供油路径83被供给到压缩机构60等。
(10-2-5)下部轴承90
下部轴承90配置于电动机70的下方。下部轴承90与圆筒部件21固定。下部轴承90构成曲轴80的下端侧的轴承,以旋转自如的方式支撑曲轴80的主轴82。
(10-3)压缩机100的动作
对压缩机100的动作进行说明。当电动机70工作时,转子71相对于定子72旋转,与转子71固定的曲轴80旋转。当曲轴80旋转时,与曲轴80连结的动涡旋盘40相对于静涡旋盘30进行公转。并且,制冷循环中的低压的气体制冷剂通过吸入管23从压缩室Sc的周缘侧被压缩室Sc吸引。随着动涡旋盘40的公转,吸入管23与压缩室Sc不再连通,随着压缩室Sc的容积减少,压缩室Sc的压力开始上升。
压缩室Sc内的制冷剂随着压缩室Sc的容积减少而被压缩,最终成为高压的气体制冷剂。高压的气体制冷剂从位于静侧端板32的中心附近的排出口32a排出。之后,高压的气体制冷剂通过形成于静涡旋盘30以及固定部件61的未图示的制冷剂通路,流入高压空间S1。流入高压空间S1且由压缩机构60压缩后的、制冷循环中的高压的气体制冷剂从排出管24被排出。
(10-4)电动机70的构成
图10C是被垂直于旋转轴的平面切断的电动机70的截面图。另外,图10D被垂直于旋转轴的平面切断后的转子71的截面图。进一步,图10E是转子71的立体图。
需要说明的是,在图10C~图10E中,关于与转子71连结而用于向外部传递旋转力的轴,省略了图示。在图10C~图10E中,电动机70是永磁铁同步电动机。电动机70具有转子71和定子72。
(10-4-1)定子72
定子72具备主体部725和2个以上的齿部726。主体部725形成为具有比转子71的外周径大的内周径的近似筒状。主体部725是与齿部726一体地将厚度0.05mm以上0.5mm以下的薄的电磁钢板加工为规定的形状并层叠规定的片数而形成的。
2个以上的齿部726在主体部725的内周部沿其周向以位于大致均等间隔的方式突出。各齿部726从主体部725的内周部沿着以旋转轴为中心的圆的径向朝向中心延伸,与转子71隔开规定的间隙对置。
各齿部726在外周侧通过主体部725磁性连结。在各齿部726卷绕有线圈727作为绕线(在图10C中仅示出一个)。在线圈727中流过用于产生使转子71旋转的旋转磁场的3相交流。线圈727的绕线方式没有特别限定,可以是相对于2个以上的齿部726集中卷绕的方式,也可以是分布卷绕的方式。
这些转子71及定子72被组装到壳体20中而被用作旋转电动机使用。
(10-4-2)转子71
转子71的外观形状形成为近似圆柱状,沿其中心轴连结固定有曲轴80的主轴82。转子71具有转子铁芯710和2个以上的永磁铁712。转子71是永磁铁712嵌入转子铁芯710内的嵌入磁铁型转子。
(10-4-2-1)转子铁芯710
转子铁芯710由磁性材料形成为近似圆筒状。通过将厚度为0.05mm以上且0.5mm以下的薄的电磁钢板711加工成规定的形状并层叠规定的片数而形成。作为电磁钢板,为了提高高速旋转时的转子的耐久性,优选拉伸强度为400MPa以上的2个以上的高张力电磁钢板。
沿转子铁芯710的中心轴形成有用于固定曲轴80的主轴82(参照图10B)的轴插入孔719。另外,在转子铁芯710沿着绕旋转轴的周向形成有2个以上的磁铁收纳孔713。
(10-4-2-1-1)磁铁收纳孔713
磁铁收纳孔713是在与以旋转轴为中心的圆的径向大致正交的方向上扁平的长方体形状的空间。磁铁收纳孔713只要是能够埋设永磁铁712的形状,则既可以贯通,也可以具有底。
并且,如图10D所示,各磁铁收纳孔713设置为:相邻的任意两个磁铁收纳孔713呈近似V字形。
(10-4-2-1-2)非磁性空间714
另外,非磁性空间714从磁铁收纳孔713的端部弯曲而朝向转子铁芯710的外周侧延伸。非磁性空间714在产生了退磁场时具有由该退磁场引起的磁通避开永磁铁712而容易通过非磁性空间714的作用,通过非磁性空间714也能够实现退磁防止。
(10-4-2-1-3)桥715
桥715位于非磁性空间714的半径方向外侧而将磁极彼此连结。为了提高高速旋转时的耐久性,将桥715的厚度设定为3mm以上。
需要说明的是,图10C~图10E所示的转子71为一例,并不限于此。
图10F是被垂直于旋转轴的平面切断的其它转子71的截面图。与图10D的转子的不同点在于:在图10D中相邻的任意两个磁铁收纳孔设置为呈近似V字形,而在图10F中相邻的两个一组磁铁收纳孔713设置为呈V字形。
为此,在图10F的转子71中,在转子铁芯710设置有宽度比图10D所示的磁铁收纳孔窄的8个磁铁收纳孔713,相邻的两个一组磁铁收纳孔713呈V字形,形成共4个V字形。并且,1组磁铁收纳孔713所形成的V字形的谷侧通过2个非磁性空间连接而形成1个V字形的非磁性空间714。
外侧的非磁性空间714形成于磁铁收纳孔713的与谷侧相反一侧的端部,并朝向转子铁芯710的外周侧延伸。
另外,磁铁收纳孔713的横向宽度设定为比图10D所示的磁铁收纳孔小,因此,与之相伴,永磁铁712的横向宽度也成形为比图10D所示的永磁铁小。
图10F所示的永磁铁712、磁铁收纳孔713、非磁性空间714以及桥715的动作与图10D所示的永磁铁712、磁铁收纳孔713、非磁性空间714以及桥715相同。
(10-4-2-2)永磁铁712
永磁铁712是以Nd-Fe-B(钕·铁·硼)为主要成分的钕稀土类磁铁。Nd-Fe-B系磁铁的矫顽力受到温度的影响而劣化,因此在压缩机中使用利用了Nd-Fe-B系磁铁的电动机的情况下,因压缩机内的高温气氛(100℃以上),矫顽力降低。
因此,优选永磁铁712通过使重稀土类(例如镝)进行晶界扩散而形成。在使重稀土类进行晶界扩散的晶界扩散法中,将规定的组合物烧结而形成烧结物,在该烧结物上涂布重稀土类加工物后,在比烧结温度低的温度进行热处理,制造永磁铁712。
根据晶界扩散法,能够减少重稀土类的添加量而提高矫顽力。本实施方式的永磁铁712通过含有1质量%以下的镝,而使保持力提高。
另外,在本实施方式中,为了提高永磁铁712的退磁耐力,使永磁铁712的平均结晶粒径为10μm以下,优选为5μm以下。
永磁铁712成型为具有两个主面的厚度均匀的四边形的板状。各磁铁收纳孔713中埋设有1个永磁铁712。如图10D以及图10F所示,埋设于各磁铁收纳孔713的永磁铁712中的、相邻的任意2个永磁铁712呈近似V字形。
永磁铁712的外向面为相对于转子铁芯710产生磁极的磁极面,永磁铁712的内向面是与其相反的反磁极面。另外,若将永磁铁712视为相对于定子72产生磁极的部分,则永磁铁712的周向两端部为磁极端,周向中央部为磁极中心。
在如上所述的永磁铁712的状况下,将永磁铁712的两端部处于磁极的端部附近且靠近气隙的部分称为“接近部分716”。接近部分716是位于V字型的谷间的部分。另外,将永磁铁712中的中间部比接近部分716更接近磁极中心部且远离气隙的部分称为“远方部分717”。
在将线圈727卷绕于各齿部726的集中卷绕类型的电动机70中,线圈727的磁通在最短相邻设置的齿部726中流动。因此,退磁场更强地作用于位于转子铁芯710的表面附近的永磁铁712的接近部分716。因此,在本实施方式中,接近部分716(位于V字形的谷间的部分)的保持力设定为比其它部分高{1/(4π)}×103[A/m]以上,由此抑制了退磁。
因此,若将本方式应用于集中卷绕类型的电动机70,则退磁抑制效果大。
永磁铁712的厚度尺寸与永磁铁712的厚度方向上的磁铁收纳孔713的尺寸形成为实质上相同,永磁铁712的两个主面与磁铁收纳孔713的内表面实质上相接。其结果,能够在永磁铁712与转子铁芯710之间减小磁阻。
需要说明的是,“永磁铁712的两个主面与磁铁收纳孔713的内表面实质上接触的情况”也包括“将永磁铁712插入磁铁收纳孔713时在永磁铁712与磁铁收纳孔713之间产生所需程度的微小的间隙的情况”。
(10-5)特征
(10-5-1)
压缩机100由于电动机70具有包括永磁铁712的转子71,因此适合于能够改变电动机的转速的容量可变型压缩机。该情况下,在使用至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机1中,由于能够根据空调负荷变更发动机转速,因此能够实现压缩机100的高效率化。
(10-5-2)
转子71为嵌入磁铁型转子。嵌入磁铁型转子的永磁铁712嵌入转子71内。
(10-5-3)
转子71是在板厚方向上层叠2个以上的电磁钢板711而形成的。电磁钢板711的厚度为0.05mm以上0.5mm以下。
通常,越使板厚变薄越能够降低涡流损耗,但小于0.05mm则难以进行电磁钢板的加工,若板厚超过0.5mm则从钢板表面的渗硅处理以及用于Si分布优化的扩散处理花费时间,鉴于此,板厚优选为0.05~0.5mm。
(10-5-4)
永磁铁712为Nd-Fe-B系磁铁。其结果,能够实现可增大磁能积的电动机70,能够实现压缩机100的高效率化。
(10-5-5)
永磁铁712是使重稀土类进行晶界扩散而形成的。其结果,永磁铁712的退磁耐力提高,用少量的重稀土类就能够提高永磁铁的保持力,能够实现压缩机100的高效率化。
(10-5-6)
永磁铁712含有1质量%以下的镝。其结果,永磁铁712的保持力提高,因此能够实现压缩机100的高效率化。
(10-5-7)
永磁铁712的平均结晶粒径为10μm以下。其结果,永磁铁712的退磁耐力提高,能够实现压缩机100的高效率化。
(10-5-8)
永磁铁712为平板状,2个以上的永磁铁712以呈V字形的方式嵌入转子71。位于V字型的谷间的部分的保持力被设定为比其它部分高{1/(4π)}×103[A/m]以上。其结果,永磁铁712的退磁被抑制,能够使压缩机100高效率化。
(10-5-9)
转子71是在板厚方向上层叠拉伸强度为400MPa以上的2个以上的高张力电磁钢板而形成的。其结果,高速旋转时的转子71的耐久性提高,因此能够实现压缩机100的高效率化。
(10-5-10)
转子71的桥715的厚度为3mm以上。其结果,高速旋转时的转子的耐久性提高,因此能够实现压缩机的高效率化。
(10-6)变形例
(10-6-1)
转子71可以是在板厚方向上层叠2个以上的板状非晶金属而形成的。在该情况下,由于实现了铁损少且效率高的电动机,因此能够实现压缩机的高效率化。
(10-6-2)
转子71可以是在板厚方向上层叠含有5质量%以上的硅的2个以上的电磁钢板而形成的。在该情况下,通过含有适量的硅而降低了磁滞的电磁钢板,实现了铁损少且效率高的电动机,因此能够实现压缩机的高效率化。
(10-6-3)
在上述实施方式中,转子71以嵌入磁铁型转子进行了说明,但并不限于此。例如,也可以是永磁铁贴附于转子的表面的表面磁铁型转子。
(10-7)第2实施方式的压缩机300的构成
在第1实施方式中,作为压缩机100对涡旋压缩机进行了说明,但压缩机并不限于涡旋压缩机。
图10G是本发明的第2实施方式的压缩机300的纵截面图。在图10G中,压缩机300为旋转压缩机。压缩机300构成上述制冷剂A~D中的任一制冷剂循环的制冷剂回路的一部分。压缩机300压缩制冷剂而排出高压的气体制冷剂。图中的箭头表示制冷剂的流动。
(10-7-1)壳体220
压缩机300具有纵长圆筒状的壳体220。壳体220具有:上下开口的近似圆筒状的圆筒部件221和分别设置于圆筒部件221的上端以及下端的上盖222a以及下盖222b。圆筒部件221与上盖222a以及下盖222b通过焊接而固定以保持气密。
在壳体220收纳有包括压缩机构260、电动机270、曲轴280、上部轴承263以及下部轴承290的压缩机300的构成设备。另外,在壳体220的下部形成有贮油空间So。
在壳体220的下部,贯通圆筒部件221的下部而设置有吸入气体制冷剂并向压缩机构260供给气体制冷剂的吸入管223。吸入管223的一端与压缩机构260的气缸230连接。吸入管223与压缩机构260的压缩室Sc连通。在利用压缩机300压缩前,制冷循环中的低压制冷剂在吸入管223中流动。
在壳体220的上盖222a设置有使排出到壳体220外的制冷剂通过的排出管224。更具体而言,壳体220的内部的排出管224的端部配置在形成于电动机270的上方的高压空间S1。在利用压缩机构260压缩后,制冷循环中的高压制冷剂在喷出管224中流动。
(10-7-2)电动机270
电动机270具有定子272以及转子271。电动机270除了使用于作为旋转压缩机的压缩机300以外,基本上与第1实施方式的电动机70相同,发挥与第1实施方式的电动机70同等的性能、作用/效果。因此,在此省略电动机270的说明。
(10-7-3)曲轴280、上部轴承263、下部轴承290
曲轴280固定于转子271。进一步,曲轴280被上部轴承263以及下部轴承290支撑为能够以旋转轴心Rs为中心旋转。曲轴280具有偏心部241。
(10-7-4)压缩机构260
压缩机构260具有单一的气缸230和设置在该气缸230中的单一的活塞242。气缸230具有规定的容积,并固定于壳体220。
活塞242设置于曲轴280的偏心部241。气缸230以及活塞242限定了压缩室Sc。转子271的旋转经由偏心部241而使活塞242公转。随着该公转,压缩室Sc的容积发生变动,由此气体制冷剂被压缩。
此处,“气缸容积”是指所谓的理论容积,即,相当于在活塞242旋转一圈的期间从吸入管223吸入到气缸230的气体制冷剂的体积。
(10-7-5)贮油空间So
在壳体220的下部设置有贮油空间So。在贮油空间So中积存有用于润滑压缩机构260的制冷机油O。需要说明的是,制冷机油O是指在“(4-1)制冷机油”小节中所说明的制冷机油。
(10-8)压缩机300的动作
对压缩机300的动作进行说明。当电动机270工作时,转子271相对于定子272旋转,与转子271固定的曲轴280旋转。当曲轴280旋转时,与曲轴280连结的活塞242相对于气缸230公转。然后,制冷循环中的低压的气体制冷剂通过吸入管223被吸入至压缩室Sc。随着活塞242公转,吸入管223与压缩室Sc不再连通,随着压缩室Sc的容积减少,压缩室Sc的压力开始上升。
压缩室Sc内的制冷剂随着压缩室Sc的容积减少而被压缩,最终成为高压的气体制冷剂。高压的气体制冷剂从排出口232a排出。之后,高压的气体制冷剂通过定子272与转子271之间的间隙及其它部位,从设置在壳体220的上方的排出管224排出。
(10-9)第2实施方式的特征
(10-9-1)
压缩机300采用与第1实施方式的电动机70同等的电动机270,因此适合于能够改变电动机的转速的容量可变型压缩机。在该情况下,在使用至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机1中,能够根据空调负荷变更电动机转速,因此能够实现压缩机300的高效率化。
(10-9-2)
压缩机300采用与第1实施方式的电动机70同等的电动机270,因此具有第1实施方式的“(10-5)特征”的“(10-5-2)~(10-5-10)的特征”。
(10-9-3)
作为空调机1的压缩机,在使用作为旋转压缩机的压缩机300的情况下,与使用涡旋压缩机的情况相比,能够减少制冷剂填充量,因此适合于使用可燃性制冷剂的空调机。
(10-10)第2实施方式的变形例
压缩机300采用与第1实施方式的电动机70同等的电动机270,因此能够对第1实施方式的“(10-6)变形例”所记载的全部应用变形例。
(10-11)其它实施方式
作为压缩机的形态,只要使用与电动机70同等的电动机,也可以是螺旋压缩机或涡轮压缩机。
(11)第11组的技术的实施方式
(11-1)第1实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图11A、作为示意性控制框图构成图的图11B,对作为第1实施方式的制冷循环装置的空调装置1进行说明。
空调装置1是通过进行蒸气压缩式的制冷循环而调和对象空间的空气的装置。
空调装置1主要具有:室外单元20;室内单元30;连接室外单元20与室内单元30的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5;作为输入装置和输出装置的未图示的遥控器;和控制空调装置1的工作的控制器7。
在空调装置1中,进行下述制冷循环:封入制冷剂回路10内的制冷剂被压缩、冷却或冷凝、减压,在加热或蒸发后,再次被压缩。本实施方式中,在制冷剂回路10中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中填充有该制冷剂以及制冷机油。
(11-1-1)室外单元20
如图11C所示,室外单元20由外观为近似长方体箱状的室外壳体50构成。如图11D所示,该室外单元20利用隔板50a将内部空间左右分割,由此形成送风机室和机械室。
该室外单元20藉由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室内单元30连接,构成了制冷剂回路10的一部分。室外单元20主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室外风扇25、液体侧截止阀29和气体侧截止阀28。
压缩机21是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至高压的设备。此处,作为压缩机21,使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件(省略图示)被压缩机马达旋转驱动的密闭式结构的压缩机。压缩机马达用于使容量变化,能够通过逆变器控制运转频率。需要说明的是,在压缩机21中,在吸入侧设有未图示的附属储液器。
四通切换阀22通过切换连接状态,能够切换将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态和将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态。
室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。室外热交换器23为交叉翅片式的翅片管式热交换器,其具有:在板厚方向上重叠配置的多个传热翅片23a;和贯通固定于多个传热翅片23a的多个传热管23b。本实施方式的室外热交换器23中,没有特别限定,可以具有多个制冷剂流路,以使制冷剂分支成2个以上10个以下的分支而流动。本实施方式的室外热交换器23的多个传热管23b是除了弯曲的部分以外为圆筒形状的配管,由外径为选自由6.35mm、7.0mm、8.0mm和9.5mm组成的组中的一种构成。需要说明的是,外径为6.35mm的传热管23b的壁厚为0.25mm以上0.28mm以下、优选为0.266mm。外径为7.0mm的传热管23b的壁厚为0.26mm以上0.29mm以下、优选为0.273mm。外径为8.0mm的传热管23b的壁厚为0.28mm以上0.31mm以下、优选为0.295mm。外径为9.5mm的传热管23b的壁厚为0.32mm以上0.36mm以下、优选为0.340mm。
室外风扇25将室外的空气吸入室外单元20内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室外风扇25由室外风扇马达旋转驱动。需要说明的是,本实施方式中,室外风扇25仅设有1个。
室外膨胀阀24能够控制阀开度,设置在室外热交换器23的液体侧端部与液体侧截止阀29之间。
液体侧截止阀29是配置于室外单元20中的与液体侧制冷剂连通配管6的连接部分的手动阀。
气体侧截止阀28是配置于室外单元20中的与气体侧制冷剂连通配管5的连接部分的手动阀。
室外单元20具有对构成室外单元20的各部的工作进行控制的室外单元控制部27。室外单元控制部27具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室外单元控制部27经由通信线与各室内单元30的室内单元控制部34连接,进行控制信号等的发送接收。另外,室外单元控制部27与未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
如图11C所示,室外单元20具有设有吹出口52的室外壳体50。室外壳体50为近似长方体形状,能够从背面侧和一个侧面侧(图11C中的左侧)吸入室外的空气,能够经由形成于前面51的吹出口52将通过了室外热交换器23的空气吹出到前侧。室外壳体50的下端部分被底板53覆盖。如图11D所示,在底板53上沿着背面侧和一个侧面侧竖立设有室外热交换器23。该底板53的上表面能够作为排水盘发挥功能。
(11-1-2)室内单元30
室内单元30设置于作为对象空间的室内的壁面等。室内单元30经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
室内单元30具有室内热交换器31、室内风扇32和室内壳体54等。
室内热交换器31的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管5连接。室内热交换器31是在制冷运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。
室内热交换器31具有:在板厚方向上重叠配置的多个传热翅片31a;和贯通固定于多个传热翅片31a的多个传热管31b。本实施方式的室内热交换器31的多个传热管31b为圆筒形状,由外径为选自由4.0mm、5.0mm、6.35mm、7.0mm和8.0mm组成的组中的一种构成。需要说明的是,外径为4.0mm的传热管31b的壁厚为0.24mm以上0.26mm以下、优选为0.251mm。外径为5.0mm的传热管31b的壁厚为0.22mm以上0.25mm以下、优选为0.239mm。外径为6.35mm的传热管31b的壁厚为0.25mm以上0.28mm以下、优选为0.266mm。外径为7.0mm的传热管31b的壁厚为0.26mm以上0.29mm以下、优选为0.273mm。外径为8.0mm的传热管31b的壁厚为0.28mm以上0.31mm以下、优选为0.295mm。
室内风扇32将室内的空气吸入室内单元30的室内壳体54内,在室内热交换器31中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室内风扇32由未图示的室内风扇马达旋转驱动。
如图11E、图11F所示,室内壳体54为内部容纳室内热交换器31、室内风扇32、室内单元控制部34的近似长方体形状的壳体。室内壳体54具有:构成室内壳体54的上端部的顶面55;构成室内壳体54的前部的前面面板56;构成室内壳体54的底部的底面57;吹出口58a;天窗58;与室内的壁面相向的背面59;未图示的左右侧面;等。在顶面55设有在上下方向开口的多个顶面吸入口55a。前面面板56是从顶面55的前侧端部附近向下方扩展的面板。前面面板56在上方部分设有由左右细长的开口构成的前面吸入口56a。室内的空气经由这些顶面吸入口55a和前面吸入口56a被吸入到室内壳体54内的由收纳有室内热交换器31和室内风扇32的空间构成的通风路径。底面57在室内热交换器31、室内风扇32的下方大致水平地扩展。吹出口58a在作为前面面板56的下方且底面57的前侧的室内壳体54的前侧下方朝向前侧下方开口。
另外,室内单元30具有对构成室内单元30的各部的工作进行控制的室内单元控制部34。室内单元控制部34具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室内单元控制部34经由通信线与室外单元控制部27连接,进行控制信号等的发送接收。
室内单元控制部34与设置在室内单元30内的未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(11-1-3)控制器7的详细情况
在空调装置1中,室外单元控制部27和室内单元控制部34经由通信线连接,由此构成对空调装置1的工作进行控制的控制器7。
控制器7主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,由控制器7进行的各种处理、控制通过室外单元控制部27和/或室内单元控制部34所包含的各部一体地发挥功能来实现。
(11-1-4)运转模式
以下,对运转模式进行说明。
作为运转模式,设有制冷运转模式和制暖运转模式。
控制器7基于从遥控器等接收到的指示,判断是制冷运转模式还是制暖运转模式,并执行。
(11-1-4-1)制冷运转模式
在空调装置1中,在制冷运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室内热交换器31的顺序循环。
更具体而言,若开始制冷运转模式,则在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21并被压缩后排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的冷却负荷相应的容量控制。从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22流入室外热交换器23的气体侧端。
流入室外热交换器23的气体侧端的气体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外侧空气进行热交换而冷凝,成为液体制冷剂而从室外热交换器23的液体侧端流出。
从室外热交换器23的液体侧端流出的制冷剂在通过室外膨胀阀24时被减压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂经由液体侧截止阀29和液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室内热交换器31的气体侧端流出。从室内热交换器31的气体侧端流出的气体制冷剂流向气体侧制冷剂连通配管5。
在气体侧制冷剂连通配管5中流动的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22而再次被吸入压缩机21。
(11-1-4-2)制暖运转模式
在空调装置1中,在制暖运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室内热交换器31、室外膨胀阀24、室外热交换器23的顺序进行循环。
更具体而言,若开始制暖运转模式,则在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21而被压缩后被排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的制暖负载相应的容量控制。从压缩机21排出的气体制冷剂在流过四通切换阀22和气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而冷凝,成为气液二相状态的制冷剂或液体制冷剂而从室内热交换器31的液体侧端流出。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂流向液体侧制冷剂连通配管6。
在液体侧制冷剂连通配管6中流动的制冷剂在液体侧截止阀29、室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流入室外热交换器23的液体侧端。
从室外热交换器23的液体侧端流入的制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室外热交换器23的气体侧端流出。
从室外热交换器23的气体侧端流出的制冷剂经由四通切换阀22再次被吸入压缩机21。
(11-1-5)第1实施方式的特征
在上述空调装置1中,由于使用了包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制为足够小。
另外,在空调装置1所具有的室外单元20的室外热交换器23中,使用了配管径为6.35mm以上的传热管23b。因此,即便在使用了与R32相比容易发生压力损失的上述制冷剂的情况下,也能减小通过传热管23b时的压力损失。并且,即便在流过室外热交换器23的制冷剂的温度发生变化(温度滑移)的情况下,也能将其程度抑制为较小。此外,在室外热交换器23中,使用了配管径小于10.0mm的传热管23b。因此,能够将在室外热交换器23中保持的制冷剂量抑制为较少。
另外,在空调装置1所具有的室内单元30的室内热交换器31中,使用了配管径为4.0mm以上的传热管31b。因此,即便在使用了与R32相比容易发生压力损失的上述制冷剂的情况下,也能减小通过传热管31b时的压力损失。因此,即便在使用了与R32相比容易发生压力损失的上述制冷剂的情况下,也能减小通过传热管31b时的压力损失。并且,即便在流过室内热交换器31的制冷剂的温度发生变化(温度滑移)的情况下,也能将其程度抑制为较小。此外,在室内热交换器31中也使用了配管径小于10.0mm的传热管31b。因此,能够将在室内热交换器31中保持的制冷剂量抑制为较少。
(11-1-6)第1实施方式的变形例A
上述第1实施方式中,以仅设有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并联连接的多个室内单元(不具有室内膨胀阀)。
(11-2)第2实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图11G、作为示意性控制框图构成图的图11H,对作为第2实施方式的制冷循环装置的空调装置1a进行说明。
以下,主要对第2实施方式的空调装置1a与第1实施方式的空调装置1的不同之处为中心进行说明。
在空调装置1a中,在制冷剂回路10中也填充有包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂作为用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂,该制冷剂为上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中填充有该制冷剂以及制冷机油。
(11-2-1)室外单元20
在第2实施方式的空调装置1a的室外单元20中,作为室外风扇25,设有第1室外风扇25a和第2室外风扇25b。空调装置1a的室外单元20的室外热交换器23确保了大的热交换面积,以应对从第1室外风扇25a和第2室外风扇25b接受到的空气流。
在空调装置1a的室外单元20中,代替上述第1实施方式中的室外单元20的室外膨胀阀24,从室外热交换器23的液体侧至液体侧截止阀29之间,依次设有第1室外膨胀阀44、中压储罐41、第2室外膨胀阀45。第1室外膨胀阀44和第2室外膨胀阀45能够控制阀开度。中压储罐41为下述容器:从第1室外膨胀阀44侧延伸的配管的端部和从第2室外膨胀阀45侧延伸的配管的端部这两者位于内部空间,其能够存积制冷剂。
如图11I所示,第2实施方式的室外单元20具有下述结构(所谓的箱型结构):利用铅直延伸的隔板66将近似长方体箱状的壳体60的内部空间左右分割,由此形成送风机室和机械室。
在壳体60内的送风机室配置有室外热交换器23、室外风扇25(第1室外风扇25a和第2室外风扇25b)等,在壳体60内的机械室配置有压缩机21、四通切换阀22、第1室外膨胀阀44、第2室外膨胀阀45、中压储罐41、气体侧截止阀28、液体侧截止阀29、构成室外单元控制部27的电器设备单元27a等。
壳体60主要具有底板63、顶板64、左前板61、左侧板(未图示)、右前板(未图示)、右侧板65、隔板66等。底板63构成了壳体60的底面部分。顶板64构成了室外单元20的顶面部分。左前板61主要构成了壳体60的左前面部分,并形成有在前后方向开口且上下排列的第1吹出口62a和第2吹出口62b。由第1室外风扇25a从壳体60的背面侧和左侧面侧吸入内部的空气且通过了室外热交换器23的上方部分的空气主要通过第1吹出口62a。由第2室外风扇25b从壳体60的背面侧和左侧面侧吸入内部的空气且通过了室外热交换器23的下方部分的空气主要通过第2吹出口62b。在第1吹出口62a和第2吹出口62b分别设有风扇格栅。左侧板主要构成了壳体60的左侧面部分,也能作为吸入到壳体60内的空气的吸入口发挥功能。右前板主要构成了壳体60的右前面部分和右侧面的前侧部分。右侧板65主要构成了壳体60的右侧面的后侧部分和背面的右侧部分。隔板66是配置在底板63上的铅直延伸的板状部件,其将壳体60的内部空间分割成送风机室和机械室。
例如如图11J所示,室外热交换器23为交叉翅片式的翅片管式热交换器,其具有:在板厚方向上重叠配置的多个传热翅片23a;和贯通固定于多个传热翅片23a的多个传热管23b。该室外热交换器23沿着壳体60的左侧面和背面以俯视时呈L字形的方式配置于送风机室内。在本实施方式的室外热交换器23中,没有特别限定,可以具有多个制冷剂流路,以使制冷剂分支成10个以上20个以下的分支而流动。本实施方式的室外热交换器23的多个传热管23b是除了弯曲的部分以外为圆筒形状的配管,由外径为选自由6.35mm、7.0mm、8.0mm和9.5mm组成的组中的一种构成。需要说明的是,传热管23b的外径与壁厚的关系与上述第1实施方式相同。
压缩机21在壳体60的机械室内载置于底板63上,并用螺栓固定。
气体侧截止阀28和液体侧截止阀29在壳体60的机械室内配置于压缩机21的上端附近的高度位置且为右前方的角部附近。
电器设备单元27a在壳体60的机械室内配置于气体侧截止阀28和液体侧截止阀29两者的上方的空间。
在上述空调装置1a中,在制冷运转模式下,第1室外膨胀阀44例如被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,第2室外膨胀阀45例如被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
另外,在制暖运转模式下,第2室外膨胀阀45例如被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,第1室外膨胀阀44例如被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
(11-2-2)室内单元30
第2实施方式的室内单元30通过悬挂在作为对象空间的室内的上方空间而设置,或者设置在天花板面。室内单元30藉由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成了制冷剂回路10的一部分。
室内单元30具有室内热交换器31、室内风扇32和室内壳体70等。
如图11K、图11L所示,室内壳体70具有壳体主体71和装饰面板72。壳体主体71的下方开口,在内部容纳室内热交换器31、室内风扇32等。装饰面板72覆盖壳体主体71的下表面,具有吸入口72a、多个折叶72b、多个吹出口72c等。从吸入口72a吸入的室内空气在通过过滤器73后,由喇叭口74引入室内风扇32的吸入侧。由室内风扇32送出的空气通过配置于排水盘75上的室内热交换器31,并通过设置在排水盘75的周围的流路后,从吹出口72c被吹出到室内。
第2实施方式的室内热交换器31设置成在俯视时从周围包围室内风扇32的近似四边形状。该室内热交换器31具有:在板厚方向上重叠配置的多个传热翅片31a;和贯通固定于多个传热翅片31a的多个传热管31b。需要说明的是,第2实施方式的室内热交换器31的多个传热管31b为圆筒形状,由外径为选自由4.0mm、5.0mm、6.35mm、7.0mm、8.0mm和9.5mm组成的组中的一种构成。需要说明的是,外径为9.5mm的传热管31b的壁厚为0.32mm以上0.36mm以下、优选为0.340mm。需要说明的是,关于其他传热管31b的外径与壁厚的关系与上述第1实施方式相同。
(11-2-3)第2实施方式的特征
在上述第2实施方式的空调装置1a中,也与第1实施方式的空调装置1同样地使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制为足够小。
另外,在空调装置1a所具有的室外单元20的室外热交换器23中,关于与R32相比容易发生压力损失的上述制冷剂,能够减小通过传热管23b时的压力损失,即便在流过室外热交换器23的制冷剂的温度发生变化(温度滑移)的情况下,也能将其程度抑制为较小。此外,能够将在室外热交换器23中保持的制冷剂量抑制为较少。
另外,在空调装置1a所具有的室内单元30的室内热交换器31中,即便在使用了与R32相比容易发生压力损失的上述制冷剂的情况下,关于与R32相比容易发生压力损失的上述制冷剂,也能够减小通过传热管31b时的压力损失,即便在流过室内热交换器31的制冷剂的温度发生变化(温度滑移)的情况下,也能将其程度抑制为较小。此外,能够将在室内热交换器31中保持的制冷剂量抑制为较少。
(11-2-4)第2实施方式的变形例A
在上述第2实施方式中,以仅设有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并联连接的多个室内单元(不具有室内膨胀阀)。
(11-3)第3实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图11M、作为示意性控制框图构成图的图11N,对作为第3实施方式的制冷循环装置的空调装置1b进行说明。
以下,主要对第3实施方式的空调装置1b与第1实施方式的空调装置1的不同之处为中心进行说明。
在空调装置1b中,在制冷剂回路10中也填充有包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂作为用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂,该制冷剂为上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中填充有该制冷剂以及制冷机油。
(11-3-1)室外单元20
在第3实施方式的空调装置1b的室外单元20中,在上述第1实施方式中的室外单元20中,设有低压储罐26、过冷却热交换器47和过冷却回路46。
低压储罐26设置在从四通切换阀22的连接口之一到压缩机21的吸入侧之间,是能够存积制冷剂的容器。需要说明的是,本实施方式中,其与压缩机21所具有的附属储液器分开设置。
过冷却热交换器47设置在室外膨胀阀24与液体侧截止阀29之间。
过冷却回路46是按照下述方式延伸的回路,其从室外膨胀阀24与过冷却热交换器47之间的主回路分支,在从四通切换阀22的连接口之一至低压储罐26为止的途中的部分汇合。在过冷却回路46的途中设有使通过的制冷剂减压的过冷却膨胀阀48。流过过冷却回路46并在过冷却膨胀阀48被减压的制冷剂在过冷却热交换器47中在与流过主回路侧的制冷剂之间进行热交换。由此,在主回路侧流动的制冷剂进一步被冷却,在过冷却回路46流动的制冷剂蒸发。
以下,参照图11O的外观立体图、图11P的分解立体图,对第3实施方式的空调装置1b的室外单元20的详细结构进行说明。
空调装置1b的室外单元20被称为顶吹型结构,其将空气从下方引入室外壳体80内并将空气从上方吹出到室外壳体80外。
室外壳体80主要具有:架设在沿左右方向延伸的一对安装腿82上的底板83;从底板83的角部沿铅直方向延伸的支柱84;前面面板81;和风扇模块85。底板83形成了室外壳体80的底面,被分成左侧的第1底板83a和右侧的第2底板83b。前面面板81在风扇模块85的下方架设在前面侧的支柱84间,构成了室外壳体80的前面。在室外壳体80内的风扇模块85的下方且底板83上方的空间,配置有压缩机21、室外热交换器23、低压储罐26、四通切换阀22、室外膨胀阀24、过冷却热交换器47、过冷却膨胀阀48、过冷却回路46、气体侧截止阀28、液体侧截止阀29、室外单元控制部27等。室外热交换器23在俯视时呈近似U字形,其面对室外壳体80的风扇模块85的下方的部分中的背面和左右两侧面,实质上形成了室外壳体80的背面和左右两侧面。该室外热交换器23沿着底板83的左侧边缘部、后侧边缘部、右侧边缘部之上配置。第3实施方式的室外热交换器23为交叉翅片式的翅片管式热交换器,其具有:在板厚方向上重叠配置的多个传热翅片23a;和贯通固定于多个传热翅片23a的多个传热管23b。在本实施方式的室外热交换器23中,没有特别限定,可以具有多个制冷剂流路,以使制冷剂分支成20个以上40个以下的分支而流动。第3实施方式的室外热交换器23的多个传热管23b是除了弯曲的部分以外为圆筒形状的配管,由外径为选自由7.0mm、8.0mm和9.5mm组成的组中的一种构成。需要说明的是,传热管23b的外径与壁厚的关系与上述第1实施方式相同。
风扇模块85设置于室外热交换器23的上侧,具有室外风扇25和未图示的喇叭口等。室外风扇25以旋转轴为铅直方向的姿态配置。
通过上述结构,室外风扇25形成的空气流从室外热交换器23的周围通过室外热交换器23而流入室外壳体80内部,经由在室外壳体80的上端面沿上下方向贯通设置的吹出口86被吹出到上方。
(11-3-2)第1室内单元30和第2室内单元35
另外,在第3实施方式的空调装置1b中,代替上述第1实施方式中的室内单元30而具有彼此并列设置的第1室内单元30和第2室内单元35。
第1室内单元30与上述第1实施方式中的室内单元30同样地设有第1室内热交换器31、第1室内风扇32和第1室内单元控制部34,此外,在第1室内热交换器31的液体侧设有第1室内膨胀阀33。第1室内膨胀阀33能够控制阀开度。
第2室内单元35与第1室内单元30同样,具有第2室内热交换器36、第2室内风扇37、第2室内单元控制部39、和设置于第2室内热交换器36的液体侧的第2室内膨胀阀38。第2室内膨胀阀38能够控制阀开度。
需要说明的是,第3实施方式的空调装置1b的第1室内单元30和第2室内单元35的具体结构除了上述第1室内膨胀阀33、第2室内膨胀阀38以外,为与第2实施方式的室内单元30同样的构成。需要说明的是,第1室内热交换器31和第2室内热交换器36均具有为圆筒形状的多个传热管,由传热管的外径为选自由4.0mm、5.0mm、6.35mm、7.0mm、8.0mm和9.5mm组成的组中的一种构成。需要说明的是,传热管23b的外径与壁厚的关系与上述第2实施方式相同。
需要说明的是,第3实施方式的控制器7构成为室外单元控制部27、第1室内单元控制部34和第2室内单元控制部39以能够相互通信的方式连接。
在上述空调装置1b中,在制冷运转模式下,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制冷运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制冷运转模式下,第1室内膨胀阀33和第2室内膨胀阀38被控制成全开状态。
另外,在制暖运转模式下,第1室内膨胀阀33被控制成通过第1室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。第2室内膨胀阀38也同样地被控制成通过第2室内热交换器36的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。另外,在制暖运转模式下,室外膨胀阀45被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。需要说明的是,在制暖运转模式下,过冷却膨胀阀48被控制成压缩机21吸入的制冷剂的过热度满足规定的条件。
(11-3-3)第3实施方式的特征
在上述第3实施方式的空调装置1b中,也与第1实施方式的空调装置1同样地使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,因此能够将GWP抑制为足够小。
另外,在空调装置1b所具有的室外单元20的室外热交换器23中,关于与R32相比容易发生压力损失的上述制冷剂,也能够减小通过传热管23b时的压力损失,即便在流过室外热交换器23的制冷剂的温度发生变化(温度滑移)的情况下,也能将其程度抑制为较小。此外,能够将在室外热交换器23中保持的制冷剂量抑制为较少。
另外,在空调装置1b所具有的室内单元30的室内热交换器31中,即便在使用了与R32相比容易发生压力损失的上述制冷剂的情况下,关于与R32相比容易发生压力损失的上述制冷剂,也能够减小通过传热管31b时的压力损失,即便在流过室内热交换器31的制冷剂的温度发生变化(温度滑移)的情况下,也能将其程度抑制为较小。此外,能够将在室内热交换器31中保持的制冷剂量抑制为较少。
(11-4)其他
也可以将上述第1实施方式至第3实施方式和各变形例适当组合来构成空调装置或室外单元。
(12)第12组的技术的实施方式
(12-1)空调机1的结构
图12A是利用了本发明的一实施方式的压缩机100的空调机1的制冷剂回路图。空调机1是具备压缩机100的制冷循环装置。作为采用了压缩机100的空调机1,可以举出“制冷运转专用的空调机”、“制暖运转专用的空调机”以及“使用四通切换阀而能够切换为制冷运转以及制暖运转中的任一者的空调机”等。此处,使用“使用四通切换阀而能够切换为制冷运转以及制暖运转中的任一者的空调机”进行说明。
在图12A中,空调机1具备室内单元2以及室外单元3,室内单元2与室外单元3通过液体制冷剂连通配管4以及气体制冷剂连通配管5连接。如图12A所示,空调机1为分别具有1个室内单元2和室外单元3的配对式。但是,并不限定于此,空调机1也可以是具有2个以上的室内单元2的多联式。
在空调机1中,储液器15、压缩机100、四通切换阀16、室外热交换器17、膨胀阀18、室内热交换器13等设备通过配管连接,从而构成制冷剂回路11。
在本实施方式中,制冷剂回路11中填充有用于进行蒸汽压缩式制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路11中,与该混合制冷剂一起填充有制冷机油。
(12-1-1)室内单元2
搭载于室内单元2的室内热交换器13是由传热管和2个以上的传热翅片构成的交叉翅片式的管片型热交换器。室内热交换器13的液体侧与液体制冷剂连通配管4连接,气体侧与气体制冷剂连通配管5连接,在制冷运转时作为制冷剂的蒸发器发挥作用。
(12-1-2)室外单元3
室外单元3搭载有储液器15、压缩机100、室外热交换器17以及膨胀阀18。
(12-1-2-1)室外热交换器17
室外热交换器17是由传热管和2个以上的传热翅片构成的交叉翅片式的管片型热交换器。室外热交换器17的一侧与从压缩机100排出的制冷剂所流动的排出管24侧连接,另一侧与液体制冷剂连通配管4侧连接。室外热交换器17作为从压缩机100经由排出管24所供给的气体制冷剂的冷凝器发挥作用。
(12-1-2-2)膨胀阀18
膨胀阀18设置在连接室外热交换器17和液体制冷剂连通配管4的配管上。膨胀阀18是用于进行在配管中流动的制冷剂的压力、流量的调节的开度能够调整的电动阀。
(12-1-2-3)储液器15
储液器15设置在将气体制冷剂连通配管5与压缩机100的吸入管23连接的配管。为了防止液体制冷剂被供给到压缩机100,储液器15将从室内热交换器13经由气体制冷剂连通配管5朝向吸入管23的制冷剂分离成气相和液相。向压缩机100供给汇集于储液器15的上部空间的气相的制冷剂。
(12-1-2-4)压缩机100
图12B是本发明的一实施方式的压缩机100的纵截面图。在图12B中,压缩机100是涡旋压缩机。压缩机100利用压缩室Sc将经由吸入管23吸入的制冷剂压缩,将压缩后的制冷剂从排出管24排出。需要说明的是,关于压缩机100,在“(12-2)压缩机100的构成”小节进行详细说明。
(12-1-2-5)四通切换阀16
四通切换阀16具有第1至第4阀口。在四通切换阀16中,第1阀口与压缩机100的排出侧连接,第2阀口与压缩机100的吸入侧连接,第3阀口与室外热交换器17的气体侧端部连接,第4阀口与气体侧截止阀Vg连接。
四通切换阀16切换为第1状态(图12A的实线所示的状态)和第2状态(图12A的虚线所示的状态)。在第1状态的四通切换阀16中,第1阀口与第3阀口连通且第2阀口与第4阀口连通。在第2状态的四通切换阀16中,第1阀口与第4阀口连通且第2阀口与第3阀口连通。
(12-2)压缩机100的构成
压缩机100与蒸发器、冷凝器、膨胀机构等一起构成制冷剂回路,起到对该制冷剂回路中的气体制冷剂进行压缩的作用。如图12B所示,压缩机100主要由纵长圆筒状的密闭圆顶型的壳体20、电动机70、压缩机构60、十字环39、下部轴承90、吸入管23以及排出管24构成。
(12-2-1)壳体20
壳体20具有:近似圆筒状的圆筒部件21、以气密状焊接在圆筒部件21的上端部的碗状的上盖22a、以及以气密状焊接在圆筒部件21的下端部的碗状的下盖22b。
壳体20主要收纳有压缩气体制冷剂的压缩机构60和配置于压缩机构60的下方的电动机70。压缩机构60和电动机70通过在壳体20内配置为沿上下方向延伸的曲轴80连结。在压缩机构60与电动机70之间产生间隙空间68。
另外,在壳体20的下部形成有贮油空间So。在贮油空间So中积存有用于润滑压缩机构60等的制冷机油O。需要说明的是,制冷机油O是指在“(1-4-1)制冷机油”小节中所说明的制冷机油。
在曲轴80的内部形成有用于向压缩机构60等供给制冷机油O的供油路径83。曲轴80的主轴82的下端位于在壳体20的下部所形成的贮油空间So内,贮油空间So的制冷机油O通过供油路径83被供给到压缩机构60等。
(12-2-2)电动机70
电动机70是感应电动机,主要由固定于壳体20的内壁面的环状的定子72、以及在定子72的内侧具有微小的间隙(气隙)且以旋转自如的方式收纳的转子71构成。
电动机70配置为:形成于定子72的上侧的线圈727的线圈端部的上端为与固定部件61的轴承部61b的下端大致相同的高度位置。
在定子72,在齿部卷绕有铜线,在上方以及下方形成有线圈727的线圈端部。
转子71通过以沿上下方向延伸的方式配置于圆筒部件21的轴心的曲轴80而与压缩机构60的动涡旋盘40驱动连结。另外,在间隙空间68配设有引导板58,该引导板58将从连通通路46的出口49流出的制冷剂引向电动机冷却通路55。
定子72是所谓的分布卷绕定子,其具有为铁心的主体部725和卷绕于主体部725的线圈727。另外,在主体部725的上部以及下部形成有缩颈部727a,该缩颈部727a是比主体部725的外周面向内侧凹陷的线圈727的缩颈部分。
需要说明的是,关于电动机70的详细内容,在“(12-4)电动机70的构成”小节中进行说明。
(12-2-3)压缩机构60
如图12B所示,压缩机构60主要由固定部件61、密合于固定部件61的上方配置的静涡旋盘30、以及与静涡旋盘30啮合的动涡旋盘40构成。
(12-2-3-1)静涡旋盘30
如图12B所示,静涡旋盘30主要由端板34和形成于端板34的下面的漩涡状(渐开状)的涡卷33构成。
在端板34形成有与压缩室Sc连通的排出孔341和与排出孔341连通的扩大凹部342。排出孔341形成为在端板34的中央部分沿上下方向延伸。
放大凹部342由在端板34的上面沿水平方向扩展的凹部构成。并且,在静涡旋盘30的上面,盖体344通过螺栓344a紧固固定,以堵住该放大凹部342。并且,通过将盖体344覆盖在扩大凹部342,从而形成了由使压缩机构60的运转音消音的膨胀室构成的消音空间345。
(12-2-3-2)动涡旋盘40
如图12B所示,动涡旋盘40主要由端板41、形成于端板41的上面的漩涡状(渐开状)的涡圈42、以及形成于端板41的下面的凸缘部43构成。
动涡旋盘40是外驱动的动涡旋盘。即,动涡旋盘40具有与曲轴80的外侧嵌合的凸缘部43。
通过将十字环39嵌入形成于端板41的槽部,从而动涡旋盘40被固定部件61所支承。另外,曲轴80的上端嵌入凸缘部43。动涡旋盘40通过如此组装于压缩机构60,从而不会因曲轴80的旋转而自转,而是在固定部件61内进行公转。并且,动涡旋盘40的涡卷42与静涡旋盘30的涡卷33啮合,在两涡卷33、42的接触部之间形成有压缩室Sc。在压缩室Sc,随着动涡旋盘40的公转,两涡卷33、42之间的容积朝向中心收缩。由此,能够对气体制冷剂进行压缩。
(12-2-3-3)固定部件61
固定部件61在其外周面遍及整个周向被压入固定于圆筒部件21。即,圆筒部件21与固定部件61在整周以气密状密合。因此,壳体20的内部被划分为固定部件61下方的高压空间和固定部件61上方的低压空间。另外,在该固定部件61形成有凹设于上面中央的固定部件凹部61a和从下面中央向下方延伸设置的轴承部61b。在轴承部61b形成有沿上下方向贯通的轴承孔63,曲轴80通过轴承孔63旋转自如地被嵌入。
(12-2-4)十字环39
十字环39是用于防止动涡旋盘40的自转运动的部件,其嵌入在固定部件61所形成的十字槽(未图示)。需要说明的是,该十字槽为长圆形状的槽,在固定部件61中配设在彼此相对的位置。
(12-2-5)下部轴承90
下部轴承90配设于电动机70的下方的下部空间。该下部轴承90固定于圆筒部件21,并且构成曲轴80的下端侧轴承,对曲轴80进行支撑。
(12-2-6)吸入管23
吸入管23是用于将制冷剂回路的制冷剂引导至压缩机构60的部件,以气密状嵌入壳体20的上盖22a。吸入管23在上下方向贯通低压空间S1,并且内端部嵌入静涡旋盘30。
(12-2-7)排出管24
排出管24是用于使壳体20内的制冷剂排出到壳体20外的部件,以气密状嵌入壳体20的圆筒部件21。而且,该排出管24具有:形成为沿上下方向延伸的圆筒形状且固定于固定部件61的下端部的内端部36。需要说明的是,排出管24的内端开口、即流入口向下开口。
(12-3)压缩机100的动作
当电动机70被驱动时,曲轴80旋转,动涡旋盘40不进行自转,而是进行公转运转。于是,低压的气体制冷剂通过吸入管23从压缩室Sc的周缘侧被吸引至压缩室Sc,并随着压缩室Sc的容积变化而被压缩,成为高压的气体制冷剂。
高压的气体制冷剂从压缩室Sc的中央部通过排除孔341向消音空间345排出,之后,通过连通通路46、涡旋盘侧通路47、固定部件侧通路48、出口49向间隙空间68流出,在引导板58与圆筒部件21的内面之间向下侧流动。
气体制冷剂在引导板58与圆筒部件21的内面之间向下侧流动时,一部分分流而在引导板58与电动机70之间沿圆周方向流动。需要说明的是,此时,混入气体制冷剂中的润滑油被分离。
另一方面,分流后的气体制冷剂的其它部分在电动机冷却通路55中向下侧流动,并在流动至电动机下部空间之后,反转而向上方流过定子72与转子71之间的气隙通路、或者与连通通路46相对的一侧(图12B中的左侧)的电动机冷却通路55。
之后,通过了引导板58的气体制冷剂与流过气隙或电动机冷却通路55的气体制冷剂在间隙空间68汇合,从排出管24的内端部36流入排出管24,排出到壳体20外。
然后,被排出到壳体20外的气体制冷剂在制冷剂回路中循环后,再次通过吸入管23被吸入压缩机构60并被压缩。
(12-4)电动机70的构成
图12C是被垂直于旋转轴的平面切断的电动机70的截面图。另外,图12D是被垂直于旋转轴的平面切断的转子71的截面图。进一步,图12E是转子71的立体图。
需要说明的是,在图12C~图12E中,关于与转子71连结而用于向外部传递旋转力的轴,省略了图示。在图12C~图12E中,电动机70为感应电动机。电动机70具有转子71和定子72。
(12-4-1)定子72
定子72具备主体部725和2个以上的齿部726。主体部725形成为具有比转子71的外周径大的内周径的近似筒状。主体部725是将厚度0.05mm以上0.5mm以下的薄的电磁钢板加工为规定的形状并层叠规定的片数而形成的。
2个以上的齿部726在主体部725的内周部沿其周向以位于大致均等间隔的方式突出。各齿部726从主体部725的内周部沿着以旋转轴为中心的圆的径向朝向中心延伸,与转子71隔开规定的间隙对置。
各齿部726在外周侧通过主体部725磁性连结。在各齿部726卷绕有线圈727作为绕线(在图12C中仅示出一个)。在线圈727中流过用于产生使转子71旋转的旋转磁场的3相交流。线圈727的绕线方式没有特别限定,可以是相对于2个以上的齿部726集中卷绕的方式,也可以是分布卷绕的方式。
这些转子71及定子72被组装到壳体20中而被用作旋转电动机使用。
(12-4-2)转子71
转子71为笼型转子。转子71形成为近似圆柱状的外观形状,沿其中心轴连结固定有曲轴80的主轴82。转子71具有转子铁芯710、2个以上的导体棒716以及端环717。
(12-4-2-1)转子铁芯710
转子铁芯710由磁性材料形成为近似圆筒状。通过将厚度为0.05mm以上且0.5mm以下的薄的电磁钢板加工成规定的形状并如图12E所示层叠规定的片数而形成。
作为电磁钢板,为了提高高速旋转时的转子的耐久性,优选拉伸强度为400MPa以上的2个以上的高张力电磁钢板。如图12D所示,转子铁芯710具有2个以上的导体棒形成孔718和轴插入孔719。
在一片电磁钢板711,在中央设置有“平面形状与轴插入孔719相同的孔”,并且隔着规定间隔还设置有“平面形状与导体棒形成孔718相同的孔”。以[平面形状与导体棒形成孔718相同的孔]偏离规定角度的状态对电磁钢板711进行层叠,由此形成导体棒形成孔718和轴插入孔719。导体棒形成孔718是用于在转子铁芯710内成型导体棒716的孔。需要说明的是,在图12E中仅记载了一部分的导体棒716和导体棒形成孔718。
轴插入孔719是用于沿着转子铁芯710的中心轴对曲轴80的主轴82(参照图12B)进行固定的孔。
(12-4-2-2)导体棒716和端环717
填充在导体棒形成孔718中的导体棒716和从两端夹着转子铁芯710的端环717一体成型。例如,在采用铝或铝合金作为导体的情况下,在将转子铁芯710安装于铝压铸模具后,将熔融的铝或铝合金压入模具内,从而一体地成型。
由此,可实现笼型转子71,该笼型转子71具有:配置成环状的2个以上的导体棒716和使2个以上的导体棒716在轴向的端部短路的端环717。
(12-5)特征
压缩机100是对至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂进行压缩的压缩机,通过采用感应电动机70,能够以较低成本实现高输出化。
(12-6)变形例
(12-6-1)第1变形例
在上述实施方式中,以导体棒716和端环717由铝或铝合金一体成型的方式进行了说明,但并不限于此。
例如,导体棒716和端环717也可以由电阻比铝低的金属形成。具体而言,也可以由铜或铜合金成型导体棒716与端环717。
根据第1变形例,抑制了由流过感应电动机70的导体棒716的电流引起的发热,因此能够实现压缩机100的高输出化。
需要说明的是,在铜和铜合金的情况下,无法以压铸方式成型导体棒716和端环717,因此通过钎焊来焊接导体棒716和端环717。
当然,也可以使导体棒716以及端环717分别为不同种类的金属,例如可以由铜或铜合金成型导体棒716、由铝或铝合金成型端环717。
(12-6-2)第2变形例
图12F是第2变形例的压缩机100的感应电动机70中所使用的转子71的立体图。在图12F中,转子71具有作为散热结构的散热器717a。
散热器717a具有从端环717的端面向转子71的中心轴方向突出且沿转子71的半径方向延伸的散热翅片717af。在本变形例中,6个散热翅片717af绕中心轴以60°的中心角的间隔配置。
在压缩机100中,散热器717a因转子71的旋转而旋转,因此散热翅片717af的散热性提高,而且通过旋转而产生强制对流,周边的温度上升得到抑制,因此能够实现压缩机100的高输出化。
另外,散热器717a形成于端环717,散热器717a能够在成型端环717时与端环717一体地成型,因此能够抑制制造成本的增加。
(12-6-3)第3变形例
图12G是利用了第3变形例的压缩机100的空调机1的制冷剂回路图。在图12G中,与图12A的不同点在于制冷剂回路11具有包括分支回路110的冷却结构,除此以外,与图12A相同。
在分支回路110中流过从制冷剂回路11分支的制冷剂。分支回路110并列设置在从制冷剂回路11的室外热交换器17与膨胀阀18之间到膨胀阀18与室内热交换器13之间的部分。在分支回路110连接有第2膨胀阀112、冷却部111以及第3膨胀阀113。
冷却部111隔着传热板安装于压缩机100的壳体20的外周面,其安装位置与感应电动机70的定子72的侧方对应。冷却部111是使用在制冷剂回路11中流动的制冷剂的冷热来间接冷却定子72的。具体而言,在弯曲成蜿蜒状的状态下嵌入到所述传热板的管的一端连接有第2膨胀阀112,另一端连接有第3膨胀阀113。
在制冷运转时,在制冷剂回路11中流动的制冷剂的一部分从室外热交换器17和膨胀阀18之间分支到分支回路110,并依次流过开度被调节的第2膨胀阀112、冷却部111和开度全开的第3膨胀阀113的顺序流动,然后在膨胀阀18和室内热交换器13之间汇合。第2膨胀阀112的开度被调节为能够使由第2膨胀阀112减压后的制冷剂在冷却部111中吸热而蒸发。
另外,在制暖运转时,在制冷剂回路11中流动的制冷剂的一部分从室内热交换器13与膨胀阀18之间分支到分支回路110,并依次流过被开度调节的第3膨胀阀113、冷却部111和开度全开的第2膨胀阀112,然后在膨胀阀18与室外热交换器17之间汇合。第3膨胀阀113的开度被调节为能够使由第3膨胀阀113减压后的制冷剂在冷却部111中吸热而蒸发。
通过上述冷却结构,能够利用在制冷剂回路11中流动的制冷剂的冷热对定子72进行冷却,因此能够实现压缩机的高输出化。
(12-7)第2实施方式的压缩机300的构成
在第1实施方式中,作为压缩机100对涡旋压缩机进行了说明,但压缩机并不限于涡旋压缩机。
图12H是本发明的第2实施方式的压缩机300的纵截面图。在图12H中,压缩机300为旋转压缩机。压缩机300构成上述制冷剂A~D中的任一制冷剂循环的制冷剂回路的一部分。压缩机300压缩制冷剂而排出高压的气体制冷剂。图中的箭头表示制冷剂的流动。
(12-7-1)壳体220
压缩机300具有纵长圆筒状的壳体220。壳体220具有:上下开口的近似圆筒状的圆筒部件221和分别设置于圆筒部件221的上端以及下端的上盖222a以及下盖222b。圆筒部件221与上盖222a以及下盖222b通过焊接而固定以保持气密。
在壳体220收纳有包括压缩机构260、电动机270、曲轴280、上部轴承263以及下部轴承290的压缩机300的构成设备。另外,在壳体220的下部形成有贮油空间So。
在壳体220的下部,贯通圆筒部件221的下部而设置有吸入气体制冷剂并向压缩机构260供给气体制冷剂的吸入管223。吸入管223的一端与压缩机构260的气缸230连接。吸入管223与压缩机构260的压缩室Sc连通。在利用压缩机300压缩前,制冷循环中的低压制冷剂在吸入管223中流动。
在壳体220的上盖222a设置有使排出到壳体220外的制冷剂通过的排出管224。更具体而言,壳体220的内部的排出管224的端部配置在形成于电动机270的上方的高压空间S1。在利用压缩机构260压缩后,制冷循环中的高压制冷剂在喷出管224中流动。
(12-7-2)电动机270
电动机270具有定子272以及转子271。电动机270除了使用于作为旋转压缩机的压缩机300以外,基本上与第1实施方式的电动机70相同,发挥与第1实施方式的电动机70同等的性能、作用/效果。因此,在此省略电动机270的说明。
(12-7-3)曲轴280、上部轴承263、下部轴承290
曲轴280固定于转子271。进一步,曲轴280被上部轴承263以及下部轴承290支撑为能够以旋转轴心Rs为中心旋转。曲轴280具有偏心部241。
(12-7-4)压缩机构260
压缩机构260具有单一的气缸230和设置在该气缸230中的单一的活塞242。气缸230具有规定的容积,并固定于壳体220。
活塞242设置于曲轴280的偏心部241。气缸230以及活塞242限定了压缩室Sc。转子271的旋转经由偏心部241而使活塞242公转。随着该公转,压缩室Sc的容积发生变动,由此气体制冷剂被压缩。
此处,“气缸容积”是指所谓的理论容积,即,相当于在活塞242旋转一圈的期间从吸入管223吸入到气缸230的气体制冷剂的体积。
(12-7-5)贮油空间So
在壳体220的下部设置有贮油空间So。在贮油空间So中积存有用于润滑压缩机构260的制冷机油O。需要说明的是,制冷机油O是指在“(1-4-1)制冷机油”小节中所说明的制冷机油。
(12-8)压缩机300的动作
对压缩机300的动作进行说明。当电动机270工作时,转子271相对于定子272旋转,与转子271固定的曲轴280旋转。当曲轴280旋转时,与曲轴280连结的活塞242相对于气缸230公转。然后,制冷循环中的低压的气体制冷剂通过吸入管223被吸入至压缩室Sc。随着活塞242公转,吸入管223与压缩室Sc不再连通,随着压缩室Sc的容积减少,压缩室Sc的压力开始上升。
压缩室Sc内的制冷剂随着压缩室Sc的容积减少而被压缩,最终成为高压的气体制冷剂。高压的气体制冷剂从排出口232a排出。之后,高压的气体制冷剂通过定子272与转子271之间的间隙及其它部位,从设置在壳体220的上方的排出管224排出。
(12-9)第2实施方式的特征
(12-9-1)
压缩机300是对至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂进行压缩的压缩机,通过将感应电动机用于电动机270,从而能够以较低成本实现高输出化。
(12-9-2)
作为空调机1的压缩机,在使用作为旋转压缩机的压缩机300的情况下,与使用涡旋压缩机的情况相比,能够减少制冷剂填充量,因此适合于使用可燃性制冷剂的空调机。
(12-10)第2实施方式的变形例
压缩机300采用与第1实施方式的电动机70同等的电动机270,因此能够对第1实施方式的“(12-6)变形例”所记载的全部应用变形例。
(12-11)其它实施方式
作为压缩机的形态,只要使用与电动机70同等的电动机,也可以是螺旋压缩机或涡轮压缩机。
(13)第13组的技术的实施方式
(13-1)第1实施方式
图13A是本发明的第1实施方式的空调机1的构成图。在图13A中,空调机1由利用单元2和热源单元3构成。
(13-1-1)空调机1的构成
空调机1具有制冷剂回路11,该制冷剂回路11是通过制冷剂配管将压缩机100、四通切换阀16、热源侧热交换器17、作为减压机构的膨胀阀18以及利用侧热交换器13连接成环状而得到的。
在本实施方式中,在制冷剂回路11中填充有用于进行蒸汽压缩式制冷循环的制冷剂。该制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述的制冷剂A~D中的任一者。另外,在制冷剂回路11中,与该混合制冷剂一起填充有制冷机油。
(13-1-1-1)利用单元2
制冷剂回路11中的利用侧热交换器13属于利用单元2。另外,在利用单元2搭载有利用侧风扇14。利用侧风扇14生成朝向利用侧热交换器13的空气流动。
在利用单元2侧搭载有利用侧通信器35以及利用侧微型计算机41。利用侧通信器35连接于利用侧微型计算机41。
在利用单元2与热源单元3进行通信时使用利用侧通信器35。利用侧微型计算机41即使在空调机1不运转的待机时也接受控制用电压的供给,因此利用侧微型计算机41始终工作着。
(13-1-1-2)热源单元3
制冷剂回路11中的压缩机100、四通切换阀16、热源侧热交换器17以及膨胀阀18属于热源单元3。另外,在热源单元3中搭载有热源侧风扇19。热源侧风扇19生成朝向热源侧热交换器17的空气流动。
另外,在热源单元3侧搭载有电力转换装置30、热源侧通信器36以及热源侧微型计算机42。电力转换装置30以及热源侧通信器36均连接于热源侧微型计算机42。
电力转换装置30是用于驱动压缩机100的电动机70的电路。在热源单元3与利用单元2进行通信时使用热源侧通信器36。热源侧微型计算机42经由电力转换装置30来控制压缩机100的电动机70,进一步也进行热源单元3的其它机器(例如热源侧风扇19)的控制。
图13B是电力转换装置30的电路框图。在图13B中,压缩机100的电动机70为3相无刷DC电动机,其具备固定子72和转子71。固定子72包括:进行了星型接线的U相、V相以及W相的各相绕线Lu、Lv、Lw。各相绕线Lu、Lv、Lw的一端分别与从逆变器25延伸出的U相、V相以及W相的各配线的各相绕线端子TU、TV、TW连接。各相绕线Lu、Lv、Lw的另一端彼此作为端子TN连接。这些各相绕线Lu、Lv、Lw通过转子71的旋转而产生与其转速和转子71的位置对应的感应电压。
转子71包括由N极和S极构成的多极的永磁铁,其相对于固定子72以旋转轴为中心而进行旋转。
(13-1-2)电力转换装置30的构成
如图13A所示,电力转换装置30搭载于热源单元3侧。如图13B所示,电力转换装置30由电源电路20、逆变器25、栅极驱动电路26和热源侧微型计算机42构成。电源电路20由整流电路21和电容器22构成。
(13-1-2-1)整流电路21
整流电路21通过4个二极管D1a、D1b、D2a、D2b而构成为桥状。具体而言,二极管D1a和D1b、D2a和D2b分别彼此串联连接。二极管D1a、D2a的各阴极端子均连接于电容器22的正极侧端子,作为整流电路21的正侧输出端子发挥作用。二极管D1b、D2b的各阳极端子均连接于电容器22的负极侧端子,作为整流电路21的负侧输出端子发挥作用。
二极管D1a以及二极管D1b的连接点与交流电源90的一极连接。二极管D2a以及二极管D2b的连接点与交流电源90的另一极连接。整流电路21对从交流电源90输出的交流电压进行整流而生成直流电压,并将其向电容器22供给。
(13-1-2-2)电容器22
电容器22的一端与整流电路21的正侧输出端子连接,另一端与整流电路21的负侧输出端子连接。电容器22为小容量的电容器,其不具有使经整流电路21整流的电压平滑的程度的大静電容量。以下,为了方便说明,将电容器22的端子间电压称为DC母线电压Vdc。
DC母线电压Vdc向与电容器22的输出侧连接的逆变器25施加。换言之,整流电路21以及电容器22构成对于逆变器25的电源电路20。
并且,电容器22使由逆变器25的开关产生的电压变动平滑。需要说明的是,在本实施方式中,采用薄膜电容器作为电容器22。
(13-1-2-3)电压检测器23
电压检测器23与电容器22的输出侧连接,其用于检测电容器22的两端电压、即DC母线电压Vdc的值。电压检测器23例如构成为:彼此串联连接2个电阻与电容器22并联连接,从而对DC母线电压Vdc进行分压。该2个电阻彼此的连接点的电压值被输入到热源侧微型计算机42。
(13-1-2-4)电流检测器24
电流检测器24在电容器22以及逆变器25之间、且与电容器22的负侧输出端子侧连接。使电动机70工作后,电流检测器24检测电动机70中流动的电动机电流作为三相的电流的合计值。
电流检测器24例如由分流电阻以及使用了使该电阻两端的电压增幅的运算放大器的增幅电路构成。由电流检测器24检测出的电动机电流被输入至热源侧微型计算机42。
(13-1-2-5)逆变器25
对于逆变器25而言,与电动机70的U相、V相以及W相的各相绕线Lu、Lv、Lw分别对应的3个上下臂彼此并列,且连接于电容器22的输出侧。
在图13B中,逆变器25包括:2个以上的IGBT(绝缘栅型双极晶体管、以下仅称为晶体管)Q3a、Q3b、Q4a、Q4b、Q5a、Q5b以及2个以上的回流用二极管D3a、D3b、D4a、D4b、D5a、D5b。
晶体管Q3a和Q3b、Q4a和Q4b、Q5a和Q5b分别彼此串联连接由此构成各上下臂,输出线分别从由此形成的连接点NU、NV、NW向所对应的相的各相绕线Lu、Lv、Lw延伸。
各二极管D3a~D5b按照晶体管的集电极端子和二极管的阴极端子连接、并且晶体管的发射极端子和二极管的阳极端子连接的方式并联连接到各晶体管Q3a~Q5b。开关元件由该并联连接的晶体管和二极管构成。
逆变器25被施加来自电容器22的DC母线电压Vdc,并且在由栅极驱动电路26指示的时机,各晶体管Q3a~Q5b进行导通和截止,从而生成驱动电动机70的驱动电压SU、SV、SW。该驱动电压SU、SV、SW从各晶体管Q3a和Q3b、Q4a和Q4b、Q5a和Q5b的各连接点NU、NV、NW输出到电动机70的各相绕线Lu、Lv、Lw。
(13-1-2-6)栅极驱动电路26
栅极驱动电路26基于来自热源侧微型计算机42的指令电压,使逆变器25的各晶体管Q3a~Q5b的导通和截止的状态变化。具体而言,栅极驱动电路26生成向各晶体管Q3a~Q5b的栅极施加的栅极控制电压Gu、Gx、Gv、Gy、Gw、Gz,以使得具有由热源侧微型计算机42决定的占空比的脉冲状驱动电压SU、SV、SW从逆变器25输出至电动机70。所生成的栅极控制电压Gu、Gx、Gv、Gy、Gw、Gz被施加于各晶体管Q3a~Q5b的栅极端子。
(13-1-2-7)热源侧微型计算机42
热源侧微型计算机42与电压检测器23、电流检测器24以及栅极驱动电路26连接。在本实施方式中,热源侧微型计算机42以无转子位置传感器方式驱动电动机70。需要说明的是,并不限于无转子位置传感器方式,因此也可以通过传感器方式进行。
无转子位置传感器方式是指下述方式,即,使用表示电动机70的特性的各种参数、电动机70工作后的电压检测器23的检测结果、电流检测器24的检测结果以及与电动机70的控制有关的规定的数学模型等,进行转子位置以及转速的推定、针对转速的PI控制、针对电动机电流的PI控制等并进行驱动。作为表示电动机70的特性的各种参数,可以举出所使用的电动机70的绕线电阻、电感成分、感应电压、极数等。需要说明的是,关于无转子位置传感器控制,存在许多专利文献,因此详细情况参照这些专利文献(例如日本特开2013-17289号公报)。
(13-1-3)第1实施方式的特征
(13-1-3-1)
在使用了至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机1中,能够根据需要经由电力转换装置30变更电动机70的转速。换言之,由于能够根据空调负荷变更压缩机100的电动机转速,因此能够实现高全年能量消耗效率[Annual Performance Factor(APF)]。
(13-1-3-2)
另外,在整流电路21的输出侧无需电解电容器,因此电路的大型化、高成本化得到抑制。
(13-1-4)第1实施方式的变形例
图13C是第一实施方式的变形例中的电力转换装置130的电路框图。在图13C中,本变形例与上述第1实施方式的不同点在于:采用三相用的整流电路121来代替单相用的整流电路21,以使得能够代替单相交流电源90而与三相交流电源190对应。
整流电路121通过6个二极管D0a、D0b、D1a、D1b、D2a、D2b构成为桥状。具体而言,二极管D0a和D0b、二极管D1a和D1b、D2a和D2b分别彼此串联连接。
二极管D0a、D1a、D2a的各阴极端子均与电容器22的正极侧端子连接,作为整流电路121的正侧输出端子发挥作用。二极管D0b、D1b、D2b的各阳极端子均与电容器22的负极侧端子连接,作为整流电路121的负侧输出端子发挥作用。
二极管D0a以及二极管D0b的连接点与交流电源190的R相的输出侧连接。二极管D1a以及二极管D1b的连接点与交流电源190的S相的输出侧连接。二极管D2a以及二极管D2b的连接点与交流电源190的T相的输出侧连接。整流电路121对从交流电源190输出的交流电压进行整流而生成直流电压,并将其向电容器22供给。
需要说明的是,关于其它构成,由于与上述实施方式相同,因此省略说明。
(13-1-5)第1实施方式的变形例的特征
(13-1-5-1)
在使用了至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机1中,能够根据需要经由电力转换装置130变更电动机70的转速。换言之,由于能够根据空调负荷变更压缩机100的电动机转速,因此能够实现高全年能量消耗效率[Annual Performance Factor(APF)]。
(13-1-5-2)
另外,在整流电路121的输出侧无需电解电容器,因此电路的大型化、高成本化得到抑制。
(13-2)第2实施方式
图13D是搭载于本发明的第2实施方式的空调机的电力转换装置30B的电路框图。
(13-2-1)电力转换装置30B的构成
在图13D中,电力转换装置30B为间接矩阵转换器。与图13B的第1实施方式的电力转换装置30的不同点在于采用转换器27来代替整流电路21、并新追加了栅极驱动电路28和电抗器33,除此之外,与第1实施方式同样。
此处,对转换器27、栅极驱动电路28和电抗器33进行说明,关于其它构成,省略了记载。
(13-2-1-1)转换器27
在图13D中,转换器27包括:2个以上的IGBT(绝缘栅型双极晶体管、以下仅称为晶体管)Q1a、Q1b、Q2a、Q2b以及2个以上的二极管D1a、D1b、D2a、D2b。
晶体管Q1a和Q1b彼此串联连接而构成上下臂,由此形成的连接点与交流电源90的一极连接。晶体管Q2a和Q2b彼此串联连接而构成上下臂,由此形成的连接点与交流电源90的另一极连接。
各二极管D1a~D2b按照晶体管的集电极端子和二极管的阴极端子连接、并且晶体管的发射极端子和二极管的阳极端子连接的方式并联连接到各晶体管Q1a~Q2b。开关元件由该并联连接的晶体管和二极管构成。
对于转换器27而言,在由栅极驱动电路28指示的时机各晶体管Q1a~Q2b进行导通和截止。
(13-2-1-2)栅极驱动电路28
栅极驱动电路28基于来自热源侧微型计算机42的指令电压,使转换器27的各晶体管Q1a~Q2b的导通及截止的状态变化。具体而言,栅极驱动电路28生成具有由热源侧微型计算机42决定的占空比的脉冲状的栅极控制电压Pq、Pr、Ps、Pt,以将从交流电源90向热源侧流动的电流控制为规定的值。所生成的栅极控制电压Pq、Pr、Ps、Pt被施加于各晶体管Q1a~Q2b的栅极端子。
(13-2-1-3)电抗器33
电抗器33在交流电源90和转换器27之间与交流电源90串联连接。具体而言,其一端连接于交流电源90的一极,另一端连接于转换器27的一个输入端。
(13-2-2)动作
热源侧微型计算机42通过使转换器27的上下臂的晶体管Q1a、Q1b或晶体管Q2a、Q2b导通、截止来进行规定时间的短路、开路,例如通过将电流控制为近似正弦波状来进行电源输入功率因数的改善、谐波分量的抑制。
另外,热源侧微型计算机42进行转换器与逆变器的协调控制,以根据控制逆变器25的栅极控制电压的占空比来控制短路期间。
(13-2-3)第2实施方式的特征
空调机1的效果高,并且在转换器27的输出侧无需电解电容器,因此电路的大型化、高成本化得到抑制。
(13-2-4)第2实施方式的变形例中的电力转换装置130B的构成
图13E是第2实施方式的变形例中的电力转换装置130B的电路框图。在图13E中,本变形例与上述第2实施方式的不同点在于采用三相用的转换器127来代替单相用的转换器27,以使得能够代替单相交流电源90而与三相交流电源190对应。另外,还在于伴随着从单相用的转换器27向三相用的转换器127的变更,采用栅极驱动电路128来代替栅极驱动电路28。进一步,在各相的输出侧与转换器127之间连接有电抗器33。需要说明的是,在电抗器33的输入侧端子间连接电容器,但也能够将其拆下。
(13-2-4-1)转换器127
转换器127包括:2个以上的IGBT(绝缘栅型双极晶体管、以下仅称为晶体管)Q0a、Q0b、Q1a、Q1b、Q2a、Q2b以及2个以上的二极管D0a、D0b、D1a、D1b、D2a、D2b。
晶体管Q0a和Q0b彼此串联连接而构成上下臂,由此形成的连接点与交流电源190的R相的输出侧连接。晶体管Q1a和Q1b彼此串联连接而构成上下臂,由此形成的连接点与交流电源190的S相的输出侧连接。晶体管Q2a和Q2b彼此串联连接而构成上下臂,由此形成的连接点与交流电源190的T相的输出侧连接。
各二极管D0a~D2b按照晶体管的集电极端子和二极管的阴极端子连接、并且晶体管的发射极端子和二极管的阳极端子连接的方式并联连接到各晶体管Q0a~Q2b。开关元件由该并联连接的晶体管和二极管构成。
对于转换器27而言,在由栅极驱动电路128指示的时机各晶体管Q0a~Q2b进行导通和截止。
(13-2-4-2)栅极驱动电路128
栅极驱动电路128基于来自热源侧微型计算机42的指令电压,使转换器127的各晶体管Q0a~Q2b的导通及截止的状态变化。具体而言,栅极驱动电路128生成具有由热源侧微型计算机42决定的占空比的脉冲状的栅极控制电压Po、Pp、Pq、Pr、Ps、Pt,以将从交流电源190向热源侧流动的电流控制为规定的值。所生成的栅极控制电压Po、Pp、Pq、Pr、Ps、Pt被施加于各晶体管Q0a~Q2b的栅极端子。
(13-2-5)第2实施方式的变形例的特征
空调机1的效率高,并且在转换器127的输出侧无需电解电容器,因此电路的大型化、高成本化得到抑制。
(13-3)第3实施方式
图13F是搭载于本发明的第3实施方式的空调机的电力转换装置30C的电路框图。
(13-3-1)第3实施方式中的电力转换装置30C的构成
在图13F中,电力转换装置30C为矩阵转换器29。
(13-3-1-1)矩阵转换器29的构成
矩阵转换器29通过在来自交流电源90的输入的一端连接双向开关S1a、S2a、S3a,在另一端连接双向开关S1b、S2b、S3b而构成。
在串联连接的双向开关S1a和双向开关S1b的中间端连接有电动机70的3相绕线中的U相绕线Lu的一端。另外,在串联连接的双向开关S2a和双向开关S2b的中间端连接有电动机70的3相绕线中的V相绕线Lv的一端。另外,在串联连接的双向开关S3a和双向开关S3b的中间端连接有电动机70的3相绕线中的W相绕线Lw的一端。
从交流电源90输入的交流电力通过双向开关S1a~S3b进行开关,从而被转换为规定频率的交流,能够驱动电动机70。
(13-3-1-2)双向开关的构成
图13G是示意性示出双向开关的电路图。在图13G中,具有:晶体管Q61、Q62、二极管D61、D62和端子Ta、Tb。晶体管Q61、Q62为绝缘栅型双极晶体管(IGBT:Insulated GateBipolar Transistor)。
晶体管Q61的发射极E与端子Ta连接,集电极C经由二极管D61与端子Tb连接。二极管D61的阴极与该集电极C连接。
晶体管Q62的发射极E与端子Tb连接,集电极C经由二极管D62与端子Ta连接。二极管D62の阴极与集电极C连接。端子Ta连接于输入侧、端子Tb连接于输出侧。
通过使晶体管Q61导通、使晶体管Q62截止,从而能够使电流从端子Tb向端子Ta依次经由二极管D61以及晶体管Q61流动。此时,从端子Ta向端子Tb的电流的流动(逆流)被二极管D61阻止。
另一方面,通过使晶体管Q61截止、使晶体管Q62导通,从而能够使电流从端子Ta向端子Tb依次经由二极管D62以及晶体管Q62流动。此时,从端子Tb向端子Ta的电流的流动(逆流)被二极管D62阻止。
(13-3-2)动作
图13H是示出矩阵转换器29的电流方向的一例的电路图。示出了从交流电源90通过矩阵转换器29向电动机70流动的电流的路径的一例。电流从交流电源90的一极通过双向开关S1a,从电动机70的3相绕线之一的U相绕线Lu经由W相绕线Lw,通过双向开关S3b,流向交流电源90的另一极。由此,向电动机70供给电力,驱动马达70。
图13I是示出矩阵转换器29的另一电流方向的一例的电路图。在图13I中,电流从交流电源90的一极通过双向开关S3a,从电动机70的3相绕线之一的W相绕线Lw经由U相绕线Lu,通过双向开关S1b,流向交流电源90的另一极。由此,向电动机70供给电力,驱动马达70。
(13-3-3)第3实施方式的特征
空调机1的效率高,并且在矩阵转换器29的输出侧无需电解电容器,因此电路的大型化、高成本化得到抑制。
(13-3-4)第3实施方式的变形例中的电力转换装置130C的构成
图13J是第3实施方式的变形例中的电力转换装置130C的电路框图。在图13J中,本变形例与上述第3实施方式的不同点在于采用三相用的矩阵转换器129来代替单相用的矩阵转换器29,以使得能够代替单相交流电源90而与三相交流电源190对应。
(13-3-4-1)矩阵转换器129的构成
另外,不同点还在于:伴随着从单相用的矩阵转换器29变更为三相用的矩阵转换器129,采用栅极驱动电路131来代替栅极驱动电路31。进一步,在各相的输出侧和矩阵转换器129之间连接有电抗器L1、L2、L3。
通过双向开关S1a~S3c进行转换而得到的规定的3相交流电压经由各相绕线端子TU、TV、TW被供给至电动机70。各电抗器L1、L2、L3连接于各输入端子。各电容器C1、C2、C3各自的一端彼此连接,各自的另一端连接于输出端子。
在电力转换装置130C中,通过使电抗器L1、L2、L3经由矩阵转换器129短路,从而能够将从3相交流电源190供给的能量蓄积到电抗器L1、L2、L3,能够将电容器C1、C2、C3的两端电压升压。由此,能够使电压利用率为1以上。
此时,电压型的3相交流电压Vr、Vs、Vt被输入至矩阵转换器129的输入端子,并从输出端子输出电流型的3相交流电压Vu、Vv、Vw。
另外,由于电容器C1、C2、C3各自由电抗器L1、L2、L3构成LC滤波器,因此能够减少输出到输出端子的电压所包含的高频分量,能够减少电动机70所产生的扭矩的脉动分量、噪声。
进一步,与使用了整流电路和逆变器的AC-AC转换电路相比,开关元件数可以较少,能够降低电力转换装置130C中所产生的损耗。
(13-3-4-2)钳位电路133的构成
另外,在电力转换装置130C中,由于在输入端子与输出端子之间连接有钳位电路133,所以能够通过钳位电路133内的电容器(参照图13I)吸收由于双向开关S1a~S3c的开关而在矩阵转换器129的输入端子与输出端子之间产生的浪涌电压。
图13K是钳位电路133的电路图。在图13I中,钳位电路133具有:二极管D31a~D36b、电容器C37和端子135~140。
在端子135连接有二极管D31a的阳极和二极管D31b的阴极。在端子136连接有二极管D32a的阳极和二极管D32b的阴极。在端子137连接有二极管D33a的阳极和二极管D33b的阴极。
各二极管D31a、D32a、D33a的阴极与电容器C37的一端连接,各二极管D31b、D32b、D33b的阳极与电容器C37的另一端连接。
在端子138连接有二极管D34a的阳极和二极管D34b的阴极。在端子139连接有二极管D35a的阳极和二极管D35b的阴极。在端子140连接有二极管D36a的阳极和二极管D36b的阴极。
各二极管D34a、D35a、D36a的阴极与电容器C37的一端连接,各二极管D34b、D35b、D36b的阳极与电容器C37的另一端连接。
各端子135、136、137连接于矩阵转换器129的输入侧,端子138、139、140连接于矩阵转换器129的输出侧。通过钳位电路133,由于在输入端子与输出端子之间连接有钳位电路133,因此能够通过钳位电路133内的电容器C37吸收由双向开关S1a~S3c的开关而在矩阵转换器129的输入端子与输出端子之间产生的浪涌电压。
如上所述,电力转换装置130C能够向电动机70供给比电源电压大的电压,因此即使在电力转换装置130C和电动机70中流动的电流小,也能够得到规定的电动机输出,换言之,电流可以小,因此能够降低电力转换装置130C和电动机70中所产生的损耗。
(13-3-5)第3实施方式的变形例的特征
空调机1的效率高,并且在矩阵转换器129的输出侧无需电解电容器,因此电路的大型化、高成本化得到抑制。
(13-4)其它
(13-4-1)
空调机1的压缩机100采用涡旋压缩机、旋转压缩机、涡轮压缩机以及螺旋压缩机中的任一者。
(13-4-2)
压缩机100的电动机70为具有包含永磁铁的转子71的永磁铁同步电动机。
(14)第14组的技术的实施方式
(14-1)
图14A是本发明的一实施方式的空调机1的构成图。在图14A中,空调机1由利用单元2和热源单元3构成。
(14-1-1)空调机1的构成
空调机1具有制冷剂回路11,该制冷剂回路11是通过制冷剂配管将压缩机100、四通切换阀16、热源侧热交换器17、作为减压机构的膨胀阀18以及利用侧热交换器13连接成环状而得到的。
在本实施方式中,在制冷剂回路11中填充有用于进行蒸汽压缩式制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路11中,与该混合制冷剂一起填充有制冷机油。
(14-1-1-1)利用单元2
制冷剂回路11中的利用侧热交换器13属于利用单元2。另外,在利用单元2搭载有利用侧风扇14。利用侧风扇14生成朝向利用侧热交换器13的空气流动。
在利用单元2侧搭载有利用侧通信器35以及利用侧微型计算机41。利用侧通信器35与利用侧微型计算机41连接。
在利用单元2与热源单元3进行通信时使用利用侧通信器35。利用侧微型计算机41即使在空调机1不运转的待机时也接受控制用电压的供给,因此利用侧微型计算机41始终工作着。
(14-1-1-2)热源单元3
制冷剂回路11中的压缩机100、四通切换阀16、热源侧热交换器17以及膨胀阀18属于热源单元3。另外,在热源单元3搭载有热源侧风扇19。热源侧风扇19生成朝向热源侧热交换器17的空气流动。
另外,在热源单元3侧搭载有连接部30、热源侧通信器36以及热源侧微型计算机42。连接部30和热源侧通信器36均与热源侧微型计算机42连接。
(14-1-2)连接部30的构成
图14B是压缩机100的电动机70的运转电路图。在图14B中,连接部30是在不进行频率转换的情况下从交流电源90向压缩机100的电动机70供给电力的电路。
电动机70为感应电动机,其包括笼型的转子71和具有主绕线727和辅助绕线728的定子72。笼型的转子71追随在定子72产生的旋转磁场而旋转。
压缩机100具有M端子、S端子及C端子。M端子与C端子之间通过主绕线727相连。S端子与C端子之间通过辅助绕线728相连。
交流电源90和压缩机100通过向压缩机100供给交流电压的电源线901、902相连。电源线901经由恒温器26与C端子连接。
恒温器26对安装有空调机1的室内的温度进行检测,在室温处于设定温度范围内时打开触点,在室温处于设定温度范围外时关闭触点。
电源线902在中途被分为第1分支线902A和第2分支线902B,第1分支线902A与M端子连接,第2分支线902B经由工作电路20与S端子连接。
工作电路20是将正特性热敏电阻21和运转电容器22并联连接的电路。
在本实施方式中,将与电源线901连接的恒温器26以及与电源线902连接的工作电路20称为连接部30。
(14-1-3)动作
在如上述那样构成的压缩机100的运转电路中,当接通交流电源90时,电流通过正特性热敏电阻21流过辅助绕线728,使电动机70工作。
电动机70工作后,正特性热敏电阻21由于自身流过的电流而自发热,电阻值增大。其结果,代替正特性热敏电阻21而成为运转电容器22与辅助绕线728连接的状态,转移为稳定动作。
(14-1-4)特征
(14-1-4-1)
在使用至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机1中,能够在交流电源90和电动机70之间不存在电力转换装置的情况下对压缩机100进行驱动,因此能够以比较廉价的构成提供考虑了环境保护的空调机1。
(14-1-4-2)
在使用至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机1中,通过将作为正特性热敏电阻21与运转电容器22的并联电路的工作电路20与辅助绕线728连接,从而能够增大压缩机100的电动机70的工作转矩。
压缩机100工作后,正特性热敏电阻21自发热而电阻值增大,实质上切换为运转电容器22与辅助绕线728连接的状态,以一定的转速(电源频率)运转,因此压缩机100成为可输出额定转矩的状态。如上所述,在空调机1中,由于适时地实施向运转电容器22的连接切换,因此能够实现压缩机100的高效率化。
(14-1-4-3)
电动机70为感应电动机,能够以较低成本实现高输出,因此能够实现空调机1的高效率化。
(14-1-5)变形例
图14C为变形例的空调机1中的压缩机200的电动机170的运转电路图。在图14C中,电动机170为三相感应电动机,经由连接部130与三相交流电源190连接。
连接部130是具有触点130u、130v及130w的继电器。触点130u对三相交流电源190的R端子与电动机170的U相绕线Lu之间的电源线903进行开闭。触点130v对三相交流电源190的S端子与电动机170的V相绕线Lv之间的电源线904进行开闭。触点130w对三相交流电源190的T端子与电动机170的W相绕线Lw之间的电源线905进行开闭。
并且,从三相交流电源190的R端子、S端子以及T端子向对应的电动机170的U相绕线Lu、V相绕线Lv以及W相绕线Lw供给交流电压。供给至电动机170的V相绕线Lv的交流电压的相位相对于供给至U相绕线Lu的交流电压偏移120°。另外,供给至电动机170的W相绕线Lw的交流电压的相位相对于供给至V相绕线Lv的交流电压偏移120°。
因此,仅从三相交流电源190向电动机170供给交流电压,在定子172产生旋转磁场,转子171追随该旋转磁场而进行旋转。其结果,压缩机200以一定的转速(电源频率)运转。由此,在电动机170的运转电路中,不需要上述实施方式那样的工作电路20,仅利用连接部130的继电器电路即可。
(14-1-6)变形例的特征
(14-1-6-1)
在使用至少包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂的空调机1中,由于能够在三相交流电源190和电动机170之间不存在电力转换装置的情况下对压缩机200进行驱动,因此能够以比较廉价的构成提供考虑了环境保护的空调机1。
(14-1-6-2)
电动机170为感应电动机,能够以较低成本实现高输出,因此能够实现空调机1的高效率化。
(15)第15组的技术的实施方式
(15-1)第1实施方式
如图15A~图15C所示,作为第1实施方式的热水制造装置的热水供应系统1具备:热泵2、热水储存单元3、进行它们的管理或控制的控制器50、负责向用户显示信息显示或接受用户的操作的遥控器90等。
(15-1-1)热泵
热泵2是作为用于加热水的热源装置发挥功能的单元,其具备使制冷剂循环的制冷剂回路20、送风风扇24F、各种传感器等。在本实施方式中,在制冷剂回路20中填充有用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。
制冷剂回路20由压缩机21、利用侧的水热交换器22、电动膨胀阀23、热源侧的空气热交换器24、制冷剂配管25等构成。
压缩机21是逆变器式的输出可变的电动压缩机。
水热交换器22作为利用制冷剂的热的利用侧的热交换器发挥作用,其具有制冷剂管22r和水管32w。水热交换器22在由热泵2的压缩机21排出后在制冷剂管22r中流动的高温高压的气体制冷剂与从后述的热水储存单元3流出并在水管32w中流动的循环水之间进行热交换。利用该水热交换器22中的热交换,通过制冷剂管22r的制冷剂被冷却,同时通过水管32w的水被加热,生成热水(高温的水=热水)。
电动膨胀阀23使从压缩机21出来并通过与水的热交换而被冷却的低温高压的制冷剂膨胀。
空气热交换器24作为从外部气体夺取热的热源侧的热交换器发挥作用,使在由电动膨胀阀23膨胀的低温低压的二相状态的制冷剂与外部气体之间进行热交换。被外部气体吸热后的制冷剂蒸发而成为低压的气体制冷剂,之后被吸入压缩机21。
制冷剂配管25按照压缩机21的排出口、水热交换器22内的制冷剂管22r、电动膨胀阀23、空气热交换器24、压缩机21的吸入口的顺序连接各设备。
作为各种传感器,例如设置有检测关于制冷剂的温度、压力的传感器。图15B中示出了这些传感器中的热交换器入口水温传感器31T和热交换器出口水温传感器32T。热交换器入口水温传感器31T检测进入水热交换器22之前的水的温度。即,热交换器入口水温传感器31T对通过水热交换器22之前的水的温度进行检测。热交换器出口水温传感器32T对通过水热交换器22后的水的温度进行检测。
(15-1-2)热水储存单元
热水储存单元3是将从市政供水(自来水)等外部供给的水输送至热泵2而进行加热并从热泵2返回的水(热水)蓄积的单元。另外,热水储存单元3具有通过燃烧加热装置4、混合阀77进行温度调整后的热水输送至热水供应部82的功能,以供给用户所设定的温度的热水。
热水储存单元3具备取水部81、热水供应部82、热水储罐35、循环水配管30、取水兼热水供应配管(取水給湯配管)70、燃烧加热装置4等。
(15-1-2-1)取水部及供热水部
取水部81具有连接口,并与市政供水(自来水)的供给管89a连接。
热水供应部82具有连接口,并与从设置对象的建筑物内的水龙头99等延伸的供水/供热水用的建筑物内配管99a连接。
(15-1-2-2)热水储罐
热水储罐35是在用户转动水龙头99而利用被热泵2加热的水(热水)之前预先进行蓄积的罐。热水储罐35始终充满水。而且,在热水储罐35中设置有罐温度分布检测传感器,其用于使控制器50把握规定温度以上、此处为70℃以上的高温的水(以下称为高温水。)的量。罐温度分布检测传感器从热水储罐35的下部朝向上部依次由第1传感器T1、第2传感器T2、第3传感器T3、第4传感器T4、第5传感器T5、第6传感器T6这6个传感器构成。控制器50基于这些罐温度分布检测传感器T1~T6所检测的热水储罐35内的各高度位置的水温以及利用遥控器90的设定,使热泵2驱动来进行煮沸运转。煮沸运转是指提高水的热量直到热水储罐35中的水的温度达到目标温度的运转。煮沸运转中的目标温度、即热水储罐35中的水的目标热水储存温度例如预先在热水供应系统1的制造工厂中设定。在本实施方式中,目标热水储存温度为75℃。
需要说明的是,如果第6传感器T6的温度检测值低于70℃,则剩余热水量为0;如果第6传感器T6的温度检测值为70℃以上,则剩余热水量为1。进而,如果第5传感器T5的温度检测值也是70℃以上,则剩余热水量为2。同样地,如果剩余热水量存在至3、4、5、6,第1传感器T1的温度检测值也是70℃以上,则剩余热水量为最大的6。
(15-1-2-3)循环水配管
循环水配管30是用于将热泵2得到的热传递到热水储罐35中的水的回路,其具有往路管31、水热交换器22内的水管32w、回路管31以及循环用泵34。往路管31将热水储罐35的下端附近与水热交换器22内的水管32w的上游侧端部连接。回路管33将水热交换器22内的水管32w的下游侧端部与热水储罐35的上端附近连接。循环用泵34设于往路管31的中途。循环用泵34是能够调整输出的电动泵,起到使水在储热水箱35与水热交换器22之间循环的作用。具体而言,在循环水配管30中,循环用泵34接受来自控制器50的指令而驱动,由此热水储罐35内的水中的存在于下部的温度低的水向往路管31流出,通过水热交换器22内的水管32w而温度上升,经由回路管31返回到热水储罐35的上端附近。由此,热水储罐35内的高热水与温度比其低的水的边界从上向下移动,热水储罐35内的高热水的量增加。
(15-1-2-4)取水兼热水供应配管及燃烧加热装置
取水兼热水供应配管70是从外部的市政供水等接受水的供给,并且利用蓄积在热水储罐35的高温水的回路,其具有取水管71、热水供应管73、旁通管74以及混合阀77。
取水管71从外部的市政供水等接受水的供给,从而向热水储罐35的下端附近供给常温的水。在该取水管71设置有用于检测由市政供水供给的水的温度的取水温度传感器71T。
热水供应管73将蓄积在热水储罐35的水中的存在于上端附近的温度高的水从热水供应部82引导至用户的利用位置、例如从建筑物内的水龙头99延伸的建筑物内配管99a。
燃烧加热装置4配备于热水供应管73的中途。燃烧加热装置4配置于热水储罐35与混合阀77之间,其具备使燃料气体燃烧的燃烧器41。燃烧器41是能够调整其加热能力的气体燃烧器,一边根据控制器50的指令调整加热量一边加热在热水供应管73中流动的水。
另外,在热水供应管73的燃烧加热装置4与混合阀77之间设置有用于检测通过的水的温度的混合前热水温度传感器4T。
旁通管74是用于使在取水管71中流动的常温的水与在热水供应管73中流动的水(热水)混合的配管。旁通管74从取水管71延伸至热水供应管73,并通过混合阀77与热水供应管73连接。
混合阀77是接受来自控制器50的指令而用于调节在热水供应管73中流动的高温的水(热水)和在旁通管74中流动的常温的水的混合比率的调节阀。
(15-1-3)控制器及遥控器
控制器50设置于热水储存单元3的内部,其与压缩机21、电动膨胀阀23、送风风扇24F、混合阀77、燃烧器41、循环用泵34等致动器连接,并向这些致动器发送动作指示。另外,控制器50与热交换器入口水温传感器31T、热交换器出口水温传感器32T、罐温度分布检测传感器T1~T6、取水温度传感器71T、混合前热水温度传感器4T等传感器类连接,从这些传感器类取得检测结果。进一步,在控制器50连接有遥控器90,该遥控器90用于接收用户的设定输入或向用户提供信息。
如图15C所示,在遥控器90设置有用于设定必要的热水(水)的温度的热水温度设定部91、显示热水设定温度或剩余热水量等的显示部92等。
(15-1-4)热水供应系统的特征
在本实施方式的热水供应系统1中,使用上述的制冷剂A~D中的任意一种,通过水热交换器22对水进行加热,因此效率高。在供给的水为硬水的情况下,存在产生水垢这样的缺点;在供给的水为软水的情况下,采用本实施方式的热水供应系统1的优点特别大。
(15-1-5)第1实施方式的第1变形例
如果采用图15D所示的热水供应系统1a代替第1实施方式的热水供应系统1,则能够抑制产生水垢的缺点。在图15D的热水供应系统1a中,热泵2a具备第1实施方式的热泵2未持有的副的循环水配管60。在副的循环水配管60设有副的循环用泵64。副的循环水配管60中的水在水热交换器22中从制冷剂夺取热,在副的水热交换器62中向在主的循环水配管30中流动的水散热。主的水热交换器22是在制冷剂与水之间进行热交换的热交换器,副的水热交换器62是在水与水之间进行热交换的热交换器。
在图15D所示的热水供应系统1a中,利用从热泵2a的压缩机21排出的高温的气体制冷剂,在副的循环水配管60中流动的水在副的水热交换器62中被加热,通过该被加热的水,在主的循环水配管30中流动的水在副的水热交换器62中被加热。由副的循环水配管60构成的水的流路为闭环,此处几乎不产生水垢。
(15-1-6)第1实施方式的第2变形例
如果采用图15E所示的热水供应系统1b代替第1实施方式的热水供应系统1,则能够抑制产生水垢的缺点。在图15E的热水供应系统1b中,热水储存单元3b具备第1实施方式的热水储存单元3未保有的热交换部38。热交换部38是循环水配管30b的一部分,其配置于热水储罐35的内部。在第1实施方式的热水供应系统1中,使水从热水储罐35的下部向循环水配管30流出,使加热后的水返回到热水储罐35的上端附近,但在图15E所示的热水供应系统1b中,利用在构成闭环的循环水配管30b中流动的加热水进行热水储罐35中的水的煮沸。热水储罐35中的水从在热交换部38中流动的热水夺取热而温度上升。
在图15E所示的热水供应系统1b中,由循环水配管30b构成的水的流路为闭环,此处几乎不产生水垢。
另外,在图15E所示的热水供应系统1b的热泵2b中,除了作为利用侧的热交换器发挥作用的水热交换器22以外,还具备同样的利用侧的水热交换器22a。水热交换器22a配置于水热交换器22的制冷剂流的上游侧,其对在水循环流路190中流动的水进行加热。水循环流路190是闭环流路,其连结为了进行地板制暖而配置在地板下的热交换器192和热泵2b的水热交换器22a。在水循环流路190设置有泵194。在水热交换器22a中从压缩机21排出的高温的混合制冷剂夺取热而被加热的水通过泵194的驱动而被送到地板下的热交换器192。在热交换器192进行散热,进行了地板制暖的水通过水循环流路190再次流入水热交换器22a。
此处,热泵2b对热水储罐35中的水进行加热而有助于热水供应,并且也发挥作为地板制暖的热源的作用。
(15-2)第2实施方式
(15-2-1)热水循环制暖系统的主要构成
在图15F~图15H中示出了作为第2实施方式的热水制造装置的热水循环制暖系统的构成。热水循环制暖系统是在建筑物中使热水循环来进行制暖并且具有热水供应功能的系统,其具备:积存热水的罐240;居室内散热设备261a、262a;厕所内散热器269b、269c、269e;室内制暖用循环泵251;用于对热水进行加热的蒸气压缩式的热泵210;热水加热用循环泵225;热水供应用热交换器241a;加热水散布装置275;以及控制单元220。
居室内散热设备261a、262a配置于建筑物的居室261、262,使热水所具有的热向居室261、262的室内空气散热。
厕所内散热器269b、269c、269e配置于建筑物的厕所269,使热水所具有的热在厕所269内散热。
室内制暖用循环泵251使热水从罐240流向居室内散热设备261a、262a以及厕所内散热器269b、269c、269e,使由居室内散热设备261a、262a以及厕所内散热器269b、269c、269e进行了散热的热水再次返回到罐240。流出罐240的热水在居室内散热设备261a、262a中流动后,在厕所内散热器269b、269c、269e中流动,返回到罐240。
热泵210具备:具有压缩机211、散热器212、膨胀阀213以及蒸发器214的制冷剂回路,其利用蒸发器214从外部气体夺取热,并利用从散热器212放出的热对从罐240流出的热水进行加热。在本实施方式中,在制冷剂回路中填充有用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述的制冷剂A~D中的任一种。
热水加热用循环泵225使热水从罐240流向热泵210的散热器212,使热水从热泵210的散热器212再次返回到罐240。
热水供应用热交换器241a配置于罐240内,其使在从供水源摄取的水与罐240内的热水之间进行热交换,对水进行加热然后供给到建筑物的热水供应配管272。以下将由热水供应用热交换器241a加热并供给至热水供应配管272的水称为加热水。需要说明的是,从供水源摄取并供给至热水供应配管272的水与罐240内的热水不会相互混合。图15F的符号241是从供水源到热水供应配管272的水的流路。
加热水散布装置275是将从热水供应用热交换器241a供给到热水供应配管272的加热水散布到热泵210的蒸发器214的外表面的装置。
需要说明的是,积存在罐240中并在通过室内制暖用循环泵251、热水加热用循环泵225封闭的环路中循环的热水此处使用了普通的水,但只要是液体即可,未必一定是水(H2O)。如果存在能够降低室内制暖用循环泵251、热水加热用循环泵225的动力并使成为循环路线的配管252、231等的尺寸比水(H2O)小的液体,则优选使用该液体。
(15-2-2)热水循环制暖系统的概要动作
在热水循环制暖系统中,使用通过热泵210的动作从散热器212放出的热,对通过热水加热用循环泵225的动作从罐240流向热泵210的散热器212的热水进行加热。由此,高温的热水从热泵210返回到罐240。另一方面,罐240内的热水通过室内制暖用循环泵251的动作被送到位于居室261、262的居室内散热设备261a、262a、位于厕所269的厕所内散热器269b、269c、269e。热水的热向居室261、262的室内空气、厕所内散热器269b、269c、269e的周围移动,对居室261、262进行制暖,在厕所269中也可对厕所水箱269a内的清洗水、便座269d等进行加热。并且,温度下降至约10℃~20℃的热水再次返回到罐240。该温度下降后的热水通过热泵210的动作再次成为高温。
如此,此处形成有:使由配管231连接的罐240和热泵210循环的第1环路;以及使由配管252连接的罐240与居室内散热设备261a、262a、厕所内散热器269b、269c、269e循环的第2环路,热水在各环路中循环。由此,通过热泵210的动作从室外集中的热、通过压缩机211的动作而产生的热经由积存在罐240中的热水最终移动到居室261、262的室内空气、厕所269的各部。
另外,在罐240内配备有热水供应用热交换器241a,从供水源摄取的水在通过热水供应用热交换器241a时从罐240内的热水夺取热而成为加热水,流向建筑物的热水供应配管272。在该热水供应配管272中流动的加热水被用于淋浴器273、浴缸274等。进而,在热水供应配管272中流动的加热水的一部分被加热水散布装置275散布到热泵210的蒸发器214的外表面。该散布在热泵210的蒸发器214上霜的规定条件时定期地进行。
(15-2-3)控制单元220的详细构成
如图15F以及图15I所示,综合控制器229基于从外部输入的信号对热泵210附带的设备以及罐240附带的设备进行控制。综合控制器229与三通阀221、222、热水加热用循环泵225一起收纳在壳体中,形成一个控制单元220(参照图15F)。
三通阀221、222是为了对从罐240的高度方向的哪个部分抽出热水并向室内散热设备261a、262a等送出、或使从厕所内散热器269b、269c、269e返回的低温的热水返回到罐240的高度方向的哪个部分进行调整而设置的。这些三通阀221、222根据来自综合控制器229的指示进行动作。
除了三通阀221、222以外,综合控制器229还控制增压加热器242、热泵控制单元219、室内制暖用循环泵251、热水加热用循环泵225、热水流量调节阀253~255、除霜用阀277等。另外,综合控制器229从制暖热水往路温度传感器252a、制暖热水回路温度传感器252b、罐240的温度传感器240a~240e、供水配管温度传感器271a、热水供应配管温度传感器272a等接收计测结果的信号,并且从配备在居室261、262等中的遥控器/恒温器291接收室内温度、室内设定温度的信息等。
(15-2-4)热水循环制暖系统的特征
在第2实施方式的热水循环制暖系统中,由于使用了上述的制冷剂A~D中的任意一种,利用热泵210的散热器212对水进行加热,因此效率高。另外,被热泵210的散热器212加热的水积存在罐240中,在由室内制暖用循环泵251、热水加热用循环泵225封闭的环路中循环。换言之,被热泵210的散热器212加热的水不会与从供水源摄取并供给到热水供应配管272的水混合。因此,不会因热泵210的散热器212的水的加热而产生过度的水垢。
(15-2-5)第2实施方式的第1变形例
在第2实施方式的热水循环制暖系统中,通过配置于罐240内的热水供应用热交换器241a对从供水源摄取的水进行加热来制作热水供应用的加热水,但也可以如图15J所示,可以利用水热交换器112来制作加热水。在图15J所示的热水循环制暖系统中,设置构成第3环路的水循环流路110和泵115,从罐240的上部取出热水,通过水热交换器112之后,散热后的热水返回到罐240的下部。在水热交换器112中,通过从罐240流出的热水的散热,从供水源摄取的水被加热,成为热水供应用的加热水而流向热水供应配管272。图15J的符号118是从供水源到热水供应配管272的水的流路。
(15-2-6)第2实施方式的第2变形例
在第2实施方式的热水循环制暖系统中,通过热水加热用循环泵225使热水从罐240的下部流向热泵210的散热器212,并使热水再次从热泵210的散热器212返回罐240的上部,但也可以采用如下构成:如图15K所示,不要散热器212,而是设置将从压缩机211排出的高温高压的混合制冷剂引导至罐240中的制冷剂循环流路217,通过配置于罐240中的热交换器216对罐240内的水进行加热。在图15K所示的热水循环制暖系统中,罐240内的热交换器216配置于热水供应用热交换器241a的附近。流过制冷剂循环流路217的高温的混合制冷剂在热交换器216中向罐240内的水散热,冷凝而成为低温高压的液相的制冷剂,并返回到热泵210的单元。返回到热泵210的单元的液态制冷剂由膨胀阀213减压而流入蒸发器214,并从外部气体夺取热而蒸发。之后,混合制冷剂再次在压缩机211中被压缩,成为高温高压。被热交换器216加热的罐240内的水对在与热交换器216邻接的热水供应用热交换器241a中流动的水进行加热。另外,即使从热交换器216通过辐射也可以将制冷剂的热向热水供应用热交换器241a传递。从供水源摄取并在热水供应用热交换器241a中流动的水通过罐240内的水从热交换器216夺取热,并且通过辐射从热交换器216夺取热而成为加热水。
在图15K所示的热水循环制暖系统中,罐240内的水和从供水源到热水供应配管272的水(在流路241中流动的水)被分开,即使因作为混合制冷剂的冷凝器发挥作用的罐240内的热交换器216而存在水的剧烈加热,水垢的产生量也变少。
(15-3)第3实施方式
图15L是作为第3实施方式的热水制造装置的热水供应系统310的示意性构成图。热水供应系统310是在酒店、医院以及体育设施等大型设施中利用的热水供应设备。如图15L所示,热水供应系统310主要具备接水槽320、热源单元330、热水储罐340、热水利用部350、控制部360、供水管线312、热水流出管线314和热水循环路316。供水管线312是将接水槽320与热源单元330连接的管。热水流出管线314是将热源单元330和热水储罐340连接的管。热水循环路316是将热水储罐340和热水利用部350连接的管。在图15L中,沿着供水管线312、热水流出管线314以及热水循环路316的箭头表示水或热水的流动方向。接着,分别对接水槽320、热源单元330、热水储罐340、热水利用部350和控制部360进行说明。
(15-3-1)接水槽
接水槽320是用于储存被热水供应系统310使用的水的槽。接水槽320与上水道等连接。接水槽320经由供水管线312向热源单元330供给水。接水槽320的供水压力为40kPa~500kPa。
(15-3-2)热源单元
热源单元330设置于室外。热源单元330从接水槽320经由供水管线312接受水的供给。热源单元330对从供水管线312摄取的水进行加热。热源单元330将被加热的水即热水经由热水流出管线314输送至热水储罐340。
图15M是热源单元330的示意性构成图。图15N是热水供应系统310的框图。如图15M以及图15N所示,热源单元330主要具有水流路331、供水泵332、第2热交换器333、制冷剂循环流路334、压缩机335、膨胀阀336、第1热交换器337以及热水排出温度传感器338。水流路331连接于供水泵332以及第2热交换器333。制冷剂循环流路334与压缩机335、膨胀阀336以及第1热交换器337连接。在图15M中,沿着水流路331以及制冷剂循环流路334的箭头表示水或制冷剂的流动方向。接着,对热源单元330的各构成要素进行说明。
(15-3-2-1)水流路
水流路331是使从供水管线312摄取的水流动的管。水流路331由第1水配管331a、第2水配管331b和第3水配管331c构成。第1水配管331a与供水管线312连接,且与供水泵332的吸入口连接。第2水配管331b与供水泵332的排出口连接,且与第2热交换器333的水管333a连接。第3水配管331c与第2热交换器333的水管333a连接,且与热水流出管线314连接。第3水配管331c在与热水流出管线314的连接部的附近安装有用于对在第3水配管331c中流动的水的温度进行测定的热水流出温度传感器338。
(15-3-2-2)热水供应泵
供水泵332是容量可变的泵,能够调节在水流路331中流动的水的量。在水流路331中流动的水从供水管线312被供给,并通过供水泵332以及第2热交换器333而被供给到热水流出管线314。
(15-3-2-3)第2热交换器
第2热交换器333具有:使在水流路331中流动的水通过的水管333a和使在制冷剂循环流路334中流动的制冷剂通过的制冷剂管333b。第2热交换器333例如是具有如下构成的立体漩涡式热交换器,即,制冷剂管333b螺旋状地卷绕在水管333a的外周,并且在水管333a的内部形成有槽。在第2热交换器333中,在水管333a中流动的低温的水与在制冷剂管333b中流动的高温高压的制冷剂之间进行热交换。在第2热交换器333的水管333a中流动的低温的水与在第2热交换器333的制冷剂管333b中流动的高温的制冷剂进行热交换而被加热。由此,从供水管线312供给的水被第2热交换器333加热,并作为热水供给至热水流出管线314。
(15-3-2-4)制冷剂循环流路
制冷剂循环流路334是使在第2热交换器333中与水进行热交换的制冷剂循环的管。在本实施方式中,在制冷剂循环流路334中填充有用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述的制冷剂A~D中的任一种。
如图15M所示,制冷剂循环流路334将压缩机335的排出口与第2热交换器333的制冷剂管333b连结,将第2热交换器333的制冷剂管333b与膨胀阀336连结,将膨胀阀336与第1热交换器337连结,将第1热交换器337与压缩机335的吸入口连结。第2热交换器333具有作为制冷循环中的冷凝器的功能。第1热交换器337具有作为制冷循环中的蒸发器的功能。
(15-3-2-5)压缩机
压缩机335是容量可变的变频压缩机。压缩机335吸入在制冷剂循环流路334中流动的低压的气体制冷剂并进行压缩。在压缩机335中被压缩的高温高压的气体制冷剂从压缩机335排出,并被送至第2热交换器333的制冷剂管333b。在第2热交换器333中,在第2热交换器333的制冷剂管333b中流动的高温高压的气体制冷剂与在第2热交换器333的水管333a中流动的低温的水进行热交换。由此,在第2热交换器333中,高温高压的气体制冷剂冷凝而成为高压的液态制冷剂。
(15-3-2-6)膨胀阀
膨胀阀336是用于调节在制冷剂循环流路334中流动的制冷剂的压力及流量的电动阀。在第2热交换器333的制冷剂管333b进行热交换后的高压的液态制冷剂通过膨胀阀336而被减压,成为低压的气液两相状态的制冷剂。
(15-3-2-7)第1热交换器
第1热交换器337例如是板翅片式线圈热交换器。在第1热交换器337的附近设置有风扇337a。风扇337a向第1热交换器337吹送外部气体,在第1热交换器337中排出与制冷剂进行热交换后的外部气体。在第1热交换器337中,由膨胀阀336减压后的低压的气液两相状态的制冷剂通过与由风扇337a供给的外部气体的热交换而蒸发,成为低压的气体制冷剂。通过了第1热交换器337的低压的气体制冷剂被送到压缩机335。
(15-3-2-8)热水流出温度传感器
热水流出温度传感器338是在水流路331的第3水配管331c与热水流出管线314的连接部的附近安装于第3水配管331c的温度传感器。热水流出温度传感器338对在第2热交换器333中被加热、在第3水配管331c中流动的水的温度进行测定。即,热水流出温度传感器338对由热源单元330供给的热水的温度进行测定。
(15-3-3)热水储罐
热水储罐340是用于储存从热源单元330经由热水流出管线314被供给的热水的开放型的热水储罐。热水储罐340例如为不锈钢制的罐和FRP制的罐。储存于热水储罐340的热水经由热水循环路径316被供给至热水利用部350。如图15L所示,热水循环路316由第1热水配管316a和第2热水配管316b构成。热水储罐340将储存在内部的热水供给至第1热水配管316a,并将热水经由第1热水配管316a输送至热水利用部350。在热水利用部350未被利用的热水经由第2热水配管316b返回到热水储罐340。即,储存于热水储罐340的热水的一部分在第1热水配管316a以及第2热水配管316b中流动,再次返回到热水储罐340。
需要说明的是,如图15L所示,在第1热水配管316a安装有热水供应泵351。热水供应泵351是用于将储存于热水储罐340的热水输送至热水利用部350的加压泵。热水供应泵351的容量可变,能够调节向热水利用部350输送的热水的量。
如图15N所示,热水储罐340主要具有保温加热器341、水压传感器342、浮子开关343和热水储存温度传感器344。接着,对热水储罐340的各构成要素进行说明。
(15-3-3-1)保温加热器
保温加热器341是为了将储存于热水储罐340的热水的温度维持在热水利用部350中能够作为热水利用的温度以上而安装于热水储罐340的内部的加热器。热水储罐340使用保温加热器341进行储存在内部的热水的保温运转。
(15-3-3-2)水压传感器
水压传感器342是用于对储存于热水储罐340的热水的余量进行测定的传感器。水压传感器342安装于热水储罐340内部的下部,通过对热水储罐340内部的热水产生的水压进行检测,从而算出储存于热水储罐340的热水的余量和水位。水压传感器342例如能够检测储存于热水储罐340的热水的余量是否小于预先设定的目标剩余热水量。
(15-3-3-3)浮子开关
浮球开关343使用根据储存于热水储罐340的热水的水位而上下浮动的浮子,辅助性地检测储存于热水储罐340的热水的余量。
(15-3-3-4)热水储存温度传感器
热水储存温度传感器344是在热水循环路316的第1热水配管316a与热水储罐340的连接部的附近设置在热水储罐340的内部的温度传感器。热水储存温度传感器344对储存在热水储罐340中的热水的温度进行测定。
(15-3-4)热水利用部
热水利用部350是厨房、淋浴及水池等利用储存于热水储罐340的热水的地方。储存于热水储罐340的热水通过热水供应泵351经由热水循环路316的第1热水配管316a被供给到热水利用部350。在热水利用部350中,未必利用经由第1热水配管316a所供给的所有热水。在热水利用部350未被利用的热水经由热水循环路316的第2热水配管316b返回到热水储罐340。
(15-3-5)控制部
如图15N所示,控制部360与热水供应系统310的构成要素连接。具体而言,控制部360连接于供水泵332、压缩机335、膨胀阀336、风扇337a、热水流出温度传感器338、保温加热器341、水压传感器342、浮子开关343、热水储存温度传感器344及热水供应泵351。控制部360例如设置于热源单元330内部的电气安装件单元(未图示)。
控制部360是用于控制热水供应系统310的构成要素的计算机。例如,控制部360控制供水泵332的转速、压缩机335的运转频率、膨胀阀336的开度、风扇337a的转速、保温加热器341的消耗功率以及热水供应泵351的转速,获取热水流出温度传感器338、水压传感器342、浮子开关343及热水储存温度传感器344的测定值。
另外,如图15N所示,控制部360还与遥控器370连接。遥控器370是用于控制热水供应系统310的设备。
(15-3-6)热水供应系统的特征
在第3实施方式的热水供应系统中,使用了上述的制冷剂A~D中的任一种,利用热源单元330的第2热交换器333对水进行加热,因此效率高。
(16)第16组的技术的实施方式
(16-1)第1实施方式
在第1实施方式中,对作为制冷循环装置的一个例子的空调装置10进行说明。制冷循环装置是指以制冷循环运转的所有装置,其包括空调机、除湿机、热泵式的热水供应装置、冰箱、制冷用的制冷装置、制造工艺用冷却装置等。
该空调装置10是具备室外机(省略图示)和室内机(省略图示)的分离式空调装置,其构成为能够进行制冷运转和制暖运转的切换。
如图16A所示,该空调装置10具备进行蒸汽压缩式制冷循环的制冷剂回路20。制冷剂回路20具备搭载于室外机的室外回路20a和搭载于室内机的室内回路20b。在室外回路20a连接有压缩机21、室外热交换器23、室外膨胀阀24、四通阀22、桥接回路31以及气液分离器25。室外热交换器23构成热源侧热交换器。另一方面,在室内回路20b连接有室内热交换器27和室内膨胀阀26。室内热交换器27构成利用侧热交换器。压缩机21的排出管45与四通阀22的第1端口P1连接。压缩机21的吸入管46与四通阀22的第2端口P2连接。
在气液分离器25连接有流入管36、流出管37和注入管38。流入管36在气液分离器25的内部空间的上部开口。流出管37在气液分离器25的内部空间的下部开口。注入管38在气液分离器25的内部空间的上部开口。在气液分离器25中,从流入管36流入的制冷剂被分离为饱和液体和饱和气体,饱和液体从流出管37流出,饱和气体从注入管38流出。流入管36和流出管37分别与桥接回路31连接。注入管38与压缩机21的中间连接管47连接。
另一方面,从注入管38流出的饱和气体状态的制冷剂通过中间端口被注入压缩机构32的中间压的压缩室。在本实施方式中,流入管36、流出管37、注入管38和气液分离器25构成了注入回路15,该注入回路15用于将在冷却动作中从室外热交换器23流出并被减压至制冷循环的中间压的制冷剂中的饱和液体状态的制冷剂供给到室内热交换器27,将饱和气体状态的制冷剂供给到压缩机21。
桥接回路31是将第1止回阀CV1、第2止回阀CV2、第3止回阀CV3及第4止回阀CV4以桥状连接的回路。在桥接回路31中,位于第1止回阀CV1的流入侧以及第2止回阀CV2的流入侧的连接端与流出管37连接。位于第2止回阀CV2的流出侧以及第3止回阀CV3的流入侧的连接端与室内热交换器27连接。在连接该连接端与室内热交换器27的制冷剂配管上设置有开度可变的室内膨胀阀26。位于第3止回阀CV3的流出侧以及第4止回阀CV4的流出侧的连接端与流入管36连接。位于第1止回阀CV1的流出侧以及第4止回阀CV4的流入侧的连接端与室外热交换器23连接。
在制冷运转中,四通阀22设定为第1端口P1与第3端口P3彼此连通且第2端口P2与第4端口P4彼此连通的状态(图16A中实线所示的状态)。并且,当在该状态下进行压缩机21的运转时,在制冷剂回路20中进行如下的冷却动作,即,室外热交换器23作为冷凝器工作且室内热交换器27作为蒸发器进行工作。
在制暖运转中,四通阀22设定为第1端口P1与第4端口P4彼此连通且第2端口P2与第3端口P3彼此连通的状态(图16A中虚线所示的状态)。并且,当在该状态下进行压缩机21的运转时,在制冷剂回路20中进行如下的加热动作,即,室外热交换器23作为蒸发器工作且室内热交换器27作为冷凝器工作。
室外热交换器23由形成有成为制冷剂的流路的微型通道13的微型通道热交换器(也称为微型热交换器。)构成。微型通道13是指使用微细加工技术等加工而成的微细流路(流路面积极小的流路)。通常,具有出现表面张力的影响的数毫米径以下的流路的微型通道13的热交换器被称为微型通道热交换器。
具体而言,如图16B所示,室外热交换器23具备2个以上的扁平管16和一对集管17、18。一对集管17、18由筒状的密闭容器构成。如图16C所示,在各扁平管16形成有2个以上的微型通道13。2个以上的微型通道13在扁平管16的宽度方向上以规定的间距形成。各扁平管16按照微型通道13的一端在一个集管17内开口、微型通道13的另一端在另一集管18内开口的方式固定于一对集管17、18。另外,在扁平管16之间设有波状的金属板19。
室外热交换器23的附近设有室外风扇28。在室外热交换器23中,由室外风扇28供给的室外空气在由扁平管16和金属板19形成的间隙中流动。室外空气沿扁平管16的宽度方向流动。
在室外热交换器23中,一个集管17与四通阀22的第3端口P3连接,另一集管18与桥接回路31连接。在室外热交换器23中,流入到一个集管17、18的制冷剂被分配给2个以上的微型通道13,通过各微型通道13后的制冷剂在另一集管17、18汇合。各微型通道13成为使制冷剂流动的制冷剂流路。在室外热交换器23中,在各微型通道13中流动的制冷剂与室外空气进行热交换。
室内热交换器27由微型通道热交换器构成。室内热交换器27为与室外热交换器23相同的结构,因此省略室内热交换器27的结构的说明。在室内热交换器27的附近设有室内风扇29。在室内热交换器27中,在各微型通道13中流动的制冷剂与由室内风扇29供给的室内空气进行热交换。在室内热交换器27中,一个集管17与四通阀22的第4端口P4连接,另一集管18与桥接回路31连接。
在本实施方式中,室外热交换器23和室内热交换器27由微型通道热交换器构成。微型通道热交换器内的容积比同等性能的其它结构型式的热交换器(例如交叉翅片式的管片型热交换器)小。因此,与使用了其它结构型式的热交换器的制冷循环装置相比,能够减小制冷剂回路20内的总容积。
鉴于耐压性、耐腐蚀性,优选为“0.9mm≤扁平管厚度(图16C所示的扁平管16的纵向高度h16)≤4.0mm”;鉴于热交换能力,优选为“8.0mm≤扁平管厚度(图16C所示的扁平管16的横向宽度W16)≤25.0mm”。
在本实施方式中,制冷剂回路20中填充有用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述的制冷剂A~D中的任一种。
(16-2)第2实施方式
如图16D所示,室外热交换器125具有热交换部195和总集合管191、192。热交换部195具有2个以上的扁平多孔管193以及2个以上的插入翅片194。扁平多孔管193为扁平管的一个例子。室外热交换器125包含在制冷循环装置的制冷剂回路中。制冷循环装置的制冷剂回路具备压缩机、蒸发器、冷凝器以及膨胀阀。在制暖运转中,在制冷循环装置的制冷剂回路中,室外热交换器125作为蒸发器发挥功能。在制冷运转中,在制冷循环装置的制冷剂回路中,室外热交换器125作为冷凝器发挥功能。
图16E是沿垂直方向切断扁平多孔管193以及插入翅片194时的热交换部195的局部放大图。扁平多孔管193作为传热管发挥功能,将在插入翅片194与室外空气之间移动的热传递到在内部流动的制冷剂。
扁平多孔管193具有:成为传热面的侧面部;以及使制冷剂流动的2个以上的内部流路193a。扁平多孔管193在使相邻的扁平多孔管193和侧面部上下相对的状态下隔开间隔地排列有多层。插入翅片194为图16E所示的形状的2个以上的翅片,与扁平多孔管193连接。在插入翅片194形成有水平细长地延伸的2个以上的缺口194a,以将插入翅片194插入到排列在两总集合管191、192之间的多层的扁平多孔管193中。如图16E所示,这些插入翅片194的缺口194a的形状与扁平多孔管193的截面的外形几乎一致。
此处,对插入翅片194的连通部分194b配置于下风侧的情况进行了说明。此处,连通部分194b为在插入翅片194中没有切口194a而直线地连接的部分。但是,在室外热交换器125中,插入翅片194的连通部分194b也可以配置于上风侧。在连通部分194b配置于上风侧的情况下,风先被插入翅片194除湿后而吹到扁平多孔管193。
此处,对室外热交换器125使用了图16D所示的热交换器的情况进行了说明,但也可以将图16D所示的热交换器用于室内热交换器。在插入翅片用于室内热交换器的情况下,可以将插入翅片的连通部分配置于下风侧。如此,在室内热交换器中,当插入翅片的连通部分配置于下风侧时,能够防止溅水。
鉴于耐压性、耐腐蚀性,优选为“0.9mm≤扁平管厚度(图16E所示的扁平多孔管193的纵向高度h193)≤4.0mm”;鉴于热交换能力,优选为“8.0mm≤扁平管厚度(图16E所示的扁平多孔管193的横向宽度W193)≤25.0mm”。
在本实施方式中,在包括室外热交换器125的制冷剂回路中填充有用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述的制冷剂A~D中的任一种。
(16-3)第3实施方式
在图16I所示的2个以上的平行配置的板翅片211的贯通孔211a中插入内表面带槽管201。接着,将该扩管用工具(未图示)压入内表面带槽管201内。由此,内表面带槽管201扩管,从而消除了内表面带槽管201与板翅片211之间的间隙,提高了内表面带槽管201与板翅片211的密合性。接着,将扩管用工具从内表面带槽管201取出。由此,制造出内表面带槽管201与板翅片211无间隙地接合的热交换器。
内表面带槽管201用于空调机和制冷空调机器等制冷循环装置的板翅管型换热器。板翅管型换热器包括在制冷循环装置的制冷剂回路中。制冷循环装置的制冷剂回路具备压缩机、蒸发器、冷凝器以及膨胀阀。在制暖运转中,在制冷循环装置的制冷剂回路中,板翅管型热交换器作为蒸发器发挥功能。在制冷运转中,在制冷循环装置的制冷剂回路中,板翅管型热交换器作为冷凝器发挥功能。
内表面带槽管201使用管的管外径D201为4mm以上10mm以下的管。另外,作为内表面带槽管201的管坯的材质,使用铝或铝合金。需要说明的是,内表面带槽管201的内表面槽形状的形成方法有滚轧加工法、轧制法等,但没有特别限定。
并且,如图16F、图16G及图16H所示,内表面带槽管201具备如下构成,即,具有在其内表面沿向管轴方向倾斜的方向所形成的2个以上的槽202;以及形成于该槽202间的管内脊部203,槽202的槽数为30以上100以下,槽202和管轴所成的槽导程角θ201为10度以上50度以下,内表面带槽管201的管轴正交截面(以I-I线切断)中的内表面带槽管201的底壁厚度T201为0.2mm以上1.0mm以下,所述管内脊部的脊部高度h201为0.1mm以上且底壁厚度T201的1.2倍以下,脊部山顶角δ201为5度以上45度以下,脊部根部半径r为201为脊部高度h201的20%以上50%以下。
接着,对内表面带槽管201的所述内表面槽形状中的数值限定进行说明。
(16-3-1)槽数:30以上100以下
槽数是通过与后述的内表面槽形状的各要素组合并考虑传热性能和单重等而适当决定的,但优选为30以上100以下。若槽数小于30,则槽成型性容易变差;另外,若槽数超过100,则容易产生带槽工具(带槽塞)的缺损。均容易降低内表面带槽管201的量产性。
而且,在将内表面带槽管201用于制冷循环装置的制冷剂回路中所包含的室外热交换器及室内热交换器的情况下,优选为室外热交换器的内表面带槽管201的槽数>室内热交换器的内表面带槽管201的槽数。这样一来,能够降低内表面带槽管201的管内压力损失并且提高传热性能。
(16-3-2)槽导程角θ201:10度以上50度以下
槽导程角θ201优选为10度以上50度以下。若槽导程角θ201小于10度,则内表面带槽管201(热交换器)的传热性能容易下降。另外,若槽导程角θ201超过50度,则难以确保内表面带槽管201的量产性、并且难以抑制因扩管而导致的管内脊部203的变形。
而且,在将内表面带槽管201用于制冷循环装置的制冷剂回路中所包含的室外热交换器及室内热交换器的情况下,优选为室外热交换器的内表面带槽管201的槽导程角<室内热交换器的内表面带槽管201的槽数。这样一来,能够降低内表面带槽管201的管内压力损失、并且提高传热性能。
(16-3-3)底壁厚度T201:0.2mm以上1.0mm以下
底壁厚度T201优选为0.2mm以上1.0mm以下。若底壁厚度T201在所述范围外,则内表面带槽管201的制造变得困难。另外,若底壁厚度T201小于0.2mm,则内表面带槽管201的强度容易下降,耐压力强度的保持容易变得困难。
(16-3-4)脊部高度h201:0.1mm以上且(底壁厚度T201×1.2)mm以下
脊部高度h201优选为0.1mm以上且(底壁厚度T201×1.2)mm以下。若脊部高度h201小于0.1mm,则内表面带槽管201(热交换器)的传热性能容易下降。另外,若脊部高度h201超过(底壁厚度T201×1.2)mm,则难以确保内表面带槽管201的量产性、并且难以抑制由扩管导致的管内脊部203的极端变形。
而且,在将内表面带槽管201用于制冷循环装置的制冷剂回路中所包含的室外热交换器及室内热交换器的情况下,优选为室外热交换器的内表面带槽管201的脊部高度h201>室内热交换器的内表面带槽管201的脊部高度h201。这样一来,能够降低内表面带槽管201的管内压力损失、并且进一步提高室外热交换器的传热性能。
(16-3-5)山顶角δ201:5度以上45度以下。
山顶角δ201优选为5度以上45度以下。若山顶角δ201小于5度,则难以确保内表面带槽管201的量产性、并且难以抑制因扩管而导致的管内脊部203的变形。另外,若山顶角δ201超过45度,则内表面带槽管201(热交换器)的传热性能的维持和内表面带槽管201的单重容易过大。
(16-3-6)脊部根部半径r201:脊部高度h201的20%以上50%以下
脊部根部半径r201优选为脊部高度h201的20%以上50%以下。若脊部根部半径r201小于脊部高度h201的20%,则由扩管导致的脊部斜率容易过大,并且量产性容易降低。另外,若脊部根部半径r201超过脊部高度h201的50%,则制冷剂气液界面的有效传热面积容易减少,内表面带槽管201(热交换器)的传热性能容易降低。
在本实施方式中,在包括使用了内表面带槽管201的板翅管型热交换器的制冷剂回路中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述的制冷剂A~D中的任一种。
(16-4)特征
作为第1实施方式的制冷循环装置的空气调节装置10、第2实施方式的制冷循环装置以及第3实施方式的制冷循环装置具备:可燃性的制冷剂,其至少包含1,2-二氟乙烯;蒸发器,其使制冷剂蒸发;以及冷凝器,其使制冷剂冷凝。在这些制冷循环装置中,这些制冷循环装置构成为:制冷剂在蒸发器和冷凝器中循环而反复进行制冷循环。
在第1实施方式中,室外热交换器23为蒸发器和冷凝器中的一者,室内热交换器27为蒸发器和冷凝器中的另一者,并且具有金属板19和扁平管16,所述金属板19为铝制或铝合金制的2个以上的翅片,所述扁平管16为铝制或铝合金制的2个以上的传热管。室外热交换器23和室内热交换器27是使在扁平管16的内部流动的制冷剂与沿着金属板19流动的流体即空气进行热交换的热交换器。扁平管16具有图16C所示的平面部16a。在室外热交换器23及室内热交换器27中,彼此相邻的扁平管16的平面部16a被配置成彼此相对。2个以上的金属板19各自弯折成波形,并配置在彼此相邻的扁平管(16)的平面部(16a)之间。各金属板19与平面部16a连接,以便向平面部16a传递热。
在第2实施方式中,室外热交换器125为蒸发器和冷凝器中的一者,并具有铝制或铝合金制的2个以上的插入翅片194以及铝制或铝合金制的2个以上的传热管即扁平多孔管193。室外热交换器125为使在扁平多孔管193的内部流动的制冷剂与沿着插入翅片194流动的流体即空气进行热交换的热交换器。扁平多孔管193具有图16E所示的平面部193b。在室外热交换器125中,彼此相邻的扁平多孔管193的平面部193b被配置成彼此相对。2个以上的插入翅片194各自具有2个以上的缺口194a。2个以上的扁平多孔管193插入到2个以上的插入翅片194的2个以上的缺口194a而连接,以便向2个以上的插入翅片194传递热。
在第3实施方式中,具有铝制或铝合金制的2个以上的板翅片211以及铝制或铝合金制的2个以上的传热管即内表面带槽管201的热交换器成为蒸发器和冷凝器中的一者。该热交换器为使在内表面带槽管201的内部流动的制冷剂与沿着板翅片211流动的流体即空气进行热交换的热交换器。2个以上的板翅片211各自具有2个以上的贯通孔211a。在热交换器中,2个以上的内表面带槽管201贯通2个以上的板翅片211的2个以上的贯通孔211a。这些2个以上的内表面带槽管201的外周密合于2个以上的贯通孔211a的内周。
上述的制冷循环装置在热交换器具有铝制或铝合金制的2个以上的翅片即金属板19、插入翅片194或板翅片211、以及铝制或铝合金制的2个以上的传热管即扁平管16、扁平多孔管193或内表面带槽管201。制冷循环装置具有这种构成,因此与例如传热管使用了铜管的情况相比,能够削减热交换器的材料费。
(17)第17组的技术的实施方式
(17-1)第1实施方式
图17A是示出第1实施方式的空调装置1的配置的示意图。图17B是空调装置1的示意性构成图。在图17A和图17B中,空调装置1是用于对住宅、大厦进行空气调节的装置。
此处,空调装置1设置在两层结构住宅100中。在住宅100中,在1层设有房间101、102,在2层设有房间103、104。另外,在住宅100设有地下室105。
空调装置1是所谓的管道式空调系统。空调装置1具有:作为利用侧单元的室内机2;作为热源侧单元的室外机3;制冷剂连通管306、307;和将由室内机2进行了空气调节的空气送到房间101~104的第1管道209。第1管道209被分支到房间101~104后,与各房间101~104的通风口101a~104a连接。需要说明的是,为了便于说明,将室内机2、室外机3和制冷剂连通管306、307作为一体而称为空调设备80。作为利用侧单元的室内机2与作为热源侧单元的室外机3是相互分体的。
在图17B中,室内机2、室外机3以及制冷剂连通管306、307构成利用蒸汽压缩式的制冷循环进行室内的制暖的热泵部360。另外,作为室内机2的一部分的燃气炉单元205构成利用与热泵部360不同的热源(此处为气体燃烧产生的热)进行室内的制暖的其它热源部270。
如此,室内机2除了构成热泵部360以外,还具有构成其它热源部270的燃气炉单元205。另外,室内机2还具有室内风扇240,该室内风扇240用于将房间101~104内的空气导入壳体230内后将由热泵部360、其它热源部270(燃气炉单元205)进行了空气调节的空气供给到房间101~104内。另外,在室内机2设有:吹出空气温度传感器233,其对壳体230的空气出口231处的空气的温度亦即吹出空气温度Trd进行检测;以及室内温度传感器234,其对壳体230的空气入口232处的空气的温度亦即室内温度Tr进行检测。需要说明的是,室内温度传感器234也可以不设置在室内机2,而是设置在房间101~104内。在壳体230的空气入口232连接有第2管道210。作为利用侧单元的室内机2具有壳体230以及收纳于壳体230中的设备。室内机2构成为:将从室内导入的第1空气即室内空气F1导向作为利用侧热交换器的室内热交换器242。
(17-1-1)热泵部360
在空调设备80的热泵部360中,制冷剂回路320是通过室内机2和室外机3经由制冷剂连通管306、307连接而构成的。制冷剂连通管306、307是在设置空调设备80时在现场施工的制冷剂管。
室内机2设置于住宅100的地下室105。需要说明的是,室内机2的设置场所并不限于地下室105,也可以配置在其它室内。室内机2具有:作为制冷剂散热器的室内热交换器242,其通过制冷循环中的制冷剂的散热来加热空气;以及室内膨胀阀241。
室内膨胀阀241在制冷运转时将在制冷剂回路320中循环的制冷剂减压并使其流向室内热交换器242。此处,室内膨胀阀241是与室内热交换器242的液体侧连接的电动膨胀阀。
室内热交换器242配置在从形成于壳体230的空气入口232到空气出口231为止的通风路径中的最下风侧。
室外机3设置在住宅100的室外。室外机3具有压缩机321、室外热交换器323、室外膨胀阀324以及四通阀328。压缩机321是在壳体内收纳有未图示的压缩元件和旋转驱动压缩元件的压缩机电动机322的密闭型压缩机。
压缩机电机322通过未图示的逆变器装置被供给了电力,通过改变逆变器装置的频率(即转速),从而能够改变运转容量。
室外热交换器323是作为利用室外空气使制冷循环中的制冷剂蒸发的制冷剂蒸发器而发挥功能的热交换器。在室外热交换器323的附近设置有用于将室外空气送到室外热交换器323的室外风扇325。室外风扇325由室外风扇电动机326旋转驱动。
室外膨胀阀324在制暖运转时将在制冷剂回路320中循环的制冷剂减压而使其流向室外热交换器323。此处,室外膨胀阀324是与室外热交换器323的液体侧连接的电动膨胀阀。另外,在室外机3设置有室外温度传感器327,该室外温度传感器327对配置有室外机3的住宅100的室外的室外空气的温度、即外部气体温度Ta进行检测。
在本实施方式中,在制冷剂回路320中填充有用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述的制冷剂A~D中的任一种。
四通阀328是切换制冷剂的流动方向的阀。在制冷运转时,四通阀328将压缩机321的排出侧与室外热交换器323的气体侧连接,并且将压缩机321的吸入侧与气体制冷剂连通管307连接(制冷运转状态:参照图17B的四通阀328的实线)。其结果,室外热交换器323作为制冷剂的冷凝器发挥功能,室内热交换器242作为制冷剂的蒸发器发挥功能。
制暖运转时,四通阀328将压缩机321的排出侧和气体制冷剂连通管307连接,并且将压缩机321的吸入侧和室外热交换器323的气体侧连接(制暖运转状态:参照图17B的四通阀328的虚线)。其结果,室内热交换器242作为制冷剂的冷凝器发挥功能,室外热交换器323作为制冷剂的蒸发器发挥功能。
(17-1-2)空调装置1的重要构成的概要
在进行热泵制暖运转时,在空调装置1中,至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂在压缩机321、作为利用侧热交换器的室内热交换器242以及作为热源侧热交换器的室外热交换器323中循环而反复进行制冷循环。室内热交换器242使作为第1空气的室内空气F1和制冷剂进行热交换。室内空气F1通过室内风扇240被供给到室内热交换器242。在室内热交换器242中被加热的室内空气F3(第1空气)通过第1管道209从室内机2向各房间101~104输送,从而进行制暖。室外热交换器323使作为第2空气的室外空气与制冷剂进行热交换。壳体230具有与第1管道209连接且收纳有室内热交换器242的利用侧空间SP2,并构成为:将在室内热交换器242中与制冷剂进行热交换后的室内空气F3送出到第1管道209。
在进行其它热源制暖运转时,被输送到炉热交换器255的高温的燃烧气体在炉热交换器255中与由室内风扇240供给的室内空气F1进行热交换而被冷却,成为低温的燃烧气体。该低温的燃烧气体经由排气管257而从燃气炉单元205排出。另一方面,在炉热交换器255中被加热的室内空气F2通过第1管道209从室内机2被送到各房间101~104,从而进行制暖。
(17-1-3)其它热源部270
其它热源部270由作为空调设备80的室内机2的一部分的燃气炉单元205构成。
燃气炉单元205设置在住宅100的地下室105所设置的壳体230内。燃气炉单元205是气体燃烧式制暖装置,其具有燃料气体阀251、炉风机252、燃烧部254、炉热交换器255、供气管256以及排气管257。
燃料气体阀251由能够控制开闭的电磁阀等构成,其设置于从壳体230外延伸到燃烧部254的燃料气体供给管258。作为燃料气体,使用了天然气、石油气等。
炉风机252是生成通过供气管256向燃烧部254导入空气之后向炉热交换器255输送空气并从排气管257排出这样的空气的流动的风扇。炉风机252由炉风机电动机253旋转驱动。
燃烧部254是通过气体燃烧器等(未图示)使燃料气体和空气的混合气体燃烧而得到高温的燃烧气体的设备。
炉热交换器255是通过由燃烧部254得到的燃烧气体的散热来加热空气的热交换器,其作为通过与热泵部360不同的热源(此处为气体燃烧产生的热)的散热来加热空气的其它热源散热器而发挥功能。
炉热交换器255在从形成于壳体230的空气入口232到空气出口231为止的通风路径内配置于比作为制冷剂散热器的室内热交换器242更靠上风侧。
(17-1-4)室内风扇240
室内风扇240是用于将由作为构成热泵部360的制冷剂散热器的室内热交换器242、作为构成其它热源部270的其它热源散热器的炉热交换器255加热的空气供给到房间101~104内的送风机。
室内风扇240在从形成于壳体230的空气入口232到空气出口231为止的通风路径内配置于比室内热交换器242和炉热交换器255双方更靠上风侧的位置。室内风扇240具有叶片243以及旋转驱动叶片243的风扇电动机244。
(17-1-5)控制器30
室内机2搭载有控制室内机2的各部的动作的室内侧控制基板21。室外机3搭载有控制室外机3的各部的动作的室外侧控制基板31。并且,室内侧控制基板21及室外侧控制基板31具有微型计算机等,与恒温器40之间进行控制信号等的交换。另外,在室内侧控制基板21与室外侧控制基板31之间不进行控制信号的交换。将包含室内侧控制基板21及室外侧控制基板31的控制装置称为控制器30。
(17-1-6)控制器30的详细结构
图17C是示出第1实施方式的空调装置1中的控制器30以及恒温器40的电连接状态的框图。恒温器40按照与室内机2相同的方式安装于室内空间。需要说明的是,分别安装有恒温器40和室内机2的场所也可以是室内空间不同的场所。另外,恒温器40通过通信线与室内机2以及室外机3各自的控制系统连接。
变压器20将商用电源90的电压向能够使用的低电压变压后,经由电源线81、82分别供给至室内机2、室外机3以及恒温器40。
(17-2)第2实施方式
(17-2-1)整体构成
如图17D所示,第2实施方式的空调装置701设置在建筑物800的屋顶801上、即屋顶上。空调装置701是进行建筑物800的内部亦即室内的空气调节的设备。建筑物800具有2个以上的房间810。对于空调装置701而言,建筑物800的房间810成为空气调节对象空间。图17D中示出了空调装置701具备1个第1管道721和1个第2管道722的例子。但是,空调装置701也可以构成为:分别具备2个以上的第1管道721及第2管道722。需要说明的是,图17D所示的第1管道721在中途分支。第1管道721是为了供给空气而设置的,第2管道722是为了返回空气而设置的。由第1管道721向室内的2个以上的房间810所供给的供给空气为第1空气。由第2管道722从室内导入的返回空气也是第1空气。在图17D中,第1管道721、第2管道722中的箭头Ar1、Ar2表示第1管道721、第2管道722中的空气流动的方向。从空调装置701通过第1管道721向房间810输送空气,空气调节对象空间的空气亦即房间810的室内空气通过第2管道722被输送至空调装置701。在第1管道721与房间810的边界设有2个以上的吹出口723。由第1管道721供给的供给空气从吹出口723被吹出到房间810。另外,在第2管道722与房间810的边界设置有至少一个吸入口724。从吸入口724吸入的室内空气成为由第2管道722返回空调装置701的返回空气。
(17-2-2)空调装置701的外观
图17E中示出了从斜上方观察空调装置701而得到的空调装置701的外观,图17F中示出了从斜下方观察空调装置701而得到的空调装置701的外观。以下,为了方便,使用图中箭头所示的上下前后左右的方向进行说明。空调装置701具备:具有以长方体为基础的形状的壳体730。该壳体730包括:覆盖上面730a、正面730b、右侧面730c、左侧面730d、背面730e及底面730f的金属板。壳体730在上面730a具有第3开口733。该第3开口733与热源侧空间SP1(参照图17G)连通。通过第3开口733向壳体730外吹出热源侧空间SP1的空气的热源侧风扇747安装于第3开口733。热源侧风扇747例如使用螺旋桨式风扇。另外,壳体730在正面730b、左侧面730d以及背面730e具有狭缝734。这些狭缝734也与热源侧空间SP1连通。当由热源侧风扇747从热源侧空间SP1向壳体730的外侧吹出空气时,热源侧空间SP1相对于大气压成为负压,因此室外空气通过狭缝734从壳体730的外部被吸入到热源侧空间SP1。需要说明的是,第3开口733和狭缝734不与利用侧空间SP2(参照图17G)连通。因此,在通常的状态下,除了第1管道721、第2管道722以外,没有从利用侧空间SP2与壳体730的外部连通的部位。
在壳体730的底面730f安装有具有第1开口731以及第2开口732的底板735。如图17J所示,在供给空气用的第1开口731连接有第1管道721。另外,如图17J所示,在用于返回空气的第2开口732连接有第2管道722。从作为空调对象空间的房间810通过第2管道722返回到壳体730的利用侧空间SP2的空气从利用侧空间SP2通过第1管道721被输送到房间810。在第1开口731以及第2开口732的周围,为了增强底板735的强度,形成有高度小于3cm的肋731a、732a(参照图17H)。在通过例如冲压成型在底板735形成第1开口731以及第2开口732时,肋731a、732a通过冲压成型将作为底板735的材料的金属板立起而与底板735一体形成。
(17-2-3)空调装置701的内部结构
(17-2-3-1)壳体730中的热源侧空间SP1和利用侧空间SP2。
图17G中示出了覆盖壳体730的正面730b的金属板和覆盖左侧面730d的金属板被卸下的状态。图17H中示出了覆盖壳体730的右侧面730c的金属板和覆盖背面730e的一部分金属板被卸下的状态。在图17H中,覆盖背面730e的金属板中的被卸下的金属板是覆盖利用侧空间SP2的金属板。因此,图17H所示的覆盖背面730e的金属板仅覆盖热源侧空间SP1。而且,图17I中示出了覆盖壳体730的右侧面730c的金属板、覆盖左侧面730d的金属板、覆盖背面730e的金属板以及覆盖上面730a的一部分的金属板被卸下且热源侧热交换器743和热源侧风扇747被卸下的状态。
热源侧空间SP1和利用侧空间SP2被分隔板739隔开。室外空气在热源侧空间SP1中流动,室内空气在利用侧空间SP2中流动,但分隔板739通过将热源侧空间SP1和利用侧空间SP2隔开而阻断了热源侧空间SP1与利用侧空间SP2之间的空气的流通。因此,在通常的状态下,在壳体730中室内空气和室外空气不会混合,室外和室内不会经由空调装置701连通。
(17-2-3-2)热源侧空间SP1中的结构
在热源侧空间SP1中,除了热源侧风扇747以外,还收纳有压缩机741、四通阀742、热源侧热交换器743以及储液器746。热源侧热交换器743包括:使制冷剂在其中流动的2个以上的传热管(未图示);以及使空气在彼此的间隙中流动的2个以上的传热翅片(未图示)。2个以上的传热管在上下方向(以下也称为行方向)上排列,各传热管在与上下方向实质上正交的方向(实质为水平方向)上延伸。另外,2个以上的传热管从接近壳体730的一侧起依次设置有多列。在热源侧热交换器743的端部,以从某列向其它列和/或从某行向其它行使制冷剂的流动折返的方式,例如弯曲成U字状或者以U形管连接传热管彼此。沿上下方向长长地延伸的2个以上的传热翅片彼此保持规定的间隔,并沿着传热管延伸的方向排列。以2个以上的传热管贯通各传热翅片的方式将2个以上的传热翅片和2个以上的传热管组合。并且,2个以上的传热翅片也配置成多列。
热源侧热交换器743在俯视观察时具有C字形的形状,并配置为与壳体730的正面730b、左侧面730d和背面730e相对。热源侧热交换器743未被包围的部分是与分隔板739相对的部分。并且,相当于C字形形状的2端的侧端部配置在分隔板739的附近,热源侧热交换器743的2个侧端部与分隔板739之间被遮挡空气通过的金属板(未图示)堵住。另外,热源侧热交换器743实质上具有从壳体730的底面730f到上面730a的高度。通过这样的构成,形成了从狭缝734进入后通过热源侧热交换器743从第3开口733排出的空气的流路。在通过狭缝734被吸入到热源侧空间SP1的室外空气通过热源侧热交换器743时,与在热源侧热交换器743中流动的制冷剂进行热交换。在热源侧热交换器743中进行热交换后的空气被热源侧风扇747从第3开口733排出到壳体730外。
(17-2-3-3)利用侧空间SP2中的构成
在利用侧空间SP2配置有膨胀阀744、利用侧热交换器745以及利用侧风扇748。利用侧风扇748例如使用离心风扇。作为离心风扇,例如有多叶片式风扇。需要说明的是,膨胀阀744也可以配置于热源侧空间SP1。如图17H所示,利用侧风扇748通过支撑台751配置于第1开口731的上方。如图17N所示,在俯视观察时,利用侧风扇748的吹出口748b配置在与第1开口731不重叠的位置。利用侧风扇748的吹出口748b和第1开口731以外的部分被支撑台751和壳体730包围,因此从利用侧风扇748的吹出口748b吹出的空气实质上全部从第1开口731通过第1管道721被供给到室内。
利用侧热交换器745包括:使制冷剂在其中流动的2个以上的传热管745a(参照图17M);以及使空气在彼此的间隙中流动的2个以上的传热翅片(未图示)。2个以上的传热管745a在上下方向(行方向)上排列,各传热管745a在与上下方向实质上正交的方向(第2实施方式中为左右方向)上延伸。此处,制冷剂在2个以上的传热管745a中沿左右方向流动。另外,2个以上的传热管745a在前后方向上设置有多列。在利用侧热交换器745的端部,以从某列向其它列和/或从某行向其它行使制冷剂的流动折返的方式,例如弯曲成U字状或者以U形管连接传热管745a彼此。沿上下方向长长地延伸的2个以上的传热翅片彼此保持规定的间隔,并沿着传热管745a延伸的方向排列。并且,以2个以上的传热管745a贯通各传热翅片的方式将2个以上的传热翅片和2个以上的传热管745a组合。例如,构成利用侧热交换器745的传热管745a可以使用铜管,传热翅片可以使用铝。
利用侧热交换器745具有前后短、上下左右长的形状。排水盘752具有将左右长长地延伸的长方体的上面去除后的形状。排水盘752在俯视时具有比利用侧热交换器745的前后的长度更长的前后方向的尺寸。利用侧热交换器745嵌入这样的排水盘752中。并且,该排水盘752接收贮留由利用侧热交换器745产生并向下方滴落的结露水。排水盘752从壳体730的右侧面730c延伸至分隔板739。排水盘752的排水口752a贯通壳体730的右侧面730c,由排水盘752接收的结露水通过排水口752a被排出到壳体730外。
另外,利用侧热交换器745从壳体730的右侧面730c的附近延伸至分隔板739的附近。壳体730的右侧面730c与利用侧热交换器745的右侧部745c之间以及分隔板739与利用侧热交换器745的左侧部745d之间被金属板封闭。排水盘752按照向上远离底板735的方式被支撑框736支撑在以底板735为基准的高度h1的位置。利用侧热交换器745的支撑包括与利用侧热交换器745的上下左右的周围匹配的棒状的框部件,并利用被直接或间接地固定于壳体730和分隔板739的辅助框753进行辅助。利用侧热交换器745与壳体730的上面730a之间被利用侧热交换器745自身或辅助框753堵住。另外,利用侧热交换器745与底板735之间的开口部被支撑台751和排水盘752堵住。
如此,利用侧热交换器745将利用侧空间SP2分割为比利用侧热交换器745更靠上游侧的空间和比利用侧热交换器745更靠下游侧的空间。并且,从利用侧热交换器745的上游侧流向下游侧的空气全部通过利用侧热交换器745。利用侧风扇748配置于利用侧热交换器745的下游侧的空间,产生通过利用侧热交换器745的气流。已经说明的支撑台751将利用侧热交换器745的下游侧的空间进一步分为利用侧风扇748的吸入侧的空间和吹出侧的空间。
(17-2-3-4)制冷剂回路
图17K中示出了构成于空调装置701中的制冷剂回路711。制冷剂回路711包括利用侧热交换器745和热源侧热交换器743。在该制冷剂回路711中,制冷剂在利用侧热交换器745与热源侧热交换器743之间循环。在该制冷剂回路711中,在制冷运转或制暖运转中实施蒸汽压缩式的制冷循环时,通过利用侧热交换器745和热源侧热交换器743进行热交换。在图17K中,箭头Ar3表示利用侧热交换器745的下游侧的气流即从利用侧风扇748吹出的供给空气,箭头Ar4表示利用侧热交换器745的上游侧的气流即返回空气。另外,箭头Ar5表示热源侧热交换器743的下游侧的气流即由热源侧风扇747从第3开口733吹出的气流,箭头Ar6表示热源侧热交换器743的上游侧的气流即由热源侧风扇747从狭缝734吸入的气流。
制冷剂回路711包括压缩机741、四通阀742、热源侧热交换器743、膨胀阀744、利用侧热交换器745以及储液器746。四通阀742在制冷运转时切换为以实线表示的连接状态,在制暖运转时切换为以虚线表示的连接状态。
在制冷运转时,由压缩机741压缩后的气体制冷剂通过四通阀742被输送至热源侧热交换器743。该制冷剂在热源侧热交换器743中向室外空气散热,并通过制冷剂配管712被输送至膨胀阀744。在膨胀阀744中,制冷剂膨胀而被减压,通过制冷剂配管712被输送至利用侧热交换器745。从膨胀阀744输送来的低温低压的制冷剂在利用侧热交换器745中进行热交换而从室内空气夺取热。被利用侧热交换器745夺取热而冷却的空气通过第1管道721被供给到房间810。在利用侧热交换器745中结束了热交换的气体制冷剂或气液二相的制冷剂通过制冷剂配管713、四通阀742和储液器746被吸入压缩机741。
在制暖运转时,由压缩机741压缩后的气体制冷剂通过四通阀742、制冷剂配管713被输送至利用侧热交换器745。该制冷剂在利用侧热交换器745与室内空气进行热交换而向室内空气供热。由利用侧热交换器745供热而变暖的空气通过第1管道721被供给到房间810。在利用侧热交换器745中进行了热交换的制冷剂通过制冷剂配管712被输送至膨胀阀744。由膨胀阀744膨胀而被减压的低温低压的制冷剂通过制冷剂配管712被输送至热源侧热交换器743,在热源侧热交换器743进行热交换而从室外空气得到热。在热源侧热交换器743中结束了热交换的气体制冷剂或气液二相的制冷剂通过四通阀742和储液器746被吸入压缩机741。
(17-2-3-5)控制系统
图17L中示出了控制空调装置701的主控制器760和由该主控制器760控制的主要设备等。主控制器760控制压缩机741、四通阀742、热源侧风扇747以及利用侧风扇748。主控制器760构成为能够与遥控器762进行通信。用户能够将房间810的室内温度的设定值等从遥控器762发送到主控制器760。
为了控制空调装置701,设置有用于测定制冷剂回路711的各部的制冷剂温度的2个以上的温度传感器和/或测定各部的压力的压力传感器以及用于测定各处的空气温度的温度传感器。
主控制器760至少进行压缩机741的接通/断开的控制、热源侧风扇747的接通/断开的控制、利用侧风扇748的接通/断开的控制。需要说明的是,在压缩机741、热源侧风扇747及利用侧风扇748中的任一个或全部具有能够变更转速的类型的电动机的情况下,也可以构成为主控制器760能够控制压缩机741、热源侧风扇747及利用侧风扇748中的转速可变的电动机的转速。在该情况下,主控制器760能够通过变更压缩机741的电动机的转速来变更在制冷剂回路711流动的制冷剂的循环量。通过变更热源侧风扇747的电动机的转速,主控制器760能够变更在热源侧热交换器743的传热翅片间流动的室外空气的流量。另外,通过变更利用侧风扇748的电动机的转速,主控制器760能够变更在利用侧热交换器745的传热翅片间流动的室内空气的流量。
在主控制器760连接有制冷剂泄漏传感器761。制冷剂泄漏传感器761在泄漏到空气中的制冷剂气体达到检测下限浓度以上时,将表示检测到制冷剂气体的泄漏的信号发送到主控制器760。
主控制器760例如由计算机实现。构成主控制器760的计算机具备控制运算装置和存储装置。控制运算装置能够使用CPU或者GPU这样的处理器。控制运算装置读出存储装置中存储的程序,按照该程序进行规定的图像处理、运算处理。而且,控制运算装置能够根据程序将运算结果写入存储装置、或读出存储于存储装置的信息。但是,主控制器760也可以使用能够进行与使用CPU和存储器进行的控制同样的控制的集成电路(IC)来构成。此处所指的IC包括:LSI(large-scale integrated circuit:大规模集成电路)、ASIC(application-specific integrated circuit:专用集成电路)、栅极阵列、FPGA(fieldprogrammable gate array:现场可编程门阵列)等。
在本实施方式中,在制冷剂回路711中填充有用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述的制冷剂A~D中的任一种。
(17-3)第3实施方式
图17O中示出了第3实施方式的空调装置601的构成。该空调装置601构成为进行室内的换气和调湿。在空调装置601的壳体621中的中央部设置有显热交换器622。显热交换器622具有在流通空气间不进行湿分的交换而仅进行显热的热交换的功能。
空调装置601具备:压缩机633、作为热源侧热交换器的室外热交换器634、作为利用侧热交换器的供气热交换器625、将供给空气SA供给至室内的2个以上的房间的供气管道651、从室内导入室内空气RA的回气管道652、从室外导入室外空气OA的吸入管道653、以及壳体621。在供气热交换器625中与制冷剂进行热交换前的第1空气为室外空气OA,在供气热交换器625中与制冷剂进行热交换后的第1空气为供给空气SA。在室外热交换器634进行热交换的室外空气为第2空气。作为第2空气的室外空气与作为第1空气的室外空气OA彼此不同。
至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂在压缩机633、供气热交换器625和室外热交换器634中循环而反复进行制冷循环。更详细而言,制冷剂被压缩机633压缩,在室外热交换器634被冷凝,在毛细管636被减压,在供气热交换器625中蒸发。也可以使用膨胀阀来代替毛细管636。
壳体621中的包括供气通路641和外气通路643的空间是与供气管道651连接且收纳有供气热交换器625的利用侧空间。壳体621构成为:能够将在供气热交换器625中与制冷剂热交换后的供给空气SA(第1空气)送出到供气管道651。供气管道651为第1管道,吸入管道653为第3管道。
此处,如果改变看法,则空调装置601可以视为由利用侧单元602和热源侧单元603构成。利用侧单元602和热源侧单元603是相互分体的单元。利用侧单元602具有壳体621、显热交换器622、供气热交换器625、排气风扇627、供气风扇628以及加湿器629。热源侧单元603具备压缩机633、室外热交换器634以及毛细管636。利用侧单元602构成为:将壳体621与作为第3管道的吸入管道653连接,将从室外导入的第1空气亦即室外空气OA导向作为利用侧热交换器的供气热交换器625。
比该显热交换器622更靠室内侧形成有供气通路641和吸入通路644。比显热交换器622更靠室外侧形成有排气通路642和外部气体通路643。在供气通路641设置有供气风扇628和加湿器629。在排气通路642设置有排气风扇627。在外部气体通路643设置有供气热交换器625。该供气热交换器625与热源侧单元603连接。在热源侧单元603设置有与上述供气热交换器625一起构成制冷剂回路610的压缩机633、室外热交换器634以及毛细管636。压缩机633、室外热交换器634以及毛细管636由制冷剂配管645连接。在室外热交换器634并列设置有室外风扇(未图示)。在空调装置601中,通过驱动排气风扇627而将室内空气RA吸入至吸入通路644,通过驱动供气风扇628而将室外空气OA吸入外部气体通路643。此时,被吸入外部气体通路643的室外空气OA被作为蒸发器发挥作用的上述供气热交换器625冷却除湿,到达显热交换器622。在该显热交换器622中,与吸入到吸入通路644的上述室内空气RA进行显热的交换。通过该显热交换,上述室外空气OA在被除湿的状态下仅温度变得与室内空气RA大致相等,并作为供给空气SA向室内供给。另一方面,由显热交换器622冷却后的室内空气RA作为排气EA向室外排出。
第3实施方式的空调装置601通过供气热交换器625对室外空气OA进行冷却。由供气热交换器625冷却后的空气到达显热交换器622。空调装置601通过显热交换器622对由供气热交换器625冷却后的空气和室内空气RA进行显热交换。空调装置601在之后将与室内空气RA进行了显热交换的空气作为供给空气SA向室内供给。
但是,导入室外空气的构成并不限于该构成。例如,空调装置首先利用显热交换器使室外空气OA与室内空气RA进行显热交换。之后,空调装置通过利用侧热交换器将与室内空气RA进行了显热交换的空气冷却。空调装置将由利用侧热交换器冷却后的空气作为供给空气SA向室内供给。
空调装置也可以构成为:以能够应对室外空气的温度低的季节的方式加热室外空气OA并供给至室内。这样的空调装置例如利用显热交换器使室外空气OA和室内空气RA进行显热交换。空调装置之后通过利用侧热交换器对与室内空气RA进行了显热交换的空气进行加热。空调装置将由利用侧热交换器加热后的空气作为供给空气SA向室内供给。
上述的空调装置通过具备如上所述的构成,从而能够之后通过利用侧热交换器对率先由显热交换器调节了温度的室外空气OA进行冷却或加热,因此能够提高制冷循环的效率。
在本实施方式中,在制冷剂回路610中填充有用于进行蒸汽压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述的制冷剂A~D中的任一种。
(17-4)特征
上述第1实施方式、第2实施方式及第3实施方式的空调装置(1、601、701)具备:压缩机(321、633、741)、室内热交换器242、供气热交换器625或利用侧热交换器745、室外热交换器323、634或热源侧热交换器743、制冷剂A~D中的任一种、第1管道209、721或供气管道651、以及壳体230、621、730。
室内热交换器242、供气热交换器625或利用侧热交换器745是对第1空气进行热交换的利用侧热交换器。室外热交换器323、634或者热源侧热交换器743是对第2空气进行热交换的热源侧热交换器。第1管道209、721或者供气管道651是将第1空气供给室内的2个以上的房间101~104、810的第1管道。制冷剂A~D至少包含1,2-二氟乙烯,在压缩机、利用侧热交换器和热源侧热交换器中循环而反复进行制冷循环。壳体230、621、730具有与第1管道209、721或供气管道651连接且收纳室内热交换器242、供气热交换器625或利用侧热交换器745的利用侧空间SP2,并构成为:将在室内热交换器242、供气热交换器625或利用侧热交换器745中与制冷剂进行热交换后的第1空气送出到第1管道209、721或供气管道651。
如此构成的空调装置1、601、701通过第1管道209、721或供气管道651将热交换后的第1空气供给到2个以上的房间,因此制冷剂回路320、711、610的构成简化,因此能够削减填充于空调装置1、601、701的制冷剂量。
(18)第18组的技术的实施方式
(18-1)第1实施方式
图18A所示的制冷循环是使用了非共沸的混合制冷剂的蒸气压缩式的制冷循环。在图18A中,1为压缩机,2为利用侧热交换器,3为热源侧热交换器,4为作为膨胀机构发挥作用的第1毛细管。这些设备经由四通切换阀5连接,以构成可逆循环。6为储液器。
本实施方式中,在制冷循环中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。
在该制冷循环中,热源侧热交换器3被分为第1热交换部31和第2热交换部32。这些第1热交换部31、第2热交换部32经由作为减压机构的第2毛细管7被串联连接。在制暖运转时,第2毛细管7使混合制冷剂的蒸发压力在混合制冷剂流过热源侧热交换器3的期间发生降低。8为止回阀,其设置成在制冷运转时使混合制冷剂绕过第2毛细管7。
压缩机1、热源侧热交换器3、第1毛细管4、四通切换阀5、储液器6、第2毛细管7配置于位于室外的热源单元50中。利用侧热交换器2配置于位于室内的利用单元60中。
如图18B所示,利用单元60的后面被固定于室内的侧壁WL。室内的空气从利用单元60的前面侧(图18B的左侧)和上面侧流入利用侧热交换器2。利用侧热交换器2具有位于利用单元60的前面侧的第3热交换部21和位于利用单元60的后面侧的第4热交换部22。第4热交换部22的上部位于第3热交换部21的上部的附近。第3热交换部21从其上部起朝着利用单元60的前面侧向斜下方延伸。第4热交换部22从其上部其朝着利用单元60的后面侧向斜下方延伸。第3热交换部21的制冷剂回路的容积大于第4热交换部22的制冷剂回路的容积。尽管通过第3热交换部21的空气的风速快,通过第4热交换部22的空气的风速慢,设计第3热交换部21和第4热交换部以达到与其匹配的制冷剂回路的容积。由此,利用侧热交换器2的热交换的效率也提高。
接着,基于图18C的莫里尔曲线图对利用各毛细管4、7的各减压量的设定进行说明。
图18C中,T1是表示霜极限温度(例如-3℃)的等温线,T2是表示制暖运转时的标准外部气体温度(例如7℃)的等温线。
位于第1热交换部31的入口侧的第1毛细管4的减压量设定为在制暖运转时第1热交换部31的入口处的制冷剂的蒸发温度为比霜极限温度T1略高的温度T3的压力P1。
配置于第1热交换部31、第2热交换部32之间的第2毛细管7的减压量与混合制冷剂的温度梯度对应地决定。具体而言,设定为减压至第2热交换部32的入口处的蒸发温度达到霜极限温度T1以上的温度T5、且第2热交换部32的出口处的蒸发温度达到低于标准外部气体温度T2的温度T6的压力P2。
接着,对制冷循环的作用进行说明。
在制暖运转中,将四通切换阀(5)切换成图18A的实线所示的状态,形成制暖循环。然后,在驱动压缩机1时,混合制冷剂按照压缩机1、利用侧热交换器2、第1毛细管4、热源侧热交换器3、储液器6的顺序循环。使用图18C的莫里尔曲线图对基于该循环的混合制冷剂的状态变化进行说明。
混合制冷剂作为压力P0的高温高压的气体从压缩机1被排出(图18C的点C1)。然后,在利用侧热交换器2中,在同一压力下发生冷凝,制冷剂成为液体状态(C2)。接下来,在第1毛细管4中膨胀(减压),制冷剂成为压力P1的状态而流入热源侧热交换器3的第1热交换部31(C3)。
流入第1热交换部31的制冷剂在第1热交换部31的入口附近在高于霜极限温度T1的温度T3下开始蒸发,伴随着该蒸发,在第1热交换部31的出口附近蒸发温度上升至T4(但为T2以下)(C4)。从该第1热交换部31流出的混合制冷剂在第2毛细管7中再次被减压,变成压力P2。与此相伴,第2热交换部32的入口处的蒸发温度低于第1热交换部31的出口中的蒸发温度,并且降低至高于霜极限温度T1的温度T5(C5)。
伴随着第2热交换部32中的蒸发,制冷剂的蒸发温度上升,在第2热交换部32的出口附近,制冷剂成为低于标准外部气体温度T2的温度T6的气体制冷剂。之后,制冷剂返回到压缩机1并再次被压缩。
这样,由于在热源侧热交换器3的第1热交换部31与第2热交换部32之间设有作为减压机构的第2毛细管7,因此热源侧热交换器3的入口与出口的蒸发温度之差减小。换言之,在该制冷循环中,热源侧热交换器3中的蒸发温度的上升幅度变小。由此,能够使蒸发温度在适当的蒸发温度区域内变化,能够在避免热源侧热交换器3中的结霜(带霜)的同时还确保外部气体温度与蒸发温度之差。由于这些效果,在该制冷循环中,热源侧热交换器3的热交换效率提高。
另外,在该制冷循环中,即便使用蒸发温度的温度梯度大的混合制冷剂,也可抑制热源侧热交换器3的能力降低。
需要说明的是,若将四通切换阀5切换成虚线所示的状态,则能够进行制冷运转,但这与以往相同,因此省略说明。
(18-2)第2实施方式
与上述第1实施方式的制冷循环同样地,图18D所示的制冷循环为使用非共沸点制冷剂的热泵式制冷装置。与第1实施方式的区别在于,根据负荷来改变混合制冷剂的组成,增减能力。具体而言,在作为膨胀机构发挥作用的第3毛细管41、第4毛细管42之间设置气液分离器9。将制冷剂存积用的容器11设置于吸入气体管10。容器11的一端经由第1开闭阀12连接到气液分离器9的气体区域。容器11的另一端经由第2开闭阀13连接到吸入气体管10。
使第2开闭阀13为关闭状态、并且使第1开闭阀12为开放状态,由此能够使低沸点制冷剂的比例多的混合制冷剂从气液分离器9流入容器11并冷凝存积。由此,进行循环的混合制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比增大,能够降低能力。
另外,若使第2开闭阀13为开放状态、并且使第1开闭阀12为关闭状态,则混合制冷剂的组成比再次复原,能力提高。
其他构成与第1实施方式相同,因此在图18D中标注与第1实施方式的构成相同的符号,省略说明。
需要说明的是,在上述各实施方式中,将制暖运转中的蒸发压力设为2个阶段,但也可以将热源侧热交换器3分割成3个以上,在这些分割的各热交换部之间分别设置减压机构,以3个以上的阶段变化蒸发压力。
另外,在上述各实施方式中,设有毛细管7作为减压机构,但也可以通过选择热源侧热交换器3的传热管的内径来获得适当的减压梯度,由此构成减压机构。
另外,减压机构的减压量未必一定设成制暖运转时的热源侧热交换器3的入口处的蒸发温度达到霜极限温度以上。
(19)第19组的技术的实施方式
(19-1)第1实施方式
本实施方式中,在制冷剂回路10中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。
图19A是本发明的第1实施方式的空调机1中的制冷剂回路10的配管系统图。该空调机1是能够进行制冷运转和制暖运转的热泵式的空调机。如图19A所示,空调机1具备设置于室外的室外机100、和设置于室内的室内机200。室外机100和室内机200藉由第1连接配管11和第2连接配管12相互连接,构成了制冷剂循环而进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂回路10。
〈室内机〉
在室内机200设有室内热交换器210,用于使制冷剂与室外空气进行热交换。该室内热交换器210例如可以采用交叉翅片型的翅片管式热交换器等。另外,在室内热交换器210的附近设有室内风扇211。
〈室外机〉
在室外机100设有压缩机13、油分离器14、室外热交换器15、室外风扇16、膨胀阀17、储液器18、四通切换阀19、制冷剂夹套20以及电路30,收纳在外壳(后述的室外机外壳70)中。
压缩机13从吸入口吸入制冷剂并进行压缩,将压缩后的制冷剂从排出口排出。该压缩机13可以采用例如涡旋压缩机等各种压缩机。
油分离器14将从压缩机13排出的混有润滑油的制冷剂分离成制冷剂和润滑油,制冷剂送至四通切换阀19,润滑油返回到压缩机13。
室外热交换器15是用于使制冷剂与室外空气进行热交换的空气热交换器,例如为交叉翅片型的翅片管式热交换器等。在室外热交换器15的附近设有将室外空气送至室外热交换器15的室外风扇16。
膨胀阀17连接到室外热交换器15和室内热交换器210,使流入的制冷剂膨胀,减压至规定的压力后使其流出。膨胀阀17例如可以由开度可变的电子膨胀阀构成。
储液器18对流入的制冷剂进行气液分离,将分离后的气体制冷剂送至压缩机13。
在四通切换阀19设有第1至第4这4个口。四通切换阀19能够切换成第1口与第3口连通、同时第2口与第4口连通的第1状态(图19A中实线所示的状态)以及第1口与第4口连通、同时第2口与第3口连通的第2状态(图19A中虚线所示的状态)。该室外机100中,第1口经由油分离器14连接至压缩机13的排出口,第2口经由储液器18连接至压缩机13的吸入口。另外,第3口经由室外热交换器15和膨胀阀17连接至第2连接配管12,第4口连接至第1连接配管11。并且,在室外机100中进行制冷运转的情况下切换成第1状态,进行制暖运转的情况下切换成第2状态。
制冷剂夹套20例如将铝等金属形成为扁平的长方体状,覆盖连接室外热交换器15与膨胀阀17的制冷剂配管21的一部分,并与制冷剂配管21热连接。详细而言,如图19B所示,在该制冷剂夹套20上设有将制冷剂配管21嵌入的2个贯通孔,制冷剂配管21在穿过一个贯通孔后以U字形折回,并穿过另一个贯通孔。即,制冷循环中使用的制冷剂在制冷剂夹套20的内部流通。
电路30进行压缩机13的电动机的转速等的控制。该电路30形成于印刷基板31上,印刷基板31通过间隔件32被固定在开关盒40内。如图19B所示,在该印刷基板31上配置有功率元件33等。该功率元件33例如为对压缩机13的电动机供给电力的逆变器电路的开关装置,其在压缩机13的运转时发热,若不预先冷却功率元件33,则有可能超过功率元件33能够工作的温度(例如90℃)。因此,在空调机1中,利用在制冷剂夹套20中流通的制冷剂来冷却功率元件33。
具体而言,在空调机1中,如图19B所示,将制冷剂夹套20固定于开关盒40,对开关盒40内的功率元件33进行冷却。更详细而言,开关盒40形成为一个面开口的扁平盒状,在开口部相向的面设有贯通孔40a,形成为板状的传热板50按照覆盖贯通孔40a的方式利用安装螺钉51进行了固定。传热板50由铝等热阻较小的材料构成。
制冷剂夹套20从开关盒40的外侧被安装螺钉51固定于该传热板50,功率元件33从开关盒40的内侧被安装螺钉51固定于该传热板50。该结构中,功率元件33的热经由传热板50传导至制冷剂夹套20,热量散发到在制冷剂夹套20中流通的制冷剂。
详细而言,在制冷剂夹套20中,制冷运转时在室外热交换器15中冷凝且温度低于功率元件33的温度的制冷剂流动,制暖运转时在室内热交换器210中冷凝且温度低于功率元件33的温度的制冷剂流动。因此,在电路30的功率元件33中产生的热经由传热板50传热至制冷剂夹套20,在制冷剂夹套20中热量散发到制冷剂配管21内的制冷剂。由此,功率元件33被维持为能够工作的温度。
图19C是示意性地示出室外机100的横截面形状的图,其示出了压缩机13等主要部件的配置。如图19C所示,室外机外壳70被隔板60隔成2个。在一个区划(热交换室)中,截面形状形成为L字形的室外热交换器15面对着室外机外壳70的侧面和背面进行配置,在该室外热交换器15的附近设有室外风扇16。另外,在另一个区划(机械室)中配置有制冷剂夹套20、压缩机13、开关盒40等。详细而言,该室外机外壳70在正面侧的面设有贯通到机械室的检修用开口部71,开关盒40中,从检修用开口部71来看传热板50侧朝向近侧。另外,制冷剂夹套20配置于从检修用开口部71来看与传热板50相比更靠近近侧(即与功率元件33相比更靠近近侧)。
-开关盒40在室外机外壳70内的组装-
本实施方式中,印刷基板31和传热板50预先安装于开关盒40。具体而言,首先,利用安装螺钉51将传热板50固定至开关盒40,在该状态下将印刷基板31放入开关盒40中,藉由间隔件32固定至开关盒40,同时利用安装螺钉51将功率元件33固定至传热板50并进行热连接。如此装配的开关盒40在空调机1的制造时、或因修理等再次组装印刷基板31时等从检修用开口部71放入室外机外壳70内。
图19D是室外机100的主视图。该例中,室外机外壳70在制冷剂夹套20的上方设有能够使开关盒40通过的空间,检修用开口部71也向该空间开口。并且,将开关盒40从该检修用开口部71组装到室外机外壳70内。这种情况下,开关盒40越过制冷剂夹套20的上方,进入制冷剂夹套20的里侧。此时,开关盒40预先将传热板50侧设为近侧(即与制冷剂夹套20对置的一侧)。并且,在该状态下,利用安装螺钉51将制冷剂夹套20和传热板50固定。
此时,若在制冷剂夹套20与传热板50之间存在间隙,则在制冷剂夹套20与功率元件33之间无法适当地进行热交换,得不到所期望的冷却效果。本实施方式中,制冷剂夹套20配置于从检修用开口部71来看与功率元件33相比更靠近近侧,因此在利用安装螺钉51固定制冷剂夹套20和传热板50时,能够目视确认两者的连接状态。因此,根据本实施方式,在制造时或修理时等能够适当地连接制冷剂夹套20和功率元件33,从而得到所期望的冷却效果。
(19-2)第2实施方式
本实施方式中,制冷剂也为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。
图19E示出本发明的第2实施方式的空调机1的室外机100的内部构成。本实施方式的室外机100与第1实施方式的不同之处在于,制冷剂夹套20由安装于传热板50的热管20A构成。热管20A是封入有制冷剂的管。热管20A不与进行制冷循环的制冷剂回路连通,因此不与制冷剂回路交换制冷剂。
第2实施方式的室外机100具有外壳70和设置于外壳70的隔板60。隔板60将外壳70的内部空间分隔成热交换室81、机械室82、控制设备室83。在机械室82设有压缩机13、储液器18、吸入配管91、连结配管92。压缩机13、储液器18、吸入配管91、连结配管92属于进行制冷循环的制冷剂回路。吸入配管91将低压气体状态的制冷剂导入储液器18。连结配管92连接压缩机13的吸入口和储液器18。在控制设备室83设有功率元件33、传热板50、制冷剂夹套20。与第1实施方式同样地,功率元件33热连接到制冷剂夹套20。
制冷剂夹套20、即热管20A具有左端垂直部X、倾斜部Y、右端垂直部Z。左端垂直部X构成为与传热板50接触。吸入配管91配置成藉由弹性体93与右端垂直部Z接触。弹性体93的导热系数比较大,例如为硅橡胶。
功率元件33发出的热在左端垂直部X传递到热管20A。由于该热,左端垂直部X的内部的制冷剂蒸发。由蒸发产生的气体制冷剂在倾斜部Y上升并到达右端垂直部Z。气体制冷剂在右端垂直部Z向吸入配管91放出热。由此,气体制冷剂冷凝而变化成液体制冷剂。液体制冷剂在倾斜部Y下降并到达左端垂直部X。如此,通过使用了热管20A的廉价结构,功率元件33被冷却。
(20)第20组的技术的实施方式
(20-1)实施方式
以下,对本发明的一个实施方式的空调机进行说明。本实施方式中,在空调机10的制冷剂回路中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。
<空调机10的整体构成>
如图20A所示,本实施方式的空调机10具备制冷剂回路,其以环状连接有压缩机1、四通阀2、室外热交换器3、作为减压器的一例的膨胀阀4、第1室内热交换器5、除湿用电磁阀6和第2室内热交换器7。另外,空调机10具备配置于室外热交换器3的附近的室外风扇8、和配置于第1室内热交换器5和第2室内热交换器7的附近的室内风扇9。除湿用电磁阀6配置于第1室内热交换器5与第2室内热交换器7之间。
在空调机10中,在制冷运转时,在打开除湿用电磁阀6的状态下四通阀2被切换到实线的位置,从压缩机1排出的制冷剂经由室外热交换器3、膨胀阀4、第1室内热交换器5、除湿用电磁阀6、第2室内热交换器7返回到压缩机1的吸入侧。在该制冷剂回路中,在作为冷凝器发挥功能的室外热交换器3中放热,在作为蒸发器发挥功能的第1室内热交换器5和第2室内热交换器7中冷却室内空气而进行制冷。另一方面,在制暖运转时,在打开除湿用电磁阀6的状态下四通阀2被切换到虚线的位置,以与制冷运转时相反的制冷循环进行制暖。
并且,在再热除湿运转中,在打开膨胀阀4的同时关闭除湿用电磁阀6而形成节流状态,进而四通阀2被切换到实线的位置,从压缩机1排出的制冷剂经由室外热交换器3、膨胀阀4、第1室内热交换器5、除湿用电磁阀6、第2室内热交换器7返回到压缩机1的吸入侧。在该制冷剂回路中,室外热交换器3和第1室内热交换器5作为冷凝器发挥功能,而第2室内热交换器7作为蒸发器发挥功能。因此,在第1室内热交换器5中加热室内空气的同时,在第2室内热交换器7中进行除湿和冷却,不降低室内温度而进行除湿。因此,在再热除湿运转下可维持舒适性。
图20B是除湿用电磁阀6为打开状态的情况,图20C是除湿用电磁阀6为节流状态(关闭状态)的情况。如图20B和图20C所示,除湿用电磁阀6具备阀主体20和开闭机构30。阀主体20具有:圆筒部11,其具有阀室19和形成于该阀室19内的下部的阀座12;阀体13,其具有与阀座12的锥面12a对置的锥面13b;和引导部14,其内嵌于圆筒部11的上部,将阀体13的轴部13a引导至轴向。在圆筒部11设有连接入口侧通路31的入口11a、和连接出口侧通路32的出口11b。
另外,开闭机构30具有:配置于阀体13的轴部13a的外侧的螺旋弹簧15;固定于阀体13的轴部13a的端部的圆筒形状的柱塞16;配置于柱塞16内的电磁引导件17;和配置于柱塞16和电磁引导件17的外侧的电磁线圈18。螺旋弹簧15对柱塞16向电磁引导件17侧施力。
并且,如图20D所示,在阀座12的锥面12a设有多个槽(排出槽)21。因此,如图20C那样在除湿用电磁阀6为节流状态(关闭状态)的情况下,在阀体13的锥面13b与阀座12的锥面12a之间利用位于阀座12的锥面12a的多个槽21构成间隙小的制冷剂节流流路。
在如上构成的除湿用电磁阀6中,若对电磁线圈18通电,则在电磁引导件17与柱塞16之间产生电磁力,柱塞16反抗螺旋弹簧15的作用力向下方移动,阀体13的锥面13b抵接到阀座12的锥面12a。因此,阀体13的锥面13b与阀座12的锥面12a之间被关闭,但利用位于阀座12的锥面12a的多个槽21构成了间隙小的制冷剂节流流路。由此,除湿用电磁阀6处于节流状态(关闭状态),连接入口侧通路31的入口11a和连接出口侧通路32的出口11b通过阀座12的多个槽21而连通。
另外,若停止向电磁线圈18通电,则电磁引导件17与柱塞16之间的电磁力消失,因此柱塞16因螺旋弹簧15的作用力而向上方移动,阀体13的锥面13b从阀座12的锥面12a离开。因此,除湿用电磁阀6成为打开状态,连接入口侧通路31的入口11a和连接出口侧通路32的出口11b连通。
在以上说明的实施方式中,空调机10具备能够切换开闭的除湿用电磁阀6。代替该除湿用电磁阀6,空调机10也可以具备能够调节开度的除湿用膨胀阀。
(21)第21组的技术的实施方式
(21-1)空调机的整体构成
如图21A所示,本实施方式的空调机1具备设置于室内的室内机2、和设置于室外的室外机3。并且,空调机1具备连接有压缩机10、四通阀11、室外热交换器12、膨胀阀13和室内热交换器14的制冷剂回路50。在制冷剂回路50中,室外热交换器12经由四通阀11被连接到压缩机10的排出口,膨胀阀13被连接到该室外热交换器12。并且,室内热交换器14的一端连接到膨胀阀13,压缩机10的吸入口经由四通阀11被连接到该室内热交换器14的另一端。室内热交换器14具有辅助热交换器20和主热交换器21。
在制冷剂回路50中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,能够使用上述制冷剂A~D中的任一种。
空调机1能够进行制冷运转模式、规定的除湿运转模式和制暖运转模式下的运转,能够通过遥控器41选择任一种运转模式而进行运转开始操作,或进行运转切换操作或运转停止操作。另外,遥控器41能够设定室内温度的设定温度,或者通过变化室内风扇的转速而变更室内机2的风量。
在制冷运转模式和规定的除湿运转模式下,如图示实线箭头所示,从压缩机10排出的制冷剂从四通阀11依次流向室外热交换器12、膨胀阀13、辅助热交换器20、主热交换器21,经过主热交换器21的制冷剂通过四通阀11而返回到压缩机10,形成制冷循环或除湿循环。即,室外热交换器12作为冷凝器发挥功能,室内热交换器14(辅助热交换器20和主热交换器21)作为蒸发器发挥功能。
另一方面,在制暖运转模式下,四通阀11进行切换,由此如图示虚线箭头所示,从压缩机10排出的制冷剂从四通阀11依次流向主热交换器21、辅助热交换器20、膨胀阀13、室外热交换器12,经过室外热交换器12的制冷剂通过四通阀11而返回到压缩机10,形成制暖循环。即,室内热交换器14(辅助热交换器20和主热交换器21)作为冷凝器发挥功能,室外热交换器12作为蒸发器发挥功能。
图21B所示的室内机2在上表面具有室内空气的吸入口2a,在前面下部具有空调用空气的吹出口2b。在室内机2内,从吸入口2a向吹出口2b形成空气流路,在该空气流路配置有室内热交换器14和横流型的室内风扇16。因此,若室内风扇16旋转,则室内空气从吸入口2a被吸入室内机2内。在室内机2的前侧,来自吸入口2a的吸入空气通过辅助热交换器20和主热交换器21流向室内风扇16侧。另一方面,在室内机2的背面侧,来自吸入口2a的吸入空气通过主热交换器21流向室内风扇16侧。
如上所述,室内热交换器14具有配置于辅助热交换器20的下游侧的主热交换器21。主热交换器21具有配置于室内机2的前面侧的前面热交换器21a、和配置于室内机2的背面侧的背面热交换器21b,该热交换器21a、21b配置成倒V字状,以包围室内风扇16。并且,辅助热交换器20配置于前面热交换器21a的前方。辅助热交换器20和主热交换器21(前面热交换器21a、背面热交换器21b)分别具备热交换管和多片翅片。
如图21C所示,在制冷运转模式和规定的除湿运转模式下,从配置于辅助热交换器20的下方的端部附近的液体入口17a供给液体制冷剂,该供给的液体制冷剂流动以接近辅助热交换器20的上端。并且,从配置于辅助热交换器20的上端附近的出口17b流出,流向分支部18a。在分支部18a分支的制冷剂分别从主热交换器21的3个入口17c被供给到前面热交换器21a的下方部分、上方部分和背面热交换器21b,之后从出口17d流出,在汇合部18b汇合。另外,在制暖运转模式下,制冷剂沿与上述相反的方向流动。
并且,在空调机1中,在规定的除湿运转模式下进行运转时,从辅助热交换器20的液体入口17a供给的液体制冷剂在辅助热交换器20的途中全部蒸发。因此,仅辅助热交换器20的液体入口17a附近的一部分范围是液体制冷剂蒸发的蒸发区域61。由此,在规定的除湿运转模式下运转时,在室内热交换器14中,仅辅助热交换器20的上游侧的一部分为蒸发区域61,辅助热交换器20的蒸发区域61的下游侧的范围和主热交换器21均为过热区域62。
并且,流过辅助热交换器20的上端附近的过热区域62的制冷剂在配置于辅助热交换器20的下方部分的风下侧的前面热交换器21a的下方部分流动。因此,在来自吸入口2a的吸入空气中,在辅助热交换器20的蒸发区域61被冷却的空气在前面热交换器21a被加热后,从吹出口2b被吹出。另一方面,在来自吸入口2a的吸入空气中,流过辅助热交换器20的过热区域62和前面热交换器21a的空气与流过背面热交换器21b的空气从吹出口2b吹出,温度与室内温度大致相同。
在空调机1中,如图21A所示,在室外机3安装有蒸发温度传感器30,其在制冷剂回路50中在膨胀阀13的下游侧探测蒸发温度。并且,在室内机2安装有探测室内温度(来自室内机2的吸入口2a的吸入空气的温度)的室内温度传感器31、和探测在辅助热交换器20中液体制冷剂的蒸发结束的室内热交换温度传感器32。
如图21C所示,室内热交换温度传感器32配置于辅助热交换器20的上端附近的风下侧。并且,在辅助热交换器20的上端附近的过热区域62,来自吸入口2a的吸入空气基本上不被冷却。因此,在室内热交换温度传感器32探测到的温度与室内温度传感器31探测到的室内温度大致相同的情况下,蒸发在辅助热交换器20的途中结束,能够探测到辅助热交换器20的上端附近的范围为过热区域62。另外,室内热交换温度传感器32配置于室内热交换器14的中间部的传热管。因此,在室内热交换器14的中间部附近,能够探测制冷制暖运转下的冷凝温度或蒸发温度。
如图21D所示,在空调机1的控制部40连接有压缩机10、四通阀11、膨胀阀13、驱动室内风扇16的电动机16a、蒸发温度传感器30、室内温度传感器31和室内热交换温度传感器32。因此,控制部40基于来自遥控器41的指令(运转开始操作或室内温度的设定温度等)、由蒸发温度传感器30探测到的蒸发温度、由室内温度传感器31探测到的室内温度(吸入空气的温度)、由室内热交换温度传感器32探测到的热交换中间温度来控制空调机1的运转。
并且,在空调机1中,在规定的除湿运转模式下,辅助热交换器20具有液体制冷剂蒸发的蒸发区域61和蒸发区域61的下游侧的过热区域62,但对压缩机10和膨胀阀13进行控制,以使该蒸发区域61的范围根据负荷而变化。此处,根据负荷而变化是指根据供给到蒸发区域61的热量而变化,热量例如由室内温度(吸入空气的温度)和室内风量来确定。另外,负荷对应于所需除湿能力(所需制冷能力),例如可以基于室内温度与设定温度之差来探测。
压缩机10基于室内温度与设定温度之差而控制。室内温度与设定温度之差大的情况下,负荷大,因此压缩机10的频率增加;室内温度与设定温度之差小的情况下,负荷小,因此控制成压缩机10的频率减少。
膨胀阀13基于蒸发温度传感器30探测到的蒸发温度来控制。如上所述,在控制压缩机10的频率的状态下,按照蒸发温度为接近目标蒸发温度(12℃)的规定范围(10℃-14℃)内的温度的方式对膨胀阀13进行控制。该蒸发温度的规定范围优选被控制为恒定,不取决于压缩机10的频率。但是,只要其实质上恒定,即便根据频率略微变化也没有问题。
这样,控制部40在规定的除湿运转模式下根据负荷对压缩机10和膨胀阀13进行控制,由此使辅助热交换器20的蒸发区域61的范围发生变化。控制部40能够进行控制,改变辅助热交换器20的蒸发区域61的范围,从而蒸发温度为规定范围内的温度。
在空调机1中,辅助热交换器20和前面热交换器21a分别具有12级的传热管。并且,在规定的除湿运转模式下成为辅助热交换器20的蒸发区域61的级数为前面热交换器21a的级数的一半以上时,能够充分扩大辅助热交换器的蒸发区域61的范围,因此能够充分地应对负荷的变动。在负荷大的情况下特别有效。
图21E示出了在膨胀阀13中变化开度时的流量变化。膨胀阀13根据输入的驱动脉冲的数目连续地变化开度。并且,随着开度减少,流过膨胀阀13的制冷剂的流量减少。膨胀阀13在开度t0时为全闭状态;在开度t0至t1之间,随着开度增加,流量按照第1斜率增加;在开度t1至t2之间,随着开度增加,流量按照第2斜率增加。此处,第1斜率大于第2斜率。
关于按照辅助热交换器20的蒸发区域61的范围发生变化的方式进行的控制,对一例进行说明。例如,在规定的除湿运转模式下,辅助热交换器20的蒸发区域61的范围为规定面积时负荷变大的情况下,随着压缩机10的频率增加,膨胀阀13的开度被变更为较大的值。因此,辅助热交换器20的蒸发区域61的范围大于规定面积,即便吸入到室内机2中的风量恒定,实际上通过蒸发区域61的风量也增加。
另一方面,在规定的除湿运转模式下,辅助热交换器20的蒸发区域61的范围为规定面积时负荷变小的情况下,随着压缩机10的频率减少,膨胀阀13的开度被变更为较小的值。因此,辅助热交换器20的蒸发区域61的范围小于规定面积,即便吸入到室内机2中的风量恒定,实际上通过蒸发区域61的风量也减少。
对在空调机1的遥控器41中进行选择除湿运转模式而开始运转的操作(除湿运转模式的开始操作)时的工作进行说明。在空调机1中,进行除湿运转模式的开始操作时负荷大的情况下,不开始仅以辅助热交换器20的一部分为蒸发区域61的第2运转,在开始第1运转后,随着负荷的减少而切换成第2运转。此处,第1运转是以辅助热交换器20的整体为蒸发区域61并将在室内热交换器14中进行了热交换的空气吹出到室内的运转。
另外,在空调机1中,基于与室内温度和设定温度之差对应变化的压缩机的频率来探测负荷。因此,在空调机1中,压缩机10的频率小于规定频率的情况下,负荷小,在第1运转中能够探测到蒸发温度升高而无法除湿的状态。另外,在空调机1中,探测蒸发温度(由蒸发温度传感器30探测到的蒸发温度或由室内热交换温度传感器32探测到的热交换中间温度),在其蒸发温度低于规定温度的情况下,即便是第1运转也能充分除湿,因此不切换成第2运转。因此,在空调机1中,压缩机频率小于规定频率,蒸发温度高于规定温度的情况下,开始第2运转。
如图21F所示,首先,若在遥控器41中进行除湿运转模式的开始操作(步骤S1),则判断压缩机频率是否小于规定频率、蒸发温度是否高于规定温度(步骤S2)。规定频率是除湿运转模式下的上限频率。规定温度是指第1运转中的除湿极限温度。另外,在判断出压缩机频率为规定频率以上、或蒸发温度为规定温度以下的情况下(步骤S2:否),开始第1运转(步骤S3)。之后,重复步骤S2的判断。另一方面,在步骤S2中,判断出压缩机频率小于规定频率、蒸发温度高于规定温度的情况下(步骤S2:是),开始第2运转(步骤S4)。
需要说明的是,在制冷运转模式下,例如进行第1运转,利用控制部40控制空调机1,以使室内热交换器14的整体作为蒸发器发挥功能。
(21-2)本实施方式的空调机1的特征
(21-2-1)
在本实施方式的空调机1中,在除湿运转模式下,辅助热交换器20成为使制冷剂在蒸发区域61蒸发的第1热交换器,室外热交换器12成为使制冷剂冷凝的第2热交换器。在空调机1中,膨胀阀13是将制冷剂减压的减压部。该空调机1能够在作为第1热交换器的室内热交换器14的蒸发区域61使制冷剂蒸发而进行除湿,并且具有简化的制冷剂回路50。
在本实施方式的空调机1中,在进行除湿运转模式的开始操作时负荷大的情况下,即使在第1运转中热交换器的温度也低,因此能够进行充分的除湿,因而通过开始第1运转,能够高效地同时进行除湿和制冷。并且,若室内的温度降低、负荷变小,则在第1运转中蒸发温度升高而无法除湿,因此在该时刻切换成第2运转。由此,能够使因除湿导致的COP恶化的影响为最小限度。
另外,在本实施方式的空调机1中,在通过除湿运转模式的开始操作而开始了第1运转后,在蒸发温度低于规定温度的情况下不切换成第2运转。这种情况下,由于蒸发温度低于规定值,因此即便不从第1运转切换成第2运转也能进行除湿。
(21-2-2)
更详细来看,在空调机1中,能够将辅助热交换器20视为第1热交换器。在以这种方式观察时,空调机1具备配置于作为第1热交换器的辅助热交换器20的风下的主热交换器21。在通过除湿运转模式的开始操作进行第1运转的情况下,辅助热交换器20的整体作为蒸发区域发挥功能。在辅助热交换器20的整体作为蒸发区域发挥功能的情况下,控制部40可以构成为使主热交换器21的整体控制成作为蒸发区域发挥功能。在辅助热交换器20的整体作为蒸发区域发挥功能的情况下,控制部40可以构成为使主热交换器21的一部分控制成作为蒸发区域发挥功能。在辅助热交换器20的整体作为蒸发区域发挥功能的情况下,控制部40可以构成为使主热交换器21的整体控制成作为过热区域发挥功能。另外,控制部40也可以将这些构成中的一个或多个组合来构成。因此,可以适当追加室内热交换温度传感器。
(21-3)变形例
(21-3-1)变形例A
在上述实施方式中,对辅助热交换器20设置于前面热交换器21a而未设置于背面热交换器21b的情况进行了说明。但是,辅助热交换器20也可以设置于背面热交换器21b的最风上侧。
(21-3-2)变形例B
在上述实施方式中,辅助热交换器和主热交换器可以一体地构成。因此,该情况下,室内热交换器一体地构成,在室内热交换器的最风上侧设有与辅助热交换器对应的部分,在其风下侧设有与主热交换器对应的部分。
该情况下,第1运转成为以相当于室内热交换器的最风上侧的辅助热交换器的部分整体为蒸发区域的运转,第2运转成为以相当于内热交换器的最风上侧的辅助热交换器的部分整体为蒸发区域的运转。
(21-3-3)变形例C
另外,在上述实施方式中,对以制冷运转模式、规定的除湿运转模式和制暖运转模式进行运转的空调机进行了说明,但也可以是以除湿运转模式进行运转的空调机,其中利用规定的除湿运转模式的其他方法进行除湿运转。
(21-3-4)变形例D
上述实施方式将室内热交换器14视为第1热交换器,也可以看成,在除湿运转模式下,使用第1热交换器的一部分作为蒸发区域,在制冷运转模式下,使用第1热交换器的整体作为蒸发区域。
(22)第22组的技术的实施方式
(22-1)制冷循环装置
接着,参照附图对本发明的实施方式的制冷循环装置进行说明。
本发明的下述实施方式的制冷循环装置具有下述特征:至少在规定的运转时,在热源侧和利用侧的热交换器中的至少一者中,制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。以下,为了简化说明,有时将具有这种特征的制冷循环装置称为具有逆流型的热交换器的制冷循环装置。需要说明的是,此处,逆流是指热交换器中的制冷剂的流动方向与外部热介质(在制冷剂回路的外部流动的热介质)的流动方向相反。换言之,逆流是指,在热交换器中,制冷剂从外部热介质流动的方向的下游侧向上游侧流动。需要说明的是,在以下的说明中,热交换器中的制冷剂的流动方向相对于外部热介质的流动方向为同方向的情况下,换言之,在热交换器中制冷剂从外部热介质流动的方向的上游侧向下游侧流动的情况下,制冷剂的流动称为并流。
举出具体例对逆流型的热交换器进行说明。
外部热介质为液体(例如水)的情况下,可以使热交换器为图22A的(a)所示的套管式热交换器,例如,在套管的内管P1内使外部热介质从一侧流向另一侧(图示中为从上侧向下侧),在外管P2内使制冷剂从另一侧流向一侧(图示中为从下侧向上侧),由此能够使制冷剂的流动与外部热介质的流动为逆流。另外,可以使热交换器为图22A的(b)所示的在圆筒管P3的外周面缠绕有螺旋管P4的构成的热交换器,在圆筒管P3内例如使外部热介质从一侧流向另一侧(图示中为从上侧向下侧),在螺旋管P4内使制冷剂从另一侧流向一侧(图示中为从下侧向上侧),由此能够使制冷剂的流动与外部热介质的流动为逆流。此外,虽省略了图示,但在板式热交换器等其他公知的热交换器中也能使制冷剂流动的方向与外部热介质流动的方向相反而实现逆流。
在外部热介质为空气的情况下,可以使热交换器为例如图22B所示的翅片管式热交换器。例如如图22B所示,翅片管式热交换器具有:隔开规定间隔并列设置的多个翅片F;和俯视时呈曲折状的U字形的传热管P5。在翅片管式热交换器中,传热管P5所具有的多列(图22B中为2列)相互平行的直线部被设置成贯通多个翅片F。各传热管P5的两端中的一端成为制冷剂的流入口,另一端成为制冷剂的流出口。使制冷剂如图中的箭头X所示那样从空气的流通方向Y的下游侧向上游侧流动,由此能够使热交换器中的制冷剂的流动与外部热介质的流动为逆流。
需要说明的是,本发明的制冷循环装置的制冷剂回路中封入的制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,能够使用上述制冷剂A~D中的任一种。在上述制冷剂A~D的情况下,在蒸发、冷凝的期间热介质的温度上升或下降。
将如此蒸发、冷凝时伴随着温度变化(温度滑移)的制冷循环称为洛伦兹循环。通过使洛伦兹循环中作为进行热交换的热交换器发挥功能的蒸发器和冷凝器分别为逆流型,蒸发中与冷凝中的制冷剂的温度差减少,但对于在制冷剂与外部热介质之间有效地传递热而言足够大的温度差得以维持,能够高效地进行热交换。另外,具有逆流型的热交换器的制冷循环装置的其他优点是压力差也为最小限度。如此在具有逆流型的热交换器的制冷循环装置中,与现有系统相比能够带来能量效率及能力的改善。
(22-1-1)第1实施方式
图22C是一个实施例的制冷循环装置10的示意性构成图。
需要说明的是,此处,以在后述制冷循环装置10的利用侧热交换器15中制冷剂与作为外部热介质的空气进行热交换的情况为例进行说明,但利用侧热交换器15也可以与作为外部热介质的液体(例如水)进行热交换。另外,此处,以在后述制冷循环装置10的热源侧热交换器13中制冷剂与作为外部热介质的液体进行热交换的情况为例进行说明,但利用侧热交换器15也可以与作为外部热介质的空气进行热交换。换言之,在热源侧热交换器13和利用侧热交换器15中与制冷剂进行热交换的外部热介质的组合可以为(液体、空气)、(空气、液体)、(液体、液体)、(空气、空气)中的任一种。对其他实施方式也相同。
此处,制冷循环装置10为空调装置。但是,制冷循环装置10不限定于空调装置,也可以为例如冰箱、冷冻室、冷水机、制冰机、冷藏展示柜、冷冻展示柜、冷冻冷藏单元、冷冻冷藏仓库等中使用的冷冻机、冷却器(制冷设备)、涡轮式制冷机、螺旋式制冷机等。
另外,此处,在制冷循环装置10中,热源侧热交换器13被用作制冷剂的冷凝器,利用侧热交换器15被用作制冷剂的蒸发器,在利用侧热交换器15中外部热介质(本实施方式中为空气)被冷却,但不限于此。在制冷循环装置10中,热源侧热交换器13被用作制冷剂的蒸发器,利用侧热交换器15被用作制冷剂的冷凝器,在利用侧热交换器15中外部热介质(本实施方式中为空气)可以被加热。但是,该情况下,制冷剂的流动方向与图22C相反。该情况下,通过使在热交换器13,15中流动的外部热介质的方向也与图22C相反,可实现逆流。需要说明的是,在使用热源侧热交换器13作为制冷剂的蒸发器、使用利用侧热交换器15作为制冷剂的冷凝器的情况下,用途不受限定,除了空调装置(供暖装置)以外,制冷循环装置10也可以为热水供应装置或地暖装置等。
制冷循环装置10具有封入有包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂并使制冷剂循环的制冷剂回路11。需要说明的是,包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂能够使用上述制冷剂A~D中的任一种。
制冷剂回路11主要具有压缩机12、热源侧热交换器13、膨胀机构14和利用侧热交换器15,通过将这些设备12~15等依次连接而构成。在制冷剂回路11中,制冷剂沿图22C的实线箭头方向循环。
压缩机12是压缩低压的气体制冷剂并排出制冷循环中的高温高压的气体制冷剂的设备。从压缩机12排出的高压的气体制冷剂被供给至热源侧热交换器13。
热源侧热交换器13作为使在压缩机12中被压缩的高温高压的气体制冷剂冷凝的冷凝器发挥功能。热源侧热交换器13例如配置于机械室等。本实施方式中,作为外部热介质的液体(此处为冷却水)被供给到热源侧热交换器13。热源侧热交换器13没有限定,例如为套管式热交换器。在热源侧热交换器13中,制冷剂与外部热介质进行热交换,由此高温高压的气体制冷剂发生冷凝而成为高压的液体制冷剂。通过了热源侧热交换器13的高压的液体制冷剂被送至膨胀机构14。
膨胀机构14是用于将在热源侧热交换器13中散热后的高压的液体制冷剂减压至制冷循环中的低压的设备。作为膨胀机构14,例如使用电子膨胀阀。
但是,作为膨胀机构14,如图22D所示,也可以使用热敏式膨胀阀。在使用热敏式膨胀阀作为膨胀机构14的情况下,热敏式膨胀阀利用与膨胀阀直接连接的热敏筒检测通过利用侧热交换器15后的制冷剂温度,基于所检测的制冷剂温度来控制膨胀阀的开度。由此,例如在利用侧单元内设有利用侧热交换器15、膨胀阀、热敏筒的情况下,仅在利用侧单元内完成膨胀阀的控制。其结果,在设有热源侧热交换器13的热源侧单元与利用侧单元之间无需与膨胀阀的控制有关的通信,能够实现低成本和节省作业。需要说明的是,在将热敏式膨胀阀用于膨胀机构14的情况下,优选在膨胀机构14的热源侧热交换器13侧配置电磁阀17。
另外,膨胀机构14也可以为毛细管(省略图示)。
通过了膨胀机构14的低压的液体制冷剂或气液二相制冷剂被供给至利用侧热交换器15。
利用侧热交换器15作为使低压的液体制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能。利用侧热交换器15配置于空调对象空间。本实施方式中,利用风扇16将作为外部热介质的空气供给到利用侧热交换器15。利用侧热交换器15没有限定,例如为翅片管式热交换器。在利用侧热交换器15中,通过使制冷剂与空气进行热交换,低压的液体制冷剂蒸发而成为低压的气体制冷剂,而作为外部热介质的空气被冷却。通过了利用侧热交换器13的低压的气体制冷剂被供给到压缩机12,再次在制冷剂回路11中循环。
在以上的制冷循环装置10中,运转时,热源侧热交换器13和利用侧热交换器15这两个热交换器为逆流型的热交换器。
<制冷循环装置的特征>
制冷循环装置10具备包括压缩机12、热源侧热交换器13、膨胀机构14和利用侧热交换器15的制冷剂回路11。在制冷剂回路11中封入有至少包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的制冷剂。至少在规定的运转时,热源侧热交换器13和利用侧热交换器15中的至少一者中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。
本制冷循环装置中,使用包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的低全球变暖潜能值的制冷剂,实现有效地利用了热交换器13,15的高效运转。
需要说明的是,热交换器13,15作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,通过的制冷剂的温度具有出口侧低于入口侧的倾向。但是,将作为冷凝器发挥功能时的热交换器13,15构成为逆流型的情况下,在热交换器13,15的制冷剂的入口侧和出口侧均容易充分确保空气与制冷剂的温度差。
另外,热交换器13,15作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下,通过的制冷剂的温度具有出口侧高于入口侧的倾向。但是,将作为蒸发器发挥功能时的热交换器13,15构成为逆流型的情况下,在热交换器13,15的制冷剂的入口侧和出口侧均容易充分确保空气与制冷剂的温度差。
<变形例>
在制冷循环装置10中,如图22E所示,制冷剂回路11可以并列具有多个(图示例中为2个)膨胀机构14和利用侧热交换器15。另外,虽然省略了图示,但制冷剂回路11也可以具有多个并列配置的热源侧热交换器13,还可以具有多个压缩机12。
另外,在制冷循环装置10中,如图22F所示,制冷剂回路11可以进一步具有流路切换机构18。流路切换机构18是将从压缩机12排出的气体制冷剂流动的目的地切换成热源侧热交换器13和利用侧热交换器15中的任一者的机构。流路切换机构18例如为四通切换阀,但不限定于此,也可以利用2个以上的阀来实现流路切换机构。通过使用流路切换机构18,能够切换使热源侧热交换器13作为冷凝器发挥功能且使利用侧热交换器15作为蒸发器发挥功能的制冷运转与使热源侧热交换器13作为蒸发器发挥功能且使利用侧热交换器15作为冷凝器发挥功能的制暖运转。
需要说明的是,在图22F所示的示例中,在制冷运转时,作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器13和作为蒸发器发挥功能的利用侧热交换器15均为逆流型的热交换器(参照表示制冷剂流动的实线箭头)。另一方面,在制暖运转时,作为蒸发器发挥功能的热源侧热交换器13和作为冷凝器发挥功能的利用侧热交换器15均为并流型(制冷剂的流动方向相对于外部热介质的流动方向为同方向)的热交换器(参照表示制冷剂流动的虚线)。
但是,不限定于此,也可以按照在制冷运转时作为冷凝器发挥功能的热源侧热交换器13为并流型的热交换器、在制暖运转时作为蒸发器发挥功能的热源侧热交换器13为逆流型的热交换器的方式来设计在热源侧热交换器13中流动的外部热介质的流动方向。另外,可以按照在制冷运转时作为蒸发器发挥功能的利用侧热交换器15为并流型的热交换器、在制暖运转时作为冷凝器发挥功能的利用侧热交换器15为逆流型的热交换器的方式来设计在利用侧热交换器15中流动的外部热介质的流动方向。
需要说明的是,优选的是,按照热交换器13,15作为冷凝器发挥功能时的制冷剂的流动方向与外部热介质的流动方向相反的方式来设计外部热介质的流动方向。换言之,优选的是,在热交换器13,15作为冷凝器发挥功能时,该热交换器13,15优选为逆流型的热交换器。
(22-1-2)第2实施方式
以下,一边参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图22G、作为示意性控制框图的图22H,一边对作为第2实施方式的制冷循环装置的空调装置100进行说明。
空调装置100是通过进行蒸气压缩式的制冷循环来调和对象空间的空气的装置。
空调装置100主要具有热源侧单元120、利用侧单元130、连接热源侧单元120和利用侧单元130的液体侧制冷剂连通配管106和气体侧制冷剂连通配管105、作为输入装置和输出装置的未图示的遥控器、和控制空调装置100的工作的控制器107。
在制冷剂回路110中封入有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。空调装置100进行这样的制冷循环:封入制冷剂回路110内的制冷剂被压缩、冷却或冷凝、减压,在被加热或蒸发后再次被压缩。该制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,能够使用上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路110中填充有该混合制冷剂以及制冷机油。
(22-1-2-1)热源侧单元
热源侧单元120藉由液体侧制冷剂连通配管106和气体侧制冷剂连通配管105与利用侧单元130连接,构成了制冷剂回路110的一部分。热源侧单元120主要具有压缩机121、流路切换机构122、热源侧热交换器123、热源侧膨胀机构124、低压储罐141、热源侧风扇125、液体侧关闭阀129、气体侧关闭阀128和热源侧桥回路153。
压缩机121是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至高压的设备。此处,作为压缩机121,使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件(省略图示)被压缩机马达旋转驱动的密闭式结构的压缩机。压缩机马达用于使容量变化,能够通过逆变器控制运转频率。需要说明的是,在压缩机121中,在吸入侧设有未图示的附属储液器。
流路切换机构122例如为四通切换阀。流路切换机构122通过切换连接状态,能够切换将压缩机121的排出侧与热源侧热交换器123连接并将压缩机121的吸入侧与气体侧关闭阀128连接的制冷运转连接状态和将压缩机121的排出侧与气体侧关闭阀128连接并将压缩机121的吸入侧与热源侧热交换器123连接的制暖运转连接状态。
热源侧热交换器123是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。
热源侧风扇125产生空气流,该空气流用于将作为热源的空气吸入热源侧单元120内并在热源侧热交换器123中与制冷剂进行热交换后向外部排出。热源侧风扇125由室外风扇马达旋转驱动。
热源侧膨胀机构124设置在热源侧热交换器123的液体侧端部与液体侧关闭阀129之间。热源侧膨胀机构124可以是与毛细管或热敏筒一起使用的机械式膨胀阀,但优选为能够通过控制调节阀开度的电动膨胀阀。
低压储罐141设置在压缩机121的吸入侧与流路切换机构122的连接口之一之间,是能够将制冷剂回路110中的剩余制冷剂作为液体制冷剂进行存积的制冷剂容器。另外,在压缩机121上设有未图示的附属的储液器,低压储罐141连接在该附属的储液器的上游侧。
液体侧关闭阀129是配置于热源侧单元120中的与液体侧制冷剂连通配管106的连接部分的手动阀。
气体侧关闭阀128是配置于热源侧单元120中的与气体侧制冷剂连通配管105的连接部分的手动阀。
热源侧桥回路153具有4个连接处和设置于各连接处之间的止回阀。在热源侧桥回路153的4个连接处分别连接有从热源侧热交换器123的流入侧延伸的制冷剂配管、从热源侧热交换器123的流出侧延伸的制冷剂配管、从液体侧关闭阀129延伸的制冷剂配管、和从流路切换机构122的连接口之一延伸的制冷剂配管。各止回阀分别截断从流路切换机构122的连接口之一朝向热源侧热交换器123的流出侧的制冷剂流,截断从液体侧关闭阀129朝向热源侧热交换器123的流出侧的制冷剂流,截断从热源侧热交换器123的流入侧朝向流路切换机构122的连接口之一的制冷剂流,截断从热源侧热交换器123的流入侧朝向液体侧关闭阀129的制冷剂流。需要说明的是,在从液体侧关闭阀129延伸至热源侧桥回路153的连接处之一的制冷剂配管的途中设有热源侧膨胀机构124。
需要说明的是,图22G中,用虚线箭头示出了由热源侧风扇125形成的空气流。此处,在具有热源侧桥回路153的热源侧单元120的热源侧热交换器123中,在作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下和作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,热源侧热交换器123中制冷剂流入的部位(空气流的下游侧)均相同,制冷剂从热源侧热交换器123流出的部位(空气流的上游侧)均相同,构成为在热源侧热交换器123内制冷剂流动的方向相同。由此,在热源侧热交换器123内流动的制冷剂的流动方向构成为,在作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下和作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下与热源侧风扇125形成的空气流的方向均相反(始终逆流)。
热源侧单元120具有对构成热源侧单元120的各部的工作进行控制的热源侧单元控制部127。热源侧单元控制部127具有包含CPU、存储器等的微型计算机。热源侧单元控制部127经由通信线与各利用侧单元130的利用侧单元控制部134连接,进行控制信号等的发送接收。
在热源侧单元120设有排出压力传感器161、排出温度传感器162、吸入压力传感器163、吸入温度传感器164、热源侧热交换温度传感器165、热源空气温度传感器166等。这些各传感器与热源侧单元控制部127电连接,对热源侧单元控制部127发送检测信号。排出压力传感器161检测在将压缩机121的排出侧与流路切换机构122的连接口之一连接的排出配管中流动的制冷剂的压力。排出温度传感器162检测在排出配管中流动的制冷剂的温度。吸入压力传感器163检测在将低压储罐141与压缩机121的吸入侧连接的吸入配管中流动的制冷剂的压力。吸入温度传感器164检测在吸入配管中流动的制冷剂的温度。热源侧热交换温度传感器165检测在热源侧热交换器123中的与连接有流路切换机构122的一侧的相反侧即液体侧的出口流动的制冷剂的温度。热源空气温度传感器166检测通过热源侧热交换器123前的热源空气的空气温度。
(22-1-2-2)利用侧单元
利用侧单元130设置在空调对象空间的壁面或天花板等。利用侧单元130藉由液体侧制冷剂连通配管106和气体侧制冷剂连通配管105与热源侧单元120连接,构成了制冷剂回路110的一部分。
利用侧单元130具有利用侧热交换器131、利用侧风扇132和利用侧桥回路154。
利用侧热交换器131中,液体侧与液体侧制冷剂连通配管106连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管105连接。利用侧热交换器131是在制冷运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能、在制暖运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。
利用侧风扇132产生空气流,该空气流用于将室内的空气吸入利用侧单元130内并在利用侧热交换器131中与制冷剂进行热交换后排出到外部。利用侧风扇132由室内风扇马达旋转驱动。
利用侧桥回路154具有4个连接处和设置于各连接处之间的止回阀。在利用侧桥回路154的4个连接处分别连接有从利用侧热交换器131的流入侧延伸的制冷剂配管、从利用侧热交换器131的流出侧延伸的制冷剂配管、连接到液体侧制冷剂连通配管106的利用侧单元130侧端部的制冷剂配管、和连接到气体侧制冷剂连通配管105的利用侧单元130侧端部的制冷剂配管。各止回阀分别截断从利用侧热交换器131的流入侧朝向液体侧制冷剂连通配管106的制冷剂流,截断从利用侧热交换器131的流入侧朝向气体侧制冷剂连通配管105的制冷剂流,截断从液体侧制冷剂连通配管106朝向利用侧热交换器131的流出侧的制冷剂流,截断从气体侧制冷剂连通配管105朝向利用侧热交换器131的流出侧的制冷剂流。
需要说明的是,图22G中,用虚线箭头示出了由利用侧风扇132形成的空气流。此处,在具有利用侧桥回路154的利用侧单元130的利用侧热交换器131中,在作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下和作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,在利用侧热交换器131中制冷剂流入的部位(空气流的下游侧)均相同,制冷剂从利用侧热交换器131流出的部位(空气流的上游侧)均相同,构成为在利用侧热交换器131内制冷剂流动的方向相同。由此,在利用侧热交换器131内流动的制冷剂的流动方向构成为,在作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下和作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下与利用侧风扇132形成的空气流的方向均相反(始终逆流)。
另外,利用侧单元130具有对构成利用侧单元130的各部的工作进行控制的利用侧单元控制部134。利用侧单元控制部134具有包含CPU、存储器等的微型计算机。利用侧单元控制部134经由通信线与热源侧单元控制部127连接,进行控制信号等的发送接收。
在利用侧单元130设有对象空间空气温度传感器172、流入侧热交换温度传感器181、流出侧热交换温度传感器183等。这些各传感器与利用侧单元控制部134电连接,对利用侧单元控制部134发送检测信号。对象空间空气温度传感器172检测通过利用侧热交换器131前的空调对象空间的空气温度。流入侧热交换温度传感器181检测流入利用侧热交换器131前的制冷剂的温度。流出侧热交换温度传感器183检测从利用侧热交换器131流出的制冷剂的温度。
(22-1-2-3)控制器的详细情况
在空调装置100中,热源侧单元控制部127和利用侧单元控制部134经由通信线连接,由此构成对空调装置100的工作进行控制的控制器107。
控制器107主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,由控制器107进行的各种处理、控制通过热源侧单元控制部127和/或利用侧单元控制部134所包含的各部一体地发挥功能来实现。
(22-1-2-4)运转模式
以下,对运转模式进行说明。
作为运转模式,设有制冷运转模式和制暖运转模式。
控制器107基于从遥控器等接收到的指示,判断是制冷运转模式还是制暖运转模式,并执行。
(A)制冷运转模式
在空调装置100中,在制冷运转模式下,将流路切换机构122的连接状态设为将压缩机121的排出侧与热源侧热交换器123连接并将压缩机121的吸入侧与气体侧关闭阀128连接的制冷运转连接状态,使填充在制冷剂回路110中的制冷剂主要按照压缩机121、热源侧热交换器123、热源侧膨胀机构124、利用侧热交换器131的顺序循环。
具体而言,压缩机121例如对运转频率进行容量控制,以使制冷剂回路110中的制冷剂的蒸发温度达到根据设定温度与室内温度(对象空间空气温度传感器172的检测温度)之差而确定的目标蒸发温度。
从压缩机121排出的气体制冷剂在通过流路切换机构122后,在热源侧热交换器123中进行冷凝。需要说明的是,在热源侧热交换器123中,制冷剂沿与由热源侧风扇125形成的空气流方向相反的方向流动。换言之,在使用热源侧热交换器123作为冷凝器的空调装置100的运转时,热源侧热交换器123中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。在热源侧热交换器123中流动的制冷剂通过热源侧桥回路153的一部分,在热源侧膨胀机构124中被减压至制冷循环的低压。
此处,热源侧膨胀机构124例如对阀开度进行控制,以满足在利用侧热交换器131的气体侧流动的制冷剂的过热度或压缩机121吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件。此处,在利用侧热交换器131的气体侧流动的制冷剂的过热度例如可以通过从流出侧热交换温度传感器183的检测温度减去与吸入压力传感器163的检测温度相当的制冷剂的饱和温度而求出。需要说明的是,热源侧膨胀机构124的阀开度控制的方法没有特别限定,例如,可以控制成从压缩机121排出的制冷剂的排出温度达到规定温度,也可以控制成从压缩机121排出的制冷剂的过热度满足规定条件。
在热源侧膨胀机构124中被减压至制冷循环的低压的制冷剂经由液体侧关闭阀129、液体侧制冷剂连通配管106流入利用侧单元130,在利用侧热交换器131中蒸发。需要说明的是,在利用侧热交换器131中,制冷剂沿与由利用侧风扇132形成的空气流方向相反的方向流动。换言之,在使用利用侧热交换器131作为蒸发器的空调装置100的运转时,利用侧热交换器131中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。在利用侧热交换器131中流动的制冷剂在流过气体侧制冷剂连通配管105后,经气体侧关闭阀128、流路切换机构122、低压储罐141再次被吸入压缩机121。需要说明的是,在低压储罐141中,在利用侧热交换器131中未完全蒸发的液体制冷剂作为剩余制冷剂被存积。
(B)制暖运转模式
在空调装置100中,在制暖运转模式下,将流路切换机构122的连接状态设为将压缩机121的排出侧与气体侧关闭阀128连接并将压缩机121的吸入侧与热源侧热交换器123连接的制暖运转连接状态,使填充在制冷剂回路110中的制冷剂主要按照压缩机121、利用侧热交换器131、热源侧膨胀机构124、热源侧热交换器123的顺序循环。
更具体而言,在制暖运转模式下,压缩机121例如对运转频率进行容量控制,以使制冷剂回路110中的制冷剂的冷凝温度达到根据设定温度与室内温度(对象空间空气温度传感器172的检测温度)之差而确定的目标冷凝温度。
从压缩机121排出的气体制冷剂在流过流路切换机构122、气体侧制冷剂连通配管105后,流入利用侧单元130的利用侧热交换器131的气体侧端,在利用侧热交换器131中进行冷凝。需要说明的是,在利用侧热交换器131中,制冷剂沿与由利用侧风扇132形成的空气流方向相反的方向流动。换言之,在使用利用侧热交换器131作为冷凝器的空调装置100的运转时,利用侧热交换器131中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。从利用侧热交换器131的液体侧端流出的制冷剂经液体侧制冷剂连通配管106流入热源侧单元120,通过液体侧关闭阀129,在热源侧膨胀机构124中被减压至制冷循环的低压。
此处,热源侧膨胀机构124例如对阀开度进行控制,以满足压缩机121吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件。需要说明的是,热源侧膨胀机构124的阀开度控制的方法没有特别限定,例如,可以控制成从压缩机121排出的制冷剂的排出温度达到规定温度,也可以控制成从压缩机121排出的制冷剂的过热度满足规定条件。
在热源侧膨胀机构124中被减压的制冷剂在热源侧热交换器123中蒸发。需要说明的是,在热源侧热交换器123中,制冷剂沿与由热源侧风扇125形成的空气流方向相反的方向流动。换言之,在使用热源侧热交换器123作为蒸发器的空调装置100的运转时,热源侧热交换器123中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。在热源侧热交换器123中蒸发的制冷剂经流路切换机构122、低压储罐141再次被吸入压缩机121。需要说明的是,在低压储罐141中,在热源侧热交换器123中未完全蒸发的液体制冷剂作为剩余制冷剂被存积。
(22-1-2-5)空调装置100的特征
在空调装置100中,能够使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂进行制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,在空调装置100中,通过设置低压储罐141,即便不进行确保被吸入压缩机121中的制冷剂的过热度为规定值以上的控制(热源侧膨胀机构124的控制),也能抑制发生液体压缩。因此,作为热源侧膨胀机构124的控制,对于作为冷凝器发挥功能时的热源侧热交换器123(作为冷凝器发挥功能时的利用侧热交换器131也相同),能够控制成充分确保在出口流动的制冷剂的过冷度。
另外,在热源侧热交换器123中,在制冷运转时和制暖运转时,制冷剂均沿与由热源侧风扇125形成的空气流方向相反的方向流动(为逆流)。因此,在热源侧热交换器123作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下,通过的制冷剂的温度具有出口侧高于入口侧的倾向,但即使在这种情况下,由于由热源侧风扇125形成的空气流为相反方向,因此,在热源侧热交换器123的制冷剂的入口侧和出口侧均容易充分确保空气与制冷剂的温度差。另外,在热源侧热交换器123作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,通过的制冷剂的温度具有出口侧低于入口侧的倾向,但即使在这种情况下,由于由热源侧风扇125形成的空气流为相反方向,因此,在热源侧热交换器123的制冷剂的入口侧和出口侧均容易充分确保空气与制冷剂的温度差。
此外,在利用侧热交换器131中,在制冷运转时和制暖运转时,制冷剂均沿与由利用侧风扇132形成的空气流方向相反的方向流动(为逆流)。因此,在利用侧热交换器131作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下,通过的制冷剂的温度具有出口侧高于入口侧的倾向,但即使在这种情况下,由于由利用侧风扇132形成的空气流为相反方向,因此,在利用侧热交换器131的制冷剂的入口侧和出口侧均容易充分确保空气与制冷剂的温度差。另外,在利用侧热交换器131作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,通过的制冷剂的温度具有出口侧低于入口侧的倾向,但即使在这种情况下,由于由利用侧风扇132形成的空气流为相反方向,因此,在利用侧热交换器131的制冷剂的入口侧和出口侧均容易充分确保空气与制冷剂的温度差。
由此,即使在通过使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂而在蒸发器内和冷凝器内产生温度滑移的情况下,在制冷运转和制暖运转的任一种情况下,作为蒸发器发挥功能的热交换器和作为冷凝器发挥功能的热交换器均能充分地发挥出能力。
(22-1-3)第3实施方式
以下,参照作为制冷剂回路的示意性构成图的图22I、作为示意性控制框图的图22J对作为第3实施方式的制冷循环装置的空调装置100a进行说明。需要说明的是,由于第2实施方式的空调装置100与第3实施方式的空调装置100a有许多共通点,因此,以下主要说明与第1实施方式的空调装置100的不同点。
(22-1-3-1)空调装置的构成
空调装置100a与上述第2实施方式的空调装置100主要在下述方面不同:在热源侧单元120中设有具有旁通膨胀阀149的旁通配管140;并列设有多个室内单元(第1利用侧单元130和第2利用侧单元135);以及,在各室内单元中在室内热交换器的液体制冷剂侧设有室内膨胀阀。需要说明的是,在下述空调装置100a的说明中,对与空调装置100相同或同样的构成标注相同的附图标记来进行说明。
热源侧单元120所具有的旁通配管140是将制冷剂回路110中的热源侧膨胀机构124与液体侧关闭阀129之间的部分与从流路切换机构122的连接口之一延伸至低压储罐141的制冷剂配管进行连接的制冷剂配管。对旁通膨胀阀149没有特别限定,优选为能够调节阀开度的电动膨胀阀。
与上述实施方式同样地,第1利用侧单元130除了具有第1利用侧热交换器131、第1利用侧风扇132以及第1利用侧桥回路154以外,还具有第1利用侧膨胀机构133。第1利用侧桥回路154具有4个连接处和设置于各连接处之间的止回阀。在第1利用侧桥回路154的4个连接处分别连接有从第1利用侧热交换器131的液体侧延伸的制冷剂配管、从第1利用侧热交换器131的气体侧延伸的制冷剂配管、从液体侧制冷剂连通配管106向第1利用侧单元130分支的制冷剂配管、和从气体侧制冷剂连通配管105向第1利用侧单元130分支的制冷剂配管。
需要说明的是,在图22I中,用虚线箭头示出了由第1利用侧风扇132形成的空气流。此处,在具有第1利用侧桥回路154的第1利用侧单元130的第1利用侧热交换器131中,在作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下和作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,在第1利用侧热交换器131中制冷剂流入的部位(空气流的下游侧)均相同,制冷剂从第1利用侧热交换器131流出的部位(空气流的上游侧)均相同,构成为在第1利用侧热交换器131内制冷剂流动的方向相同。由此,在第1利用侧热交换器131内流动的制冷剂的流动方向构成为,在作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下和作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下与第1利用侧风扇132形成的空气流的方向均相反(始终逆流)。另外,第1利用侧膨胀机构133设置在从液体侧制冷剂连通配管106向第1利用侧单元130分支的制冷剂配管的途中(第1利用侧桥回路154的液体制冷剂侧)。第1利用侧膨胀机构133优选为能够调节阀开度的电动膨胀阀。与上述实施方式同样地,在第1利用侧单元130设有第1利用侧单元控制部134、与第1利用侧单元控制部134电连接的第1流入侧热交换温度传感器181、第1对象空间空气温度传感器172、第1流出侧热交换温度传感器183等。
与第1利用侧单元130同样地,第2利用侧单元135具有第2利用侧热交换器136、第2利用侧风扇137、第2利用侧膨胀机构138以及第2利用侧桥回路155。第2利用侧桥回路155具有4个连接处和设置于各连接处之间的止回阀。在第2利用侧桥回路155的4个连接处分别连接有从第2利用侧热交换器136的液体侧延伸的制冷剂配管、从第2利用侧热交换器136的气体侧延伸的制冷剂配管、从液体侧制冷剂连通配管106向第2利用侧单元135分支的制冷剂配管、和从气体侧制冷剂连通配管105向第2利用侧单元135分支的制冷剂配管。需要说明的是,在图22I中,用虚线箭头示出了由第2利用侧风扇137形成的空气流。此处,在具有第2利用侧桥回路155的第2利用侧单元135的第2利用侧热交换器136中,在作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下和作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下,在第2利用侧热交换器136中制冷剂流入的部位(空气流的下游侧)均相同,制冷剂从第2利用侧热交换器136流出的部位(空气流的上游侧)均相同,构成为在第2利用侧热交换器136内制冷剂流动的方向相同。由此,在第2利用侧热交换器136内流动的制冷剂的流动方向构成为,在作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下和作为制冷剂的冷凝器发挥功能的情况下与第2利用侧风扇137形成的空气流的方向均相反(始终逆流)。另外,第2利用侧膨胀机构138设置在从液体侧制冷剂连通配管106向第2利用侧单元135分支的制冷剂配管的途中(第2利用侧桥回路155的液体制冷剂侧)。第2利用侧膨胀机构138优选为能够调节阀开度的电动膨胀阀。与第1利用侧单元130同样地,在第2利用侧单元135设有第2利用侧单元控制部139、与第2利用侧单元控制部139电连接的第2流入侧热交换温度传感器185、第2对象空间空气温度传感器176、第2流出侧热交换温度传感器187。
(22-1-3-2)运转模式
(A)制冷运转模式
在空调装置100a中,在制冷运转模式下,压缩机121例如对运转频率进行容量控制,以使制冷剂回路110中的制冷剂的蒸发温度达到目标蒸发温度。此处,目标蒸发温度优选根据在各利用侧单元130、135中设定温度与利用侧温度之差最大的情况(负荷最大的利用侧单元)来确定。
从压缩机121排出的气体制冷剂在通过流路切换机构122后,在热源侧热交换器123中进行冷凝。需要说明的是,在热源侧热交换器123中,制冷剂沿与由热源侧风扇125形成的空气流方向相反的方向流动。换言之,在使用热源侧热交换器123作为冷凝器的空调装置100a的运转时,热源侧热交换器123中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。在热源侧热交换器123中流动的制冷剂通过热源侧桥回路153的一部分后,通过被控制为全开状态的热源侧膨胀机构124,经由液体侧关闭阀129、液体侧制冷剂连通配管106分别流入第1利用侧单元130和第2利用侧单元135。
需要说明的是,旁通配管140的旁通膨胀阀149根据剩余制冷剂的产生情况来控制阀开度。具体而言,旁通膨胀阀149例如基于由排出压力传感器161探测到的高压压力和/或在热源侧热交换器123的液体侧流动的制冷剂的过冷度来控制。由此,通过了上述热源侧膨胀机构124的制冷剂的一部分即剩余制冷剂经由旁通配管140被送至低压储罐141。
流入第1利用侧单元130的制冷剂在第1利用侧膨胀机构133中被减压至制冷循环的低压。另外,流入第2利用侧单元135的制冷剂在第2利用侧膨胀机构138中被减压至制冷循环的低压。
此处,第1利用侧膨胀机构133例如对阀开度进行控制,以满足在第1利用侧热交换器131的气体侧流动的制冷剂的过热度或压缩机121吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件。此处,在第1利用侧热交换器131的气体侧流动的制冷剂的过热度例如可以通过从第1流出侧热交换温度传感器183的检测温度减去与吸入压力传感器163的检测温度相当的制冷剂的饱和温度而求出。另外,第2利用侧膨胀机构138也同样地例如对阀开度进行控制,以满足在第2利用侧热交换器136的气体侧流动的制冷剂的过热度或压缩机121吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件。此处,在第2利用侧热交换器136的气体侧流动的制冷剂的过热度例如可以通过从第2流出侧热交换温度传感器187的检测温度减去与吸入压力传感器163的检测温度相当的制冷剂的饱和温度而求出。
在第1利用侧膨胀机构133中被减压的制冷剂通过第1利用侧桥回路154的一部分,流入第1利用侧热交换器131,在第1利用侧热交换器131中蒸发。需要说明的是,在第1利用侧热交换器131中,制冷剂沿与由第1利用侧风扇132形成的空气流方向相反的方向流动。换言之,在使用第1利用侧热交换器131作为蒸发器的空调装置100a的运转时,第1利用侧热交换器131中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。通过了第1利用侧热交换器131的制冷剂通过第1利用侧桥回路154的一部分,流出到第1利用侧单元130的外部。
同样地,在第2利用侧膨胀机构138中被减压的制冷剂通过第2利用侧桥回路155的一部分,流入第2利用侧热交换器136,在第2利用侧热交换器136中蒸发。需要说明的是,在第2利用侧热交换器136中,制冷剂沿与由第2利用侧风扇137形成的空气流方向相反的方向流动。换言之,在使用第2利用侧热交换器136作为蒸发器的空调装置100a的运转时,第2利用侧热交换器136中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。通过了第2利用侧热交换器136的制冷剂通过第2利用侧桥回路155的一部分,流出到第2利用侧单元135的外部。从第1利用侧单元130和第2利用侧单元135流出的制冷剂在汇合后,流过气体侧制冷剂连通配管105,经气体侧关闭阀128、流路切换机构122、低压储罐141,再次被压缩机121吸入。需要说明的是,在低压储罐141中,在第1利用侧热交换器131和第2利用侧热交换器136中未完全蒸发的液体制冷剂作为剩余制冷剂被存积。
(B)制暖运转模式
在空调装置100a中,在制暖运转模式下,压缩机121例如对运转频率进行容量控制,以使制冷剂回路110中的制冷剂的冷凝温度达到目标冷凝温度。此处,目标冷凝温度优选根据在各利用侧单元130、135中设定温度与利用侧温度之差最大的情况(负荷最大的利用侧单元)来确定。
从压缩机121排出的气体制冷剂在流过流路切换机构122、气体侧制冷剂连通配管105后,分别流入第1利用侧单元130和第2利用侧单元135。
流入第1利用侧单元130的制冷剂在通过第1利用侧桥回路154的一部分后,在第1利用侧热交换器131中进行冷凝。需要说明的是,在第1利用侧热交换器131中,制冷剂沿与由第1利用侧风扇132形成的空气流方向相反的方向流动。换言之,在使用第1利用侧热交换器131作为冷凝器的空调装置100a的运转时,第1利用侧热交换器131中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。流入第2利用侧单元135的制冷剂在通过第2利用侧桥回路155的一部分后,在第2利用侧热交换器136中进行冷凝。需要说明的是,在第2利用侧热交换器136中,制冷剂沿与由第2利用侧风扇137形成的空气流方向相反的方向流动。换言之,在使用第2利用侧热交换器136作为冷凝器的空调装置100a的运转时,第2利用侧热交换器136中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。
从第1利用侧热交换器131的液体侧端流出的制冷剂在通过第1利用侧桥回路154的一部分后,在第1利用侧膨胀机构133中被减压至制冷循环的中间压力。从第2利用侧热交换器136的液体侧端流出的制冷剂也同样地在通过第2利用侧桥回路155的一部分后,在第2利用侧膨胀机构138中被减压至制冷循环的中间压力。
此处,第1利用侧膨胀机构133例如对阀开度进行控制,以满足在第1利用侧热交换器131的液体侧出口流动的制冷剂的过冷度达到目标值等规定条件。此处,在第1利用侧热交换器131的液体侧出口流动的制冷剂的过冷度例如可以通过从第1流出侧热交换温度传感器183的检测温度减去与排出压力传感器161的检测温度相当的制冷剂的饱和温度而求出。另外,第2利用侧膨胀机构138也同样地例如对阀开度进行控制,以满足在第2利用侧热交换器136的液体侧出口流动的制冷剂的过冷度达到目标值等规定条件。此处,在第2利用侧热交换器136的液体侧出口流动的制冷剂的过冷度例如可以通过从第2流出侧热交换温度传感器187的检测温度减去与排出压力传感器161的检测温度相当的制冷剂的饱和温度而求出。
通过了第1利用侧膨胀机构133的制冷剂通过第1利用侧桥回路154的一部分,流出到第1利用侧单元130的外部。同样地,通过了第2利用侧膨胀机构138的制冷剂通过第2利用侧桥回路155的一部分,流出到第2利用侧单元135的外部。从第1利用侧单元130和第2利用侧单元135流出的制冷剂在汇合后,经液体侧制冷剂连通配管106流入热源侧单元120。
流入热源侧单元120的制冷剂通过液体侧关闭阀129,在热源侧膨胀机构124中被减压至制冷循环的低压。
需要说明的是,旁通配管140的旁通膨胀阀149可以与制冷运转时同样地根据剩余制冷剂的产生情况来控制阀开度,也可以控制成全闭状态。
此处,热源侧膨胀机构124例如对阀开度进行控制,以满足压缩机121吸入的制冷剂的过热度达到目标值等规定条件。需要说明的是,热源侧膨胀机构124的阀开度的控制方法没有特别限定,例如,可以控制成从压缩机121排出的制冷剂的排出温度达到规定温度,也可以控制成从压缩机121排出的制冷剂的过热度满足规定条件。
在热源侧膨胀机构124中被减压的制冷剂在热源侧热交换器123中进行蒸发。需要说明的是,在热源侧热交换器123中,制冷剂沿与由热源侧风扇125形成的空气流方向相反的方向流动。换言之,在使用热源侧热交换器123作为蒸发器的空调装置100a的运转时,热源侧热交换器123中的制冷剂的流动和与制冷剂进行热交换的热介质的流动为逆流。通过了热源侧热交换器123的制冷剂经流路切换机构122、低压储罐141,再次被吸入压缩机121。需要说明的是,在低压储罐141中,在热源侧热交换器123中未完全蒸发的液体制冷剂作为剩余制冷剂被存积。
(22-1-3-3)空调装置100a的特征
在空调装置100a中,能够使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂进行制冷循环,因此能够使用GWP小的制冷剂进行制冷循环。
另外,在空调装置100a中,通过设置低压储罐141,即便不进行确保被吸入压缩机121中的制冷剂的过热度为规定值以上的控制(热源侧膨胀机构124的控制),也能抑制发生液体压缩。另外,在制暖运转时,通过对第1利用侧膨胀机构133、第2利用侧膨胀机构138进行过冷度控制,能够容易充分地发挥出第1利用侧热交换器131和第2利用侧热交换器136的能力。
另外,在热源侧热交换器123中,在制冷运转时和制暖运转时,制冷剂均沿与由热源侧风扇125形成的空气流方向相反的方向流动(为逆流)。此外,在制冷运转时和制暖运转时,在第1利用侧热交换器131中,制冷剂均与由第1利用侧风扇132形成的空气流方向相反的方向流动(为逆流)。同样地,在制冷运转时和制暖运转时,在第2利用侧热交换器136中,制冷剂均与由第2利用侧风扇137形成的空气流方向相反的方向流动(为逆流)。
由此,即便在通过使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂而在蒸发器内和冷凝器内产生温度滑移的情况下,在制冷运转和制暖运转的任一种情况下,作为蒸发器发挥功能的热交换器和作为冷凝器发挥功能的热交换器均能充分地发挥出能力。
(23)第23组的技术的实施方式
(23-1)
图23A是本发明的一个实施方式的制冷剂回路10的示意性构成图。另外,图23B是本发明的一个实施方式的制冷循环装置的示意性控制框图构成图。以下,参照图23A和图23B对作为本实施方式的制冷循环装置的空调装置1进行说明。
空调装置1是通过进行蒸气压缩式的制冷循环来调和对象空间的空气的装置。
空调装置1主要具有室外单元20、室内单元30、连接室外单元20和室内单元30的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5、作为输入装置和输出装置的未图示的遥控器、和控制空调装置1的工作的控制器7。
在空调装置1中进行这样的制冷循环:封入制冷剂回路10内的制冷剂被压缩、冷凝、减压,在蒸发后再次被压缩。在本实施方式中,在制冷剂回路10中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂是包含1,2-二氟乙烯的制冷剂,能够使用上述制冷剂A~D中的任一种。另外,在制冷剂回路10中与该制冷剂一起填充有制冷机油。
(23-1-1)室外单元20
室外单元20具有下述结构(所谓的箱型结构):其外观为近似长方体箱状,内部被隔板等分割,由此形成送风机室和机械室。
该室外单元20藉由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室内单元30连接,构成了制冷剂回路10的一部分。室外单元20主要具有压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室外风扇25、液体侧截止阀29和气体侧截止阀28。
压缩机21是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至高压的设备。此处,作为压缩机21,使用旋转式或涡旋式等容积式的压缩元件(省略图示)被压缩机马达旋转驱动的密闭式结构的压缩机。
压缩机马达用于使容量变化,能够通过逆变器控制运转频率。需要说明的是,在压缩机21中,在吸入侧设有未图示的附属储液器。需要说明的是,本实施方式的室外单元20不具有比该附属储液器大的制冷剂容器(配置于压缩机21的吸入侧的低压储罐或配置于室外热交换器23的液体侧的高压储罐等)。
四通切换阀22通过切换连接状态,能够切换将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态和将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态。
室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。室外热交换器23具有多个传热翅片和贯通固定于多个传热翅片的多个传热管。
室外风扇25将室外的空气吸入室外单元20内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室外风扇25由室外风扇马达旋转驱动。需要说明的是,本实施方式中,室外风扇25仅设有1个。
室外膨胀阀24能够控制阀开度,设置在室外热交换器23的液体侧端部与液体侧截止阀29之间。
液体侧截止阀29是配置于室外单元20中的与液体侧制冷剂连通配管6的连接部分的手动阀。
气体侧截止阀28是配置于室外单元20中的与气体侧制冷剂连通配管5的连接部分的手动阀。
室外单元20具有对构成室外单元20的各部的工作进行控制的室外单元控制部27。室外单元控制部27具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室外单元控制部27经由通信线与各室内单元30的室内单元控制部34连接,进行控制信号等的发送接收。另外,室外单元控制部27与未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(23-1-2)室内单元30
室内单元30设置于作为对象空间的室内的壁面等。室内单元30经由液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管5与室外单元20连接,构成制冷剂回路10的一部分。
室内单元30具有室内热交换器31和室内风扇32等。
室内热交换器31的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接,气体侧端与气体侧制冷剂连通配管5连接。室内热交换器31是在制冷运转时作为制冷循环中的低压制冷剂的蒸发器发挥功能,在制暖运转时作为制冷循环中的高压制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。室内热交换器31具有多个传热翅片和贯通固定于多个传热翅片的多个传热管。
室内风扇32将室内的空气吸入室内单元30内,在室内热交换器31中与制冷剂进行热交换后,产生用于向外部排出的空气流。室内风扇32由未图示的室内风扇马达旋转驱动。
另外,室内单元30具有控制构成室内单元30的各部的工作的室内单元控制部34。室内单元控制部34具有包含CPU、存储器等的微型计算机。室内单元控制部34经由通信线与室外单元控制部27连接,进行控制信号等的发送接收。
室内单元控制部34与设置在室内单元30内的未图示的各种传感器电连接,接收来自各传感器的信号。
(23-1-3)控制器7的详细情况
在空调装置1中,室外单元控制部27和室内单元控制部34经由通信线连接,由此构成对空调装置1的工作进行控制的控制器7。
控制器7主要具有CPU(中央运算处理装置)和ROM、RAM等存储器。需要说明的是,由控制器7进行的各种处理、控制通过室外单元控制部27和/或室内单元控制部34所包含的各部一体地发挥功能来实现。
(23-1-4)运转模式
作为运转模式,设有制冷运转模式和制暖运转模式。控制器7基于从遥控器等接收到的指示,判断是制冷运转模式还是制暖运转模式,并执行。
(23-1-4-1)制冷运转模式
在空调装置1中,在制冷运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与室外热交换器23连接并将压缩机21的吸入侧与气体侧截止阀28连接的制冷运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室外热交换器23、室外膨胀阀24、室内热交换器31的顺序循环。
更具体而言,若开始制冷运转模式,则在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21并被压缩后排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的冷却负荷相应的容量控制。从压缩机21排出的气体制冷剂经由四通切换阀22流入室外热交换器23的气体侧端。
流入室外热交换器23的气体侧端的气体制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外侧空气进行热交换而冷凝,成为液体制冷剂而从室外热交换器23的液体侧端流出。
从室外热交换器23的液体侧端流出的制冷剂在通过室外膨胀阀24时被减压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室外热交换器23的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。
由室外膨胀阀24减压后的制冷剂经由液体侧截止阀29和液体侧制冷剂连通配管6流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室内热交换器31的气体侧端流出。从室内热交换器31的气体侧端流出的气体制冷剂流向气体侧制冷剂连通配管5。
在气体侧制冷剂连通配管5中流动的制冷剂经由气体侧截止阀28、四通切换阀22而再次被吸入压缩机21。
(23-1-4-2)制暖运转模式
在空调装置1中,在制暖运转模式下,将四通切换阀22的连接状态设为将压缩机21的排出侧与气体侧截止阀28连接并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23连接的制暖运转连接状态,使填充在制冷剂回路10中的制冷剂主要按照压缩机21、室内热交换器31、室外膨胀阀24、室外热交换器23的顺序进行循环。
更具体而言,若开始制暖运转模式,在制冷剂回路10内,制冷剂被吸入压缩机21而被压缩后被排出。
在压缩机21中,进行与室内单元30所要求的制暖负载相应的容量控制。从压缩机21排出的气体制冷剂在流过四通切换阀22和气体侧制冷剂连通配管5后,流入室内单元30。
流入室内单元30的制冷剂流入室内热交换器31的气体侧端,在室内热交换器31中与由室内风扇32供给的室内空气进行热交换而冷凝,成为气液二相状态的制冷剂或液体制冷剂而从室内热交换器31的液体侧端流出。从室内热交换器31的液体侧端流出的制冷剂流向液体侧制冷剂连通配管6。
在液体侧制冷剂连通配管6中流动的制冷剂在液体侧截止阀29、室外膨胀阀24处被减压至制冷循环中的低压。需要说明的是,室外膨胀阀24被控制成通过室内热交换器31的液体侧出口的制冷剂的过冷却度满足规定条件。由室外膨胀阀24减压后的制冷剂流入室外热交换器23的液体侧端。
从室外热交换器23的液体侧端流入的制冷剂在室外热交换器23中与由室外风扇25供给的室外空气进行热交换而蒸发,成为气体制冷剂而从室外热交换器23的气体侧端流出。
从室外热交换器23的气体侧端流出的制冷剂经由四通切换阀22再次被吸入压缩机21。
(23-1-5)制冷剂与制冷剂连通配管的管外径的关系
关于铜管,根据申请人的研究确认到:在使用制冷剂为制冷剂A的情况下,在空调装置1的特定的额定制冷能力下,需要使用管外径比使用制冷剂为R32时更大的气体侧制冷剂连通配管5、和管外径比使用制冷剂为R32时更大的液体侧制冷剂连通配管6。
在这种情况下,成本会增加,因此申请人研究了是否能采用成本比铜管低的铝管。以下对其结果进行说明。
(23-1-6)管材料与制冷剂连通配管的管外径的关系
图23C是对于各额定制冷能力列出使用制冷剂A的空调装置的气体侧制冷剂连通配管5和液体侧制冷剂连通配管6中采用的铜管的管外径、与代替铜管而采用铝或铝合金制的管(以下称为铝管)时的气体侧制冷剂连通配管5和液体侧制冷剂连通配管6的管外径的对比表。
(23-1-6-1)气体侧制冷剂连通配管5的管外径比较
此处,针对每种管材料(铜管、铝管),在各额定制冷能力进行气体侧制冷剂连通配管5的管外径的比较。
(23-1-6-1-1)铜管的情况
图23C中,在使用制冷剂为制冷剂A的情况下,在空调装置1的额定制冷能力小于5.0kW时使用管外径为12.7mm的铜管,在空调装置1的额定制冷能力为5.0kW以上且小于10.0kW时使用管外径为15.9mm的铜管,在空调装置1的额定制冷能力为10.0kW以上且小于19.0kW时使用管外径为19.1mm的铜管,在空调装置1的额定制冷能力为19.0kW以上28kW以下时使用管外径为22.2mm的铜管。
(23-1-6-1-2)铝管的情况
图23C中,在使用制冷剂为制冷剂A的情况下,在空调装置1的额定制冷能力小于5.0kW时使用管外径为12.7mm的铝管,在空调装置1的额定制冷能力为5.0kW以上且小于8.5kW时使用管外径为15.9mm的铝管,在空调装置1的额定制冷能力为8.5kW以上且小于19.0kW时使用管外径为19.1mm的铝管,在空调装置1的额定制冷能力为19.0kW以上且小于25kW时使用管外径为22.2mm的铝管,在空调装置1的额定制冷能力为25kW以上28kW以下时使用管外径为25.4mm的铝管。
需要说明的是,即使在空调装置1的额定制冷能力超过28kW的情况下,也使用管外径为25.4mm的铝管。
(23-1-6-1-3)对比结果
如图23C所示,在铝管的情况下,在空调装置1的额定制冷能力为9.0kW和28kW时,需要使用管外径比铜管时更大的铝管的气体侧制冷剂连通配管5。
为了使空调装置1的额定制冷能力为9.0kW和28kW时的压力损失与铜管为相同水平,在维持耐压的同时扩大了内径,结果管外径扩大。
但是,由于铝管的原料费用低于铜管的原料费用,因此即便管外径扩大,成本也不增加。因此,通过使用铝管来代替铜管,即便伴随着管外径的扩大也能实现成本降低。
(23-1-6-2)液体侧制冷剂连通配管6的管外径比较
此处,针对每种管材料(铜管、铝管),在各制冷额定制冷能力进行液体侧制冷剂连通配管6的管外径的比较。
(23-1-6-2-1)铜管的情况
图23C中,在使用制冷剂为制冷剂A的情况下,在空调装置1的额定制冷能力小于5.0kW时使用管外径为6.4mm的铜管,在空调装置1的额定制冷能力为5.0kW以上且小于19.0kW时使用管外径为9.5mm的铜管,在空调装置1的额定制冷能力为19.0kW以上28kW以下时使用管外径为12.7mm的铜管。
(23-1-6-2-2)铝管的情况
图23C中,在使用制冷剂为制冷剂A的情况下,在空调装置1的额定制冷能力小于5.0kW时使用管外径为6.4mm的铝管,在空调装置1的额定制冷能力为5.0kW以上且小于19.0kW时使用管外径为9.5mm的铝管,在空调装置1的额定制冷能力为19.0kW以上28kW以下时使用管外径为12.7mm的铝管。
需要说明的是,即使在空调装置1的额定制冷能力超过28kW的情况下,也使用管外径为12.7mm的铝管。
(23-1-6-2-3)对比结果
如图23C所示,在使用制冷剂为制冷剂A的情况下,能够使用管外径与铜管相同的铝管的液体侧制冷剂连通配管6。由于铝管的原料费用低于铜管的原料费用,因此通过使用铝管来代替铜管,能够实现成本降低。
(23-1-7)管的壁厚与内径
此处,由铝管的壁厚和内径来考察上述“(23-1-6-1-3)对比结果”和“(23-1-6-2-3)对比结果”。
气体侧制冷剂连通配管5和液体侧制冷剂连通配管6的内径是对于每个额定制冷能力考虑到制冷剂的最大循环量下的压力损失而设计的。
另外,气体侧制冷剂连通配管5和液体侧制冷剂连通配管6的壁厚设计成对于每个额定制冷能力满足设计耐压。
图23D是对于各“管的标称”列出铜管和铝管的壁厚的对比表。以下,对于各“管的标称”说明对比结果。
另外,在标称为的管的情况下,在对整个内周面作用设计压力时,在铝管的情况下,在与铜管相同的壁厚0.8mm时强度不足,因此需要增加至1.0mm。因此,内径为比铜管的11.10mm小0.4mm的10.70mm。但是,即便内径减小0.4mm,对压力损失的影响也少。
因此,关于与气体制冷剂相比比容更小的液体制冷剂流通的液体侧制冷剂连通配管6,在额定制冷能力为2.2kW~28kW的范围内即便使用铝管代替铜管,也能使用外径与铜管相同的铝管。因此,获得“(23-1-6-2-3)对比结果”。
图23D中,在管的标称为和时,在铜管的情况下壁厚为1mm。与此相对,铝管的壁厚增加到1.3mm、1.5mm、1.7mm、2.0mm。这是因为,随着内径的扩大,内周面的面积扩大,在对整个内周面作用设计压力时,在与铜管相同的壁厚1.0mm时强度不足,因此增加壁厚以确保可承受设计压力的强度。
关于气体侧制冷剂连通配管5,如图23C所示,在额定制冷能力2.2kW~4.5kW的范围时,铜管、铝管均可以使用标称为的管。这种情况下,如图23D所示,铝管的内径比铜管的内径小0.4mm,但即便考虑制冷剂的最大循环量,对压力损失的影响也少。换言之,在铜管侧对于压力损失存在富余。
同样地,如图23C所示,在额定制冷能力5.6kW~8.0kW的范围时,铜管、铝管均使用了标称为的管。这种情况下,如图23D所示,铝管的内径比铜管的内径小0.6mm,但即便考虑制冷剂的最大循环量,对压力损失的影响也少。换言之,在铜管侧对于压力损失存在富余。
另一方面,如图23C所示,在额定制冷能力9.0kW时,铜管使用了标称为的管,而铝管需要使用标称为的管。换言之,在额定制冷能力9.0kW下的制冷剂的最大循环量时,通过使用与标称的铜管相比压力损失更小的标称的铝管,抑制了压力损失。
如图23C所示,在额定制冷能力11.2kW~16kW的范围时,铜管、铝管均可以使用标称的管。这种情况下,如图23D所示,铝管的内径比铜管的内径小1.0mm,但即便考虑制冷剂的最大循环量,对压力损失的影响也少。换言之,在铜管侧对于压力损失存在富余。
同样地,如图23C所示,在额定制冷能力22.4kW的范围时,铜管、铝管均使用了标称的管。这种情况下,如图23D所示,铝管的内径比铜管的内径小1.4mm,但即便考虑制冷剂的最大循环量,对压力损失的影响也少。换言之,在铜管侧对于压力损失存在富余。
另一方面,如图23C所示,在额定制冷能力28kW时,铜管使用了标称的管,而铝管需要使用标称的管。换言之,在额定制冷能力28kW下的制冷剂的最大循环量时,通过使用与标称的铜管相比压力损失更小的标称的铝管,抑制了压力损失。
因此,关于气体侧制冷剂连通配管5,在额定制冷能力9kW和28kW下使用铝管代替铜管的情况下,需要增大管外径,其结果为“(23-1-6-2-3)对比结果”。
(23-1-8)特征
在空调装置1中,在使用包含1,2-二氟乙烯的制冷剂时,即便在为了抑制压力损失而增大液体侧制冷剂连通配管和气体侧制冷剂连通配管的直径的情况下,通过使用铝或铝合金制的管,也能将能力的降低抑制为较小,抑制成本的增加。
需要说明的是,实施方式中,以在空调装置1中使用制冷剂A的情况为前提进行了说明,但对于在包含1,2-二氟乙烯这点共通的本发明的制冷剂B~D也相同。
(23-1-9)变形例
在上述实施方式中,以仅设有1个室内单元的空调装置为例进行了说明,但作为空调装置,也可以设置彼此并联连接的多个室内单元(不具有室内膨胀阀)。
(24)第24组的技术的实施方式
(24-1)第1实施方式
接着,参照附图对具有本发明的一个实施例的蓄热装置的空调装置的第1实施方式进行说明。
图24A示出具有本发明的一个实施例的蓄热装置20的第1实施方式的空调装置100的整体构成。符号2表示压缩机。符号3表示作为对来自压缩机2的排出气体进行冷凝的热源侧热交换器的一例的室外热交换器。符号4表示作为对在室外热交换器3中冷凝的制冷剂进行减压的第1膨胀机构的一例的第1电子膨胀阀。符号5表示作为用于使制冷剂蒸发的负荷侧热交换器的一例的室内热交换器。上述各设备2~5通过制冷剂配管6依次连接,并且制冷剂能够流通。通过用制冷剂配管6连接设备2~5,构成了主制冷剂回路1,其具有将通过在室内热交换器5中与室内空气进行热交换而得到的热由室外热交换器3释放到外部空气中的热泵功能。在主制冷剂回路1中填充有用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,能够使用上述制冷剂A~D中的任一种。
在主制冷剂回路1中,作为附属设备,在室外热交换器3的下游侧设有用于暂时存积制冷剂的储液器7,在压缩机2的上游侧设有用于分离向压缩机2的吸入气体中的液体制冷剂的储罐8。另外,在第1电子膨胀阀4的上游侧和储罐8的上游侧分别配置有热敏电阻Thl、Th2。热敏电阻Thl、Th2检测各制冷剂配管6内的制冷剂的温度。在储罐8的上游侧配设有压力传感器Ps。压力传感器Ps检测压缩机2的上游侧(吸入侧)的制冷剂配管6内的制冷剂的压力。在空调装置100中,基于所检测的制冷剂温度和制冷剂压力来控制膨胀阀的开度,或者通过逆变器控制来控制压缩机2的容量。
该空调装置100具有蓄热装置20。蓄热装置20具备蓄热槽9和蓄热用热交换器10。蓄热槽9存积作为能够蓄热的蓄热介质的水W。蓄热用热交换器10配设于蓄热槽9的内部。蓄热用热交换器10的至少一部分浸渍在作为蓄热槽9的蓄热介质的水W中。至少包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的制冷剂从作为制冷剂供给装置的一例的主制冷剂回路1被供给到蓄热用热交换器10。在蓄热用热交换器10中,在制冷剂与水W之间进行热交换。蓄热用热交换器10通过制冷剂将水W冷却。蓄热用热交换器10具有多个冷却管10a。该冷却管10a分支并连接至主制冷剂回路1,蓄热用热交换器10的一端成为与储液器7的下游侧连结的室外侧连结端10b,另一端成为与第1电子膨胀阀4的上游侧连结的室内侧连结端10c。室外侧连结端10b在主制冷剂回路1中配设于与室内侧连结端10c相比更靠近室外热交换器3的位置。在主制冷剂回路1的蓄热用热交换器10的两连结端10b、10c间的制冷剂配管6上设置有在蓄热运转时进行制冷剂的减压的第2电子膨胀阀12。换言之,蓄热用热交换器10的冷却管10a与第2电子膨胀阀12并列配置。
本发明中,蓄热用热交换器10的冷却管10a具有以下的配设结构。
冷却管10a在蓄热槽9内配置成沿铅直方向蜿蜒。具体而言,如图24B所示,在蓄热用热交换器10的冷却管10a中,与上下方向的端部即U形部分10d接近的直线部分10e沿铅直方向配置。蓄热用热交换器10的冷却管10a被立设在蓄热槽9内的支撑基台9a所支撑。冷却管10a浸渍在蓄热槽9内的水W中。
另外,蓄热用热交换器10的室外侧连结端10b附近与压缩机2的上游侧之间通过短路管13连结。
另外,本空调装置100设有用于根据运转状态切换回路连接的回路切换单元15。回路切换单元15包含第1开闭阀11、第2开闭阀14和开闭控制单元16。第1开闭阀11设置于蓄热用热交换器10中的室外侧连结端10b与短路管13的连接位置之间。第2开闭阀14设置于短路管13。开闭控制单元16根据空调装置100的运转状态和来自各热敏电阻Thl、Th2或压力传感器Ps的检测信号进行阀的控制。开闭控制单元16在蓄热运转时使第1开闭阀11为关闭状态,使第2开闭阀14为打开状态,并且使第1电子膨胀阀4为全闭状态,基于热敏电阻Thl和压力传感器Ps的检测信号来控制第2电子膨胀阀12的开度。另一方面,开闭控制单元16在蓄热回收制冷运转时使第1开闭阀11为打开状态,使第2开闭阀14为关闭状态,并且基于热敏电阻Th2、压力传感器Ps的检测信号来控制第1电子膨胀阀4和第2电子膨胀阀12的开度。
接着,对如上所述构成的回路的各运转状态进行说明。
在不伴随蓄热回收的通常的制冷运转时,第1开闭阀11和第2开闭阀14为关闭状态,第2电子膨胀阀12为全开状态。该状态下,在压缩机2中压缩后的制冷剂在室外热交换器3中被冷凝,之后在第1电子膨胀阀4被减压,并供给至室内热交换器5。并且,制冷剂通过在室内热交换器5内蒸发而夺去周围的热,从而有助于制冷,之后再次流通到压缩机2侧进行循环。
在蓄热运转时,回路切换单元15的开闭控制单元16使第1开闭阀11为关闭状态,使第2开闭阀14为打开状态,并且使第1电子膨胀阀4为全闭状态。另外,开闭控制单元16基于热敏电阻Thl和压力传感器Ps的检测信号来适当控制第2电子膨胀阀12的开度。如此控制阀的结果,如图24A的箭头所示,压缩机2排出并通过了室外热交换器3的制冷剂被第2电子膨胀阀12减压,从室内侧连结端10c被供给到冷却管10a内。被供给到冷却管10a内的制冷剂在与蓄热槽9内的水W之间进行热交换,在冷却管10a内蒸发,在冷却管10a的表面生成并附着冰I,蓄积冷热。
在蓄热运转后进行蓄热回收制冷运转时,开闭控制单元16使第1开闭阀11为打开状态,使第2开闭阀14为关闭状态,并且基于热敏电阻Th2、压力传感器Ps的检测信号来控制第1电子膨胀阀4的开度。另外,如图24C的箭头所示,开闭控制单元16利用第2电子膨胀阀12对压缩机2排出并通过室外热交换器3而流通的制冷剂中流过主制冷剂回路1的流通量进行控制,由此控制从室外侧连结端10b供给至冷却管10a的制冷剂的流量。供给到冷却管10a的制冷剂与存积在蓄热槽9内的冰I进行热交换而被冷却,经由室内侧连结端10c被引导至第1电子膨胀阀4,第1电子膨胀阀4的开度被控制而减压。在第1电子膨胀阀4被减压的制冷剂被引导至室内热交换器5,在室内热交换器5内蒸发,由此有助于室内的制冷。
由于冷却管10a沿铅直方向配置,因此在这种蓄热回收制冷运转中,如图24D(a)所示,附着在冷却管10a上的冰I如图24D(b)所示那样在与冷却管10a同心的圆上均匀地融化。并且,以规定量融化的冰I沿着冷却管10a向蓄热槽9的上方浮起,因此浮力难以作用于冷却管10a,可防止冷却管10a的变形等。另外,浮起的冰I暴露于温度较高的水W中,因此融化被促进,旧的水W并不是始终残留在一处,即使在防止冰I的异常生长的冰填充率高的制冰设定量下,与以往相比也难以发生局部的阻塞,该阻塞导致的冷却管10a或蓄热槽9的破损受到抑制。进而,在再制冰时,如图24D(c)所示在冷热回收运转时融化的部分再次结冰,其再现性也优异。
需要说明的是,在上述示例中,单独使用了水W作为存积于蓄热槽9中的蓄热介质,除此以外,也可以采用混入有乙二醇等的盐水溶液。另外,作为蓄热用热交换器10的配设位置,如图24E(a)所示若使冷却管10a的上端固定部分向水面的上方突出,或者如图24E(b)所示使冷却管10a的下端的U形部分10d向蓄热槽9的下方外侧突出,则冰I融化时妨碍冰I浮起的因素被除去,可容易地获得冰I的浮起动作。
(24-2)第2实施方式
接着,参照附图对具有本发明的一个实施例的蓄热装置的空调装置的第2实施方式进行说明。
第2实施方式中,用于从蓄热槽9取出冷热的手段与第1实施方式不同。此处,主要对其不同点进行说明。
如图24F所示,第2实施方式中的空调装置100的主制冷剂回路1与在第1实施方式中说明的情况大致相同。但是,在第2实施方式中,蓄热装置20的蓄热用热交换器10的一端经由第2电子膨胀阀12连接到室外热交换器3的下游侧,另一端连接到压缩机2的上游侧(吸入侧)。此外,在第2实施方式中,冷热取出用热交换器17的热交换部17a收纳在蓄热装置20的蓄热槽9内。该冷热取出用热交换器17连接到主制冷剂回路1的第1电子膨胀阀4的上游侧。
对第2实施方式中的空调装置100的工作进行说明。
在蓄热运转时,开闭控制单元16使第1开闭阀11和第2开闭阀14为关闭状态,使第1电子膨胀阀4为全闭状态。另外,开闭控制单元16对第2电子膨胀阀12的开度进行控制。其结果,如图24F的箭头所示那样制冷剂流动,冰I生成、附着于蓄热用热交换器10的冷却管1a的表面。
在蓄热运转后进行蓄热回收制冷运转时,开闭控制单元16调节第1开闭阀11的开度,使第2开闭阀14为打开状态,并且控制第1电子膨胀阀4的开度,使第2电子膨胀阀12为全闭状态。通过如此进行阀的控制,利用图24G的箭头所示的制冷剂流动,从冷热取出用热交换器17中取出冷热并供给到主制冷剂回路1内,冷热有助于制冷运转。
在该蓄热回收制冷运转时,如图24H所示,从蓄热槽9的上方向下方产生循环流。在冷却管10a中,沿着该循环流在上下方向生成冰I,因此水W在全部冰I的表面均匀地对流,其融化量也变得均匀,因此能够降低局部残留冰而发生阻塞现象的可能性。另外,即使制冰量多、如图24I(a)所示成为各冰I融合的状态,位于各冰I之间的水W也能对流,因此为了消除该融合而被融化(参照图24I(b)),与现有情况相比水W的对流面积增加,融化效率提高。
需要说明的是,在上述实施方式中使用了直接膨胀式热交换器作为蓄热用热交换器,但也能适用于使用盐水等2次制冷剂进行制冰的装置。另外,在第2实施方式中,也能适用于向冷热取出用的热交换器流入2次制冷剂而取出冷热的装置、或者将蓄热槽内的水循环到该蓄热槽外的冷热取出用的热交换器、细盘管单元等而取出冷热的装置。
(24-3)本发明的蓄热装置和空调装置的特征
(24-3-1)
上述实施方式的蓄热装置20具备蓄热槽9和蓄热用热交换器10。在蓄热槽9中存积有作为蓄热介质的一例的水W。蓄热用热交换器10浸渍到蓄热槽9的水W中。蓄热用热交换器10连接到作为制冷剂供给装置的一例的主制冷剂回路1。蓄热用热交换器10利用由主制冷剂回路1供给的至少包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的制冷剂将水W冷却。作为此处的制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。
此处,使用由主制冷剂回路1供给的包含1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))的低全球变暖潜能值的制冷剂将水W冷却,将冷热存积于蓄热槽9中,由此能够有助于电力负荷的均衡。
(24-3-2)
在上述实施方式的蓄热装置20中,在蓄热用热交换器10中形成有制冷剂通过的冷却通路,该冷却通路按照在蓄热槽9内沿铅直方向蜿蜒的方式形成而构成。
(24-3-3)
在上述实施方式的蓄热装置20中,蓄热用热交换器10具备形成冷却通路的多根冷却管10a,冷却管10a按照在蓄热槽9的水平截面图中冷却管10a截面各自在纵横方向上位于直线上的方式配置构成。
(24-3-4)
在第1实施方式的空调装置100中,利用制冷剂配管6连接压缩机2、作为热源侧热交换器的一例的室外热交换器3、作为将制冷剂减压的第1减压机构的一例的第1电子膨胀阀4、和作为负荷侧热交换器的一例的室内热交换器5而构成主制冷剂回路1。空调装置100是配设蓄热装置20而成的蓄热式空调装置,该蓄热装置20具备作为能够蓄热的蓄热介质的水W。在空调装置100中,在制冷剂配管6上设有作为在蓄热运转时将制冷剂减压的第2减压机构的一例的第2电子膨胀阀12。蓄热装置20构成为在蓄热槽9内存积水W,并且浸渍于水W中而收纳蓄热用热交换器10。蓄热用热交换器10与第2电子膨胀阀12并列地连接到主制冷剂回路1。蓄热用热交换器10具备制冷剂通过的冷却管10a,冷却管10a形成为在蓄热槽9内沿铅直方向蜿蜒。短路管13的一端连接到作为蓄热用热交换器10的第1热交换器侧端部的一例的室外侧连结端10b,短路管13的另一端连接到压缩机2的上游侧的制冷剂配管6。在蓄热运转时,经由第2电子膨胀阀12使制冷剂从作为第2热交换器侧端部的一例的室内侧连结端10c流到蓄热用热交换器10,使蓄热槽9内的水W冷却,之后经由短路管13流向压缩机2的上游侧。在空调装置100中设有切换回路连接的回路切换单元15,以在蓄热回收制冷运转时经由室外侧连结端10b使制冷剂从室外热交换器3流到蓄热用热交换器10,在将制冷剂冷却后,将制冷剂供给至室内热交换器5。
(24-3-5)
在第2实施方式的空调装置100中,蓄热装置20包括蓄热槽9、和以浸渍在水W中的方式存储于蓄热槽9内的蓄热用热交换器10和冷热取出用热交换器17。蓄热用热交换器10的一端经由第2电子膨胀阀12连接到室外热交换器3的下游侧,另一端连接到压缩机2的上游侧,并且具备制冷剂通过的冷却管10a。冷却管10a形成为在蓄热槽9内沿铅直方向蜿蜒。冷热取出用热交换器17连接到制冷剂配管6的第1电子膨胀阀4的上游侧。在蓄热运转时,经由第2电子膨胀阀12将制冷剂流到蓄热用热交换器10,在将蓄热槽9内的水W冷却后,流到压缩机2的上游侧。在空调装置100中设有切换回路连接的回路切换单元15,以在蓄热回收制冷运转时使制冷剂从室外热交换器3流到冷热取出用热交换器17,在将制冷剂冷却后,将制冷剂供给至室内热交换器5。
(24-3-6)
本发明的蓄热装置20具有以下所述的效果。
通过沿铅直方向配置蓄热用热交换器10,在蓄热回收制冷运转时附着的冰大致均匀地停留,因此其融化变得均匀,在再制冰时冰不会局部生长,抑制了冰的阻塞,蓄热效率提高,不仅如此,还可防止蓄热用热交换器10及蓄热槽9的变形、破损。
另外,冷却管10a为在蓄热槽9的水平截面图中冷却管10a截面各自在纵横方向上位于直线上,由此即便冰彼此融化其之间也存在未成冰的部分,因此通过在该部分使蓄热介质对流可促进融化,可实现融化效率的提高。
另外,以规定量融化的冰沿着冷却管10a浮起,在蓄热槽9的上层部融化,因此冰的内部不会残留旧的水,可防止局部的阻塞。
(25)第25组的技术的实施方式
(25-1)第1实施方式
参照附图对作为第1实施方式的制冷装置的热负荷处理系统100进行说明。需要说明的是,以下的实施方式为具体例,并非对技术范围进行限定,可以在不脱离要点的范围内适宜地变更。另外,在以下的说明中,有时使用表示“上”、“下”、“左”、“右”、“前(正面)”、“后(背面)”等表示方向的表达。在没有特别声明的情况下,这些方向表示图中箭头所表示的方向。另外,这些方向相关的表达仅用于使实施方式便于理解,并非特别限定本发明的思想。
(25-1-1)整体构成
图25A是热负荷处理系统100的示意性构成图。热负荷处理系统100是用于在设置环境下对热负荷进行处理的系统。本实施方式中,热负荷处理系统100是进行对象空间的空气调节的空调系统。
热负荷处理系统100主要具有:多个(此处为4台)热源侧单元10、热交换器单元30、多个(此处为4台)利用侧单元60、多个(此处为4根)液体侧连接管LP、多个(此处为4根)气体侧连接管GP、第1热介质连接管H1和第2热介质连接管H2、制冷剂泄漏传感器70、以及控制热负荷处理系统100的工作的控制器80。
热负荷处理系统100中,通过将热源侧单元10和热交换器单元30利用液体侧连接管LP和气体侧连接管GP连接而构成制冷剂循环的制冷剂回路RC。在热负荷处理系统100中,与多个热源侧单元10并列配置相关联地构成多个(此处为4个)制冷剂回路RC。换言之,在热负荷处理系统100中,利用多个热源侧单元10和热交换器单元30构成多个制冷剂回路RC。热负荷处理系统100在各制冷剂回路RC中进行蒸气压缩式的制冷循环。
本实施方式中,封入制冷剂回路RC中的制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一者。
热负荷处理系统100中,通过将热交换器单元30和利用侧单元60利用第1热介质连接管H1和第2热介质连接管H2连接,构成了热介质循环的热介质回路HC。换言之,热负荷处理系统100中,利用热交换器单元30和利用侧单元60构成热介质回路HC。热介质回路HC中,通过热交换器单元30的泵36驱动而进行热介质的循环。
本实施方式中,封入热介质回路HC中的热介质例如为水、载冷剂等液体介质。载冷剂例如包含氯化钠水溶液、氯化钙水溶液、乙二醇水溶液、丙二醇水溶液等。需要说明的是,液体介质的种类并不限于此处例示的种类,可以适当地选择。特别是在本实施方式中,作为热介质使用载冷剂。
(25-1-2)详细构成
(25-1-2-1)热源侧单元
本实施方式中,热负荷处理系统100具有4台热源侧单元10(参照图25A)。并且,热交换器单元30利用在4台热源侧单元10中冷却/加热后的制冷剂将液体介质进行冷却/加热。但是,热源侧单元10的台数为例示,其台数并不限于4台。热源侧单元10也可以为1~3台,还可以为5台以上。需要说明的是,图25A中,仅对于4台热源侧单元10中的1台描绘出内部构成,省略其他3台内部构成的描绘。对于省略了描绘的热源侧单元10,也与以下说明的热源侧单元10具有同样的构成。
热源侧单元10是以空气作为热源,对制冷剂进行冷却或加热的单元。各热源侧单元10经由液体侧连接管LP和气体侧连接管GP与热交换器单元30分别连接。换言之,各热源侧单元10与热交换器单元30一起分别地构成制冷剂回路RC。即,在热负荷处理系统100中,通过将多个(此处为4台)热源侧单元10和热交换器单元30分别连接,构成多个(此处为4个)的制冷剂回路RC。需要说明的是,各制冷剂回路RC分开而不连通。
热源侧单元10的设置地点没有限定,例如可设置在屋顶、建筑物的周边空间等处。热源侧单元10经由液体侧连接管LP、气体侧连接管GP与热交换器单元30连接,构成制冷剂回路RC的一部分。
热源侧单元10中,作为构成制冷剂回路RC的设备,主要具有:多个制冷剂配管(第1配管P1-第11配管P11)、压缩机11、储液器12、四通切换阀13、热源侧热交换器14、过冷却器15、热源侧第1控制阀16、热源侧第2控制阀17、液体侧截止阀18、以及气体侧截止阀19。
第1配管P1将气体侧截止阀19和四通切换阀13的第1端口连接。第2配管P2将储液器12的入口端口和四通切换阀13的第2端口连接。第3配管P3将储液器12的出口端口和压缩机11的吸入端口连接。第4配管P4将压缩机11的排出端口和四通切换阀13的第3端口连接。第5配管P5将四通切换阀13的第4端口和热源侧热交换器14的气体侧出入口连接。第6配管P6将热源侧热交换器14的液体侧出入口和热源侧第1控制阀16的一端连接。第7配管P7将热源侧第1控制阀16的另一端和过冷却器15的主流路151的一端连接。第8配管P8将过冷却器15的主流路151的另一端和液体侧截止阀18的一端连接。
第9配管P9将第6配管P6的两端间的部分和热源侧第2控制阀17的一端连接。第10配管P10将热源侧第2控制阀17的另一端和过冷却器15的辅流路152的一端连接。第11配管P11将过冷却器15的辅流路152的另一端与压缩机11的注射端口连接。
另外,这些制冷剂配管(P1-P11)实际上可以由单一配管构成,也可以经由接头等将多个配管连接来构成。
压缩机11是将制冷循环中的低压的制冷剂压缩至高压的设备。本实施方式中,压缩机11具有将旋转式或涡旋式等容积式压缩元件利用压缩机马达(省略图示)进行旋转驱动的密闭式结构。压缩机马达能够利用逆变器进行运转频率的控制。即,压缩机11以能够进行容量控制的方式构成。但是,压缩机11可以为容量一定的压缩机。
储液器12是用于抑制液体制冷剂被过度地吸入到压缩机11中的容器。储液器12具有与填充到制冷剂回路RC中的制冷剂量相应的特定容积。
四通切换阀13是用于切换制冷剂回路RC中的制冷剂的流向的流路切换机构。四通切换阀13可切换正循环状态和逆循环状态。四通切换阀13为正循环状态时,第1端口(第1配管P1)和第2端口(第2配管P2)连通、并且第3端口(第4配管P4)和第4端口(第5配管P5)连通(参照图25A的四通切换阀13的实线)。四通切换阀13为逆循环状态时,第1端口(第1配管P1)和第3端口(第4配管P4)连通、并且第2端口(第2配管P2)和第4端口(第5配管P5)连通(参照图25A的四通切换阀13的虚线)。
热源侧热交换器14为起到作为制冷剂的冷凝器(或放热器)或蒸发器的功能的热交换器。热源侧热交换器14在正循环运转(四通切换阀13处于正循环状态的运转)时起到作为制冷剂的冷凝器的功能。另外,热源侧热交换器14在逆循环运转(四通切换阀13处于逆循环状态的运转)时起到作为制冷剂的蒸发器的功能。热源侧热交换器14包含多个传热管和传热翅片(省略图示)。热源侧热交换器14按照在传热管内的制冷剂与在传热管或传热翅片的周围通过的空气(后述的热源侧空气流)之间进行热交换的方式来构成。
过冷却器15是将所流入的制冷剂制成过冷却状态的液体制冷剂的热交换器。过冷却器15例如为套管热交换器,在过冷却器15中构成主流路151和辅流路152。过冷却器15按照使得流经主流路151和辅流路152的制冷剂进行热交换的方式来构成。
热源侧第1控制阀16是能够进行开度控制的电子膨胀阀,对于根据开度流入的制冷剂进行减压或进行流量调节。热源侧第1控制阀16能够切换开状态和闭状态。热源侧第1控制阀16被配置在热源侧热交换器14和过冷却器15(主流路151)之间。
热源侧第2控制阀17是能够进行开度控制的电子膨胀阀,对于根据开度流入的制冷剂进行减压或进行流量调节。热源侧第2控制阀17能够切换开状态和闭状态。热源侧第2控制阀17被配置在热源侧热交换器14和过冷却器15(辅流路152)之间。
液体侧截止阀18是配置在第8配管P8与液体侧连接管LP的连接部分的手动阀。液体侧截止阀18的一端与第8配管P8连接、另一端与液体侧连接管LP连接。
气体侧截止阀19是配置在第1配管P1与气体侧连接管GP的连接部分的手动阀。气体侧截止阀19的一端与第1配管P1连接、另一端与气体侧连接管GP连接。
另外,热源侧单元10是生成通过热源侧热交换器14的热源侧空气流的热源侧风扇20。热源侧风扇20是将作为流经热源侧热交换器14的制冷剂的冷却源或加热源的热源侧空气流供给至热源侧热交换器14的送风机。热源侧风扇20包含作为驱动源的热源侧风扇马达(省略图示),根据状况适宜地控制起停和转速。
另外,热源侧单元10中配置有用于检测制冷剂回路RC内的制冷剂的状态(主要为压力或温度)的多个热源侧传感器S1(参照图25C)。热源侧传感器S1为压力传感器、热敏电阻或热电偶等温度传感器。热源侧传感器S1例如包含对压缩机11的吸入侧(第3配管P3)的制冷剂的温度(吸入温度)进行检测的第1温度传感器21、或者对压缩机11的排出侧(第4配管P4)的制冷剂的温度(排出温度)进行检测的第2温度传感器22。另外,热源侧传感器S1例如包含对热源侧热交换器14的液体侧(第6配管P6)的制冷剂的温度进行检测的第3温度传感器23、对第8配管P8的制冷剂的温度进行检测的第4温度传感器24、或者对第11配管P11的制冷剂的温度进行检测的第5温度传感器25。另外,热源侧传感器S1例如包含对压缩机11的吸入侧(第2配管P2)的制冷剂的压力(吸入压力)进行检测的第1压力传感器27、对压缩机11的排出侧(第4配管P4)的制冷剂的压力(排出压力)进行检测的第2压力传感器28。
另外,热源侧单元10具有热源侧单元10中包含的各设备的工作/状态进行控制的热源侧单元控制部29。热源侧单元控制部29中,为了执行其功能,具有各种电气电路、微型计算机(其具有微处理器、存储了微处理器所执行的程序的存储芯片)等。热源侧单元控制部29与热源侧单元10中包含的各设备(11、13、16、17、20等)或热源侧传感器S1电连接,相互进行信号的输入输出。另外,热源侧单元控制部29经由通信线与热交换器单元30的热交换器单元控制部49(后述)等电连接,相互进行控制信号的发送接收。
(25-1-2-2)热交换器单元
热交换器单元30是通过使热介质和制冷剂进行热交换来进行热介质的冷却和加热中的至少一者的设备。本实施方式中,热交换器单元30通过使热介质和制冷剂进行热交换来进行热介质的冷却和加热。在热交换器单元30中利用液体制冷剂冷却或加热后的热介质被送到利用侧单元60。
热交换器单元30是通过使被送到利用侧单元60的热介质与制冷剂进行热交换来进行热介质的冷却或加热的单元。热交换器单元30的设置地点没有限定,例如设置在机器设备室等室内。热交换器单元30作为构成各制冷剂回路RC的设备具有与热源侧单元10的数目(制冷剂回路RC的数目)相同数目(此处为4个)的多个制冷剂配管(制冷剂配管Pa、Pb、Pc、Pd)、膨胀阀31和开闭阀32。另外,热交换器单元30中,作为构成各制冷剂回路RC和热介质回路HC的设备,具有热交换器33。
制冷剂配管Pa将液体侧连接管LP与膨胀阀31的一端连接。制冷剂配管Pb将膨胀阀31的另一端与热交换器33的一个液体侧制冷剂出入口连接。制冷剂配管Pc将热交换器33的一个气体侧制冷剂出入口与开闭阀32的一端连接。制冷剂配管Pd将开闭阀32的另一端与气体侧连接管GP连接。另外,这些制冷剂配管(Pa-Pd)实际上可以由单一的配管构成,也可以经由接头等将多个配管连接来构成。
膨胀阀31是能够进行开度控制的电子膨胀阀,对于根据开度流入的制冷剂进行减压或进行流量调节。膨胀阀31能够切换开状态和闭状态。膨胀阀31被配置在热交换器33与液体侧连接管LP之间。
开闭阀32是能够切换开状态和闭状态的控制阀。开闭阀32在闭状态时阻隔制冷剂。开闭阀32被配置在热交换器33与气体侧连接管GP之间。
热交换器33中形成有多个流经制冷剂回路RC的制冷剂的流路(制冷剂流路RP)。热交换器33中,各制冷剂流路RP与其他制冷剂流路RP不连通。在这种情况下,在热交换器33中分别形成与制冷剂流路RP的数目相同数目(此处为4个)的制冷剂流路RP的液体侧出入口和气体侧出入口。另外,热交换器33中形成有流经热介质回路HC的热介质的流路(热介质流路HP)。
更具体地说,热交换器33包含第1热交换器34和第2热交换器35。第1热交换器34和第2热交换器35以分开的方式构成。第1热交换器34和第2热交换器35中分别形成分开的2个制冷剂流路RP。在第1热交换器34和第2热交换器35中,各制冷剂流路RP的一端与相对应的制冷剂回路RC的制冷剂配管Pb连接,各制冷剂流路RP的另一端与相对应的制冷剂回路RC的制冷剂配管Pc连接。第1热交换器34中,热介质流路HP的一端与后述的热介质配管Hb连接,热介质流路HP的另一端与后述的热介质配管Hc连接。第2热交换器35中,热介质流路HP的一端与后述的Hc连接,热介质流路HP的另一端与后述的热介质配管Hd连接。第1热交换器34和第2热交换器35的热介质流路HP在热介质回路HC中串联排列。第1热交换器34和第2热交换器35按照流经各制冷剂流路RP(制冷剂回路RC)的制冷剂与流经热介质流路HP(热介质回路HC)的热介质进行热交换的方式来构成。
另外,热交换器单元30中,作为构成热介质回路HC的设备,进一步具有多个热介质配管(热介质配管Ha、Hb、Hc、Hd)、以及泵36。
热介质配管Ha的一端与第1热介质连接管H1连接,另一端与泵36的吸入侧端口连接。热介质配管Hb的一端与泵36的排出侧端口连接,另一端与第1热交换器34的热介质流路HP的一端连接。热介质配管Hc的一端与第1热交换器34的热介质流路HP的另一端连接,另一端与第2热交换器35的热介质流路HP的一端连接。热介质配管Hd的一端与第2热交换器35的热介质流路HP的另一端连接,另一端与第2热介质连接管H2连接。另外,这些热介质配管(HaHd)实际上可以由单一的配管构成,也可以经由接头等将多个配管连接来构成。
泵36被配置于热介质回路HC。泵36在运转中吸引排出热介质。泵36包含作为驱动源的马达,通过对马达进行逆变器控制来调整转速。即,泵36的排出流量可变。需要说明的是,热交换器单元30可以具有在热介质回路HC中串联或并联连接的多台泵36。另外,泵36可以为定量泵。
另外,在热交换器单元30中配置有用于检测制冷剂回路RC内的制冷剂的状态(主要为压力或温度)的多个热交换器单元传感器S2(参照图25C)。热交换器单元传感器S2为压力传感器、热敏电阻或热电偶等温度传感器。在热交换器单元传感器S2中例如包含对热交换器33(制冷剂流路RP)的液体侧(制冷剂配管Pb)的制冷剂的温度进行检测的第6温度传感器41、以及对热交换器33(制冷剂流路RP)的气体侧(制冷剂配管Pc)的制冷剂的温度进行检测的第7温度传感器42。另外,热交换器单元传感器S2中例如包含对热交换器33(制冷剂流路RP)的液体侧(制冷剂配管Pb)的制冷剂的压力进行检测的第3压力传感器43、以及对热交换器33(制冷剂流路RP)的气体侧(制冷剂配管Pc)的制冷剂的压力进行检测的第4压力传感器44。
另外,热交换器单元30中具有排气风扇单元,在热交换器单元30(制冷剂回路RC)中发生了制冷剂泄漏的情况下,其用于将泄漏制冷剂从热交换器单元30中排出。排气风扇单元包含排气风扇46。排气风扇46与驱动源(例如风扇马达等)连动地驱动。排气风扇46在驱动时,生成从热交换器单元30内向外部流出的第1空气流AF1。排气风扇46的类别没有特别限定,例如为多叶片式风扇、螺旋桨式风扇。
另外,在热交换器单元30中具有散热风扇48。散热风扇48与驱动源(例如风扇马达等)连动地驱动。散热风扇48在驱动时,生成用于将配置在热交换器单元30内的电气部件(发热部件)冷却的第2空气流AF2。散热风扇48按照第2空气流AF2在发热部件的周围通过并进行热交换后从热交换器单元30内向外部流出的方式进行配置。散热风扇48的类别没有特别限定,例如为多叶片式风扇、螺旋桨式风扇。
另外,热交换器单元30具有对热交换器单元30中包含的各设备的工作/状态进行控制的热交换器单元控制部49。热交换器单元控制部49中,为了执行其功能,具有微型计算机(其具有微处理器和存储了微处理器所执行的程序的存储芯片)、各种电气部件等。热交换器单元控制部49与热交换器单元30中包含的各设备、热交换器单元传感器S2电连接,相互进行信号的输入输出。另外,热交换器单元控制部49与热源侧单元控制部29、配置在利用侧单元60内的控制部(省略图示)、或者遥控器(省略图示)等经由通信线进行电连接,相互进行控制信号的发送接收。热交换器单元控制部49中包含的电气部件利用由散热风扇48生成的第2空气流AF2进行冷却。
(25-1-2-3)利用侧单元
利用侧单元60是对于由热交换器单元30冷却/加热后的热介质进行利用的设备。各利用侧单元60经由第1热介质连接管H1、第2热介质连接管H2等与热交换器单元30连接。利用侧单元60与热交换器单元30一起构成热介质回路HC。
本实施方式中,利用侧单元60为使由热交换器单元30冷却/加热后的热介质与空气进行热交换来进行空气调节的空气处理单元、风扇线圈单元。
图25A中,仅图示出1个利用侧单元60。但是,也可以在热负荷处理系统100中包含多个利用侧单元,由热交换器单元30冷却/加热后的热介质分支送到多个利用侧单元。另外,在热负荷处理系统100中包含多个利用侧单元的情况下,多个利用侧单元的种类可以全部相同,在多个利用侧单元也可以包含多种设备。
(25-1-2-4)液体侧连接管、气体侧连接管
各液体侧连接管LP和各气体侧连接管GP将热交换器单元30与相对应的热源侧单元10连接来构成制冷剂的流路。液体侧连接管LP和气体侧连接管GP在设置现场进行施工。需要说明的是,液体侧连接管LP或气体侧连接管GP实际上可以由单一的配管构成,也可以经由接头等将多个配管连接来构成。
(25-1-2-5)第1热介质连接管、第2热介质连接管
第1热介质连接管H1和第2热介质连接管H2将热交换器单元30与相对应的利用侧单元60之间连接来构成热介质的流路。第1热介质连接管H1和第2热介质连接管H2在设置现场进行施工。需要说明的是,第1热介质连接管H1或第2热介质连接管H2实际上可以由单一的配管构成,也可以经由接头等将多个配管连接来构成。
(25-1-2-6)制冷剂泄漏传感器
制冷剂泄漏传感器70是用于检测热交换器单元30的配置空间(此处为后述的机器设备室R)中的制冷剂泄漏的传感器。更具体地说,制冷剂泄漏传感器70对于热交换器单元30中的泄漏制冷剂进行检测。本实施方式中,制冷剂泄漏传感器70与封入制冷剂回路RC中的制冷剂的类别相应地使用公知的通用品。制冷剂泄漏传感器70被配置在热交换器单元30的配置空间。本实施方式中,制冷剂泄漏传感器70被配置在热交换器单元30内。
制冷剂泄漏传感器70持续地或间歇地对控制器80输出与检测值相应的电气信号(制冷剂泄漏传感器检测信号)。更详细地说,由制冷剂泄漏传感器70输出的制冷剂泄漏传感器检测信号中,电压根据利用制冷剂泄漏传感器70检测的制冷剂的浓度相应地变化。换言之,制冷剂泄漏传感器检测信号以除了能够确定制冷剂回路RC中有无制冷剂泄漏以外还能够确定制冷剂泄漏传感器70的设置空间中的泄漏制冷剂的浓度(更详细地说为制冷剂泄漏传感器70所检测到的制冷剂的浓度)的方式被输出到控制器80中。
(25-1-2-7)控制器
图25C所示的控制器80为通过控制各设备的状态而对热负荷处理系统100的工作进行控制的计算机。本实施方式中,控制器80通过将热源侧单元控制部29、热交换器单元控制部49以及与它们连接的设备(例如配置在利用侧单元内的控制部、遥控器)经由通信线连接而构成。即,本实施方式中,控制器80通过热源侧单元控制部29、热交换器单元控制部49、以及与它们连接的设备协作而实现。
(25-1-3)热负荷处理系统的设置方式
图25B为示出热负荷处理系统100的设置方式的示意图。热负荷处理系统100的设置地点没有特别限定,例如设置于大厦、商业设施或工厂等。本实施方式中,热负荷处理系统100以图25B所示的方式设置于建筑物B1。建筑物B1具有多层的楼层。需要说明的是,建筑物B1的楼层数、房间数等可以适宜地变更。
建筑物B1中设有机器设备室R。机器设备室R为配置配电盘或发电机等电气设备、或者锅炉等冷热设备等的空间。机器设备室R是人可以进出和停留的空间。例如,机器设备室R是地下室等人可以步行的空间。本实施方式中,机器设备室R位于建筑物B1的底楼层。另外,在建筑物B1设有人进行活动的居住空间SP。在建筑物B1设有多个居住空间SP。本实施方式中,居住空间SP位于设有机器设备室R的楼层的上层。
图25B中,热源侧单元10设于建筑物B1的屋顶。另外,热交换器单元30设于机器设备室R。在这种情况下,液体侧连接管LP和气体侧连接管GP在屋顶与机器设备室R之间沿着铅直方向延伸。
另外,图25B中,各利用侧单元60配置在相对应的居住空间SP中。在这种情况下,第1热介质连接管H1和第2热介质连接管H2在居住空间SP与机器设备室R之间沿着铅直方向延伸。
建筑物B1中设有进行机器设备室R的换气(强制换气或自然换气)的换气装置200。各换气装置200设于机器设备室R中。具体地说,机器设备室R中设有作为换气装置200的换气扇210。换气扇210与多个换气管道D连接。换气扇210驱动时,机器设备室R内的空气(内气RA)作为排气EA被排出到外部空间,外部空间的空气(外部气体OA)作为供气SA被供给至机器设备室R中,由此进行机器设备室R的换气。即,换气扇210相当于在机器设备室R中进行换气的“换气装置”。换气扇210的工作(起停或转速等)能够利用控制器80进行控制。关于换气扇210的控制,使换气扇210适宜地切换进行间歇运转的间歇运转方式和进行连续运转的连续运转方式。
另外,在机器设备室R中设有作为换气装置200的开闭机构220。开闭机构220是能够切换使机器设备室R与其他空间(例如外部空间等)连通的开状态与阻断的闭状态的机构。即,开闭机构220将连通机器设备室R与其他空间的开口开闭。开闭机构220例如为能够控制开闭的门、闸门、窗或开闭器(shutter)等。开闭机构220经由接合器80b(参照图25C)与控制器80电连接。换气扇210的状态(开状态或闭状态)通过控制器80进行控制。
(25-1-4)特征
本实施方式的热负荷处理系统100中,关于封入到作为第1循环的制冷剂回路RC中的制冷剂,采用上述制冷剂A~D中的任一种混合制冷剂,可以提高热交换器单元30中的热交换的效率。
(25-2)第2实施方式
图25D示出了作为本实施方式的制冷装置的二元制冷装置500的制冷剂回路图。二元制冷装置500具备作为高温侧的高元制冷循环的第1循环510、以及作为低温侧的低元制冷循环的第2循环520。第1循环510和第2循环520利用级联电容器531进行热连接。构成第1循环510和第2循环520的各元件被收纳在后述的室外单元501或冷却单元502中。
封入第2循环520的制冷剂中,考虑制冷剂泄漏,使用对地球温室化的影响小的二氧化碳、即CO2。封入第1循环510的制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一者。下文中,将封入第2循环520中的低温侧的制冷剂称为第2制冷剂,将封入第1循环510中的高温侧的制冷剂称为第1制冷剂。
第1循环510是第1制冷剂循环的制冷循环。第1循环510中,第1压缩机511、第1冷凝器512、第1膨胀阀513、以及第1蒸发器514依次利用制冷剂配管连接,构成制冷剂回路。本说明书中,将第1循环510的制冷剂回路称为第1制冷剂回路。
第2循环520为第2制冷剂循环的制冷循环。第2循环520中,第2压缩机521、第2上游侧冷凝器522、第2下游侧冷凝器523、受液器525、第2下游侧膨胀阀526、以及第2蒸发器527依次利用制冷剂配管连接,构成制冷剂回路。另外,第2循环520具有设于第2下游侧冷凝器523与受液器525之间的第2上游侧膨胀阀524。本说明书中,将第2循环520的制冷剂回路称为第2制冷剂回路。
二元制冷装置500具备上述的级联电容器531。级联电容器531中,按照通过第1蒸发器514的制冷剂与通过第2下游侧冷凝器523的制冷剂之间能够进行热交换的方式将第1蒸发器514与第2下游侧冷凝器523结合来构成。即,级联电容器531为制冷剂间热交换器。通过设置级联电容器531,第2制冷剂回路与第1制冷剂回路为多段构成。
第1压缩机511吸入流经第1制冷剂回路的第1制冷剂,将所吸入的第1制冷剂压缩制成高温高压的气体制冷剂后排出。本实施方式中,第1压缩机511是能够利用逆变器电路控制转速、对制冷剂的排出量进行调整的类型的压缩机。
第1冷凝器512中,例如在空气、载冷剂等与流经第1制冷剂回路的制冷剂之间进行热交换,使制冷剂变成冷凝液。本实施方式中,第1冷凝器512进行外部气体与制冷剂的热交换。二元制冷装置500具有第1冷凝器风扇512a。利用第1冷凝器风扇512a将外部气体送风到第1冷凝器512,促进第1冷凝器512中的热交换。第1冷凝器风扇512a可以调整风量。
第1膨胀阀513是将流经第1制冷剂回路的第1制冷剂减压使其膨胀的部件,例如为电子式膨胀阀。
第1蒸发器514中,通过热交换使流经第1制冷剂回路的制冷剂蒸发而进行气体化。本实施方式中,第1蒸发器514例如由流经级联电容器531中的第1制冷剂回路的制冷剂所通过的传热管等构成。并且,级联电容器531中,在流经第1蒸发器514的第1制冷剂与流经第2制冷剂回路的第2制冷剂之间进行热交换。
第2压缩机521吸入流经第2制冷剂回路的第2制冷剂,将所吸入的第2制冷剂压缩制成高温高压的气体制冷剂后排出。本实施方式中,第2压缩机521例如是能够利用逆变器电路控制转速、对制冷剂的排出量进行调整的类型的压缩机。
第2上游侧冷凝器522中,例如在空气、载冷剂等与流经第1制冷剂回路的制冷剂之间进行热交换,使制冷剂变成冷凝液。本实施方式中,第2上游侧冷凝器522进行外部气体与制冷剂的热交换。二元制冷装置500具有第2冷凝器风扇522a。利用第2冷凝器风扇522a将外部气体送风到第2上游侧冷凝器522,促进第2上游侧冷凝器522中的热交换。第2冷凝器风扇522a是可以调整风量的类型的风扇。
第2下游侧冷凝器523中,将利用第2上游侧冷凝器522冷凝而液化的制冷剂进一步制成过冷却制冷剂。本实施方式中,第2下游侧冷凝器523由流经级联电容器531中的第2制冷剂回路的第2制冷剂所通过的传热管构成。并且,级联电容器531中,在流经第2下游侧冷凝器523的第2制冷剂与流经第1制冷剂回路的第1制冷剂之间进行热交换。
第2上游侧膨胀阀524是将流经第2制冷剂回路的第2制冷剂减压使其膨胀的部件,此处为电子式膨胀阀。
受液器525设于第2下游侧冷凝器523和第2上游侧膨胀阀524的下游侧。受液器525暂时贮留制冷剂。
第2下游侧膨胀阀526是将流经第2制冷剂回路的第2制冷剂减压使其膨胀的部件,为电子式膨胀阀。
第2蒸发器527中,通过热交换使流经第1制冷剂回路的第1制冷剂蒸发而进行气体化。通过与第2蒸发器527中的制冷剂进行热交换,将冷却对象直接或间接地冷却。
上述二元制冷装置500的各构成元件被收纳在室外单元501或冷却单元502中。冷却单元502例如以冷蔵冷冻展示柜或者冷却单元的形式使用。本实施方式中,第1压缩机511、第1冷凝器512、第1膨胀阀513、第1蒸发器514、第2压缩机521、第2上游侧冷凝器522、第2下游侧冷凝器523、第2上游侧膨胀阀524、受液器525、过冷却制冷剂配管528、蒸气制冷剂配管529、毛细管528a和逆止阀529a被收纳在室外单元501中。另外,第2下游侧膨胀阀526和第2蒸发器527被收纳在冷却单元502中。并且,室外单元501和冷却单元502利用2个配管、即液体配管551和气体配管552进行连接。
在以上构成的二元制冷装置500中,基于在各制冷剂回路中循环的制冷剂的流动对于将作为冷却对象的空气冷却的常规冷却运转中的各构成设备的工作等进行说明。
首先,参照图25D对于第1循环510的工作进行说明。第1压缩机511吸入第1制冷剂并进行压缩,制成高温高压的气体制冷剂的状态后排出。所排出的第1制冷剂向第1冷凝器512中流入。第1冷凝器512在由第1冷凝器风扇512a供给的外部气体与作为气体制冷剂的第1制冷剂之间进行热交换,将第1制冷剂冷凝液化。冷凝液化后的第1制冷剂通过第1膨胀阀513。第1膨胀阀513将冷凝液化后的第1制冷剂减压。减压后的第1制冷剂流入级联电容器531的第1蒸发器514中。第1蒸发器514通过与在第2下游侧冷凝器523中通过的第2制冷剂的热交换而将第1制冷剂蒸发气化。蒸发气化后的第1制冷剂被吸入第1压缩机511中。
接着,参照图1对于第2循环520的工作进行说明。第2压缩机521吸入第2制冷剂并进行压缩,制成高温高压的气体制冷剂的状态后排出。所排出的第2制冷剂向第2上游侧冷凝器522中流入。第2上游侧冷凝器522在由第2冷凝器风扇522a供给的外部气体与第2制冷剂之间进行热交换,将第2制冷剂冷凝,流入级联电容器531的第2下游侧冷凝器523。第2下游侧冷凝器523通过与在第1蒸发器514中通过的第1制冷剂的热交换而进一步将第1制冷剂过冷却液化。过冷却液化后的第2制冷剂通过第2上游侧膨胀阀524。第2上游侧膨胀阀524将过冷却液化后的第2制冷剂减压,制成中间压力的制冷剂。被减压至中间压力的第2制冷剂在受液器525中通过,并通过第2下游侧膨胀阀526进行减压而成为低压的制冷剂。被减压至低压的第2制冷剂流入第2蒸发器527中。第2蒸发器527使用第2蒸发器风扇527a使冷冻仓库的库内空气与第2制冷剂进行热交换,使第2制冷剂蒸发气化。蒸发气体化后的第2制冷剂被第2压缩机521吸入。
本实施方式的二元制冷装置500中,作为封入第1循环510中的第1制冷剂,采用上述制冷剂A~D中的任一种混合制冷剂,能够提高级联电容器531中的热交换的效率。另外,通过采用上述制冷剂A~D中的任一种混合制冷剂作为第1制冷剂,与使用R32的情况相比,还能够降低GWP(全球变暖潜能值)。
(25-2-1)第2实施方式的第1变形例
上述实施方式中,作为封入第1循环510中的第1制冷剂,采用上述制冷剂A~D中的任一种混合制冷剂,作为封入第2循环520中的第2制冷剂,采用二氧化碳,但第1制冷剂和第2制冷剂也可以均采用上述的制冷剂A~D中的任一种混合制冷剂。此处,第1循环510和第2循环520经由级联电容器531进行组合而构成二元制冷装置500,与一元装置相比,通过冷却单元502侧的循环(第2循环520)的制冷剂填充量减少。因此,能够降低应对冷却单元502侧的制冷剂泄漏的安全对策的成本。
(25-2-2)第2实施方式的第2变形例
上述实施方式中,作为封入第1循环510中的第1制冷剂,采用上述制冷剂A~D中的任一种混合制冷剂,作为封入第2循环520中的第2制冷剂采用二氧化碳,但也可以采用R32作为第1制冷剂、采用上述制冷剂A~D中的任一种混合制冷剂作为第2制冷剂。此处,通过使用与二氧化碳(CO2)相比具有耐压的设计值低的倾向的混合制冷剂,能够降低构成第2循环520的配管或部件的耐压水平。
(25-3)第3实施方式
(25-3-1)整体构成
图25E中示出了作为第3实施方式的制冷装置的空调热水供应系统600。图25E是空调热水供应系统600的回路构成图。空调热水供应系统600具备空调装置610和热水供应装置620。热水供应用热水回路640与热水供应装置620连接。
(25-3-2)详细构成
(25-3-2-1)空调装置
空调装置610具备连接压缩机611、室外热交换器612、膨胀阀613和室内热交换器614的空调用制冷剂回路615。具体地说,四通切换阀616的第1端口P1与压缩机611的排出侧连接。室外热交换器612的气体侧端部与四通切换阀616的第2端口P2连接。室外热交换器612的液体侧端部经由膨胀阀613与室内热交换器614的液体侧端部连接。室内热交换器614的气体侧端部与四通切换阀616的第3端口P3连接。并且,四通切换阀616的第4端口P4与压缩机611的吸入侧连接。
四通切换阀616进行第1端口P1和第2端口P2连通、第3端口P3和第4端口P4连通的第1连通状态(图中虚线的状态)与第1端口P1和第3端口P3连通、第2端口P2和第4端口P4连通的第2连通状态(图中实线的状态)的切换。通过切换四通切换阀616,能够逆转制冷剂的循环方向。
第3实施方式中,在空调用制冷剂回路615中填充用于进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷剂。该制冷剂为包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂,可以使用上述制冷剂A~D中的任一种。
(25-3-2-2)热水供应装置
热水供应装置620具有热水供应用制冷剂回路625。热水供应用制冷剂回路625中,压缩机621、第1热交换器622、膨胀阀623、以及第2热交换器624顺次连接。在热水供应用制冷剂回路625中填充二氧化碳制冷剂作为填充制冷剂。热水供应装置620中,将构成热水供应用制冷剂回路625的各设备收纳在一个外壳内,构成一个热水供应单元。
第1热交换器622是吸热部622a与放热部622b一体地构成的水/制冷剂热交换器。第1热交换器622中,放热部622b与热水供应用制冷剂回路625连接、并且吸热部622a与由水生成热水的热水供应用热水回路640连接。第1热交换器622中,通过使热水供应用热水回路640的水与热水供应用制冷剂回路625的二氧化碳制冷剂进行热交换,在热水供应用热水回路640中由水生成热水。
热水供应用热水回路640是循环泵641、第1热交换器622的吸热部622a、以及贮热水罐642连接而成的回路。热水供应用热水回路640中,按照在第1热交换器622中利用二氧化碳制冷剂加热后的热水储蓄在贮热水罐642中的方式进行水/热水循环。热水供应用热水回路640中,为了进行贮热水罐642中的给排水,将针对贮热水罐642的供水管643与来自贮热水罐642的出热水管644进行连接。
第2热交换器624是吸热部624a与放热部624b一体地构成的级联热交换器,吸热部624a与热水供应用制冷剂回路625连接、放热部624b与空调用制冷剂回路615连接。通过像这样将第2热交换器624制成级联热交换器,空调用制冷剂回路615进行二元热泵循环的低段(低温)侧的工作,热水供应用制冷剂回路625进行高段(高温)侧的工作。
第2热交换器624与作为二元热泵循环的低段侧的空调用制冷剂回路615的室内热交换器614并列连接。通过三通切换阀650的切换,进行空调用制冷剂回路615的制冷剂流经第2热交换器624的状态与制冷剂流经室内热交换器614的状态的切换。换言之,在作为二元热泵循环的低段侧的空调用制冷剂回路615中,可以切换在室外热交换器612和室内热交换器614之间进行制冷剂循环的第1工作与在室外热交换器612和第2热交换器624之间进行制冷剂循环的第2工作。
(25-3-3)空调热水供应系统的运转工作
接着对空调热水供应系统600的运转工作进行说明。
首先,作为第1工作的空调运转能够切换进行制冷运转和制暖运转。制冷运转时,四通切换阀616被置于虚线侧的第1连通状态,三通切换阀650被置于虚线侧的第1连通状态。在该状态下,从压缩机611中排出的制冷剂通过四通切换阀616而流入室外热交换器612中,在室外热交换器612中向外部气体放热而进行冷凝。制冷剂在膨胀阀613中膨胀后,在室内热交换器614中从室内空气吸热而蒸发,将室内空气冷却。然后,制冷剂通过四通切换阀616被压缩机611吸入。制冷剂如上所述进行循环而反复进行压缩行程、冷凝行程、膨胀行程、蒸发行程,由此将室内制冷。
另外,在制暖运转时,四通切换阀616被置于实线侧的第2连通状态,三通切换阀650被置于虚线侧的第1连通状态。在该状态下,从压缩机611中排出的制冷剂通过四通切换阀616和三通切换阀650而流入室内热交换器614中,在室内热交换器614中向室内空气放热而进行冷凝,将室内空气加热。该制冷剂在膨胀阀613中膨胀后,在室外热交换器612中从外部气体吸热而蒸发。然后,制冷剂通过四通切换阀616被压缩机611吸入。制冷剂如上所述进行循环,由此将室内制暖。
另一方面,作为第2工作的热水储存运转在不需要空调的深夜的时间带进行。此时,在空调用制冷剂回路615中,四通切换阀616与制暖运转时同样地置于实线侧的第2连通状态,三通切换阀650与空调运转时相反地置于实线侧的第2连通状态。另外,此时还进行热水供应用制冷剂回路625的压缩机621和热水供应用热水回路640的循环泵641的运转。
在该状态下,在空调用制冷剂回路615中,从压缩机611排出的制冷剂通过四通切换阀616和三通切换阀650向着第2热交换器624的放热部624b流入。在放热部624b,流经空调用制冷剂回路615的制冷剂向热水供应用制冷剂回路625的二氧化碳制冷剂放热而进行冷凝,将二氧化碳制冷剂加热。空调用制冷剂回路615的制冷剂随后在膨胀阀613中膨胀,在室外热交换器612中蒸发后,通过四通切换阀616被压缩机611吸入。空调用制冷剂回路615的制冷剂如上所述进行循环,反复进行压缩行程、冷凝行程、膨胀行程、蒸发行程。
在热水供应用制冷剂回路625中,二氧化碳制冷剂依次进行压缩机621中的压缩行程、第1热交换器622的放热部622b中的放热行程、膨胀阀623中的膨胀行程、以及第2热交换器624的吸热部624a中的吸热行程。在第2热交换器624中,二氧化碳制冷剂从流经空调用制冷剂回路615的制冷剂吸热,在第1热交换器622中,二氧化碳制冷剂起到将温热供至热水供应用热水回路640的水的作用。
在热水供应用热水回路640中,利用循环泵641将贮热水罐642的水供给至第1热交换器622的吸热部622a,进行加热(生成热水)。通过加热而生成的热水返回至贮热水罐642,在热水供应用热水回路640内继续进行热水的循环直至达到规定的蓄热温度为止。以上的热水储存运转如上所述在深夜的时间带进行。另一方面,从贮热水罐642中出热水的热水供应运转在白天或夜晚的时间带进行。在热水供应运转时,热水供应用制冷剂回路625停止,在空调用制冷剂回路615中可以使用室内热交换器614进行制冷运转或制暖运转。
(25-3-4)空调热水供应系统的特征
在第3实施方式的空调热水供应系统600中,使用将以二氧化碳作为制冷剂的热水供应用制冷剂回路625中的热源侧的第2热交换器624制成级联热交换器的单元型的热水供应装置620。另外,第2热交换器624与作为低段侧制冷剂回路的空调用制冷剂回路615连接,成为进行二元热泵循环工作的构成。在空调用制冷剂回路615中,使用上述制冷剂A~D中的任一种包含1,2-二氟乙烯的混合制冷剂。因此,能够提高第2热交换器624中的热交换的效率。
(25-3-5)第3实施方式的变形例
上述实施方式中,关于封入作为第1循环的空调用制冷剂回路615中的第1制冷剂,采用上述制冷剂A~D中的任一种混合制冷剂,关于封入作为第2循环的热水供应用制冷剂回路625中的第2制冷剂,采用二氧化碳,但作为封入热水供应用制冷剂回路625中的第2制冷剂,优选采用规定温度下的饱和压力比第1制冷剂低的制冷剂。例如,优选将R134a封入热水供应用制冷剂回路625中。
以上,对关于各组的技术的各实施方式进行了说明,但应当理解的是,能够在不脱离权利要求书所记载的本发明的主旨和范围的情况下对方式、详细情况进行各种变更。
符号说明
(1)关于第1组和第3组的技术的图3A-图3X的符号
1、1a~1m 空调装置(制冷循环装置)
7 控制器(控制部)
10 制冷剂回路
20 室外单元
21 压缩机
23 室外热交换器(冷凝器、蒸发器)
24 室外膨胀阀(减压部)
25 室外风扇
26 室内桥回路
27 室外单元控制部(控制部)
30 室内单元、第1室内单元
31 室内热交换器、第1室内热交换器(蒸发器、冷凝器)
32 室内风扇、第1室内风扇
33 室内膨胀阀、第1室内膨胀阀(减压部)
34 室内单元控制部、第1室内单元控制部(控制部)
35 第2室内单元
36 第2室内热交换器(蒸发器、冷凝器)
37 第2室内风扇
38 第2室内膨胀阀(减压部)
39 第2室内单元控制部(控制部)
40 旁通配管
41 低压储罐
42 高压储罐
43 中压储罐
44 第1室外膨胀阀(减压部、第1减压部)
45 第2室外膨胀阀(减压部、第2减压部)
46 过冷却配管
47 过冷却热交换器
48 过冷却膨胀阀
49 旁通膨胀阀
50 吸入制冷剂加热部(制冷剂热交换部)
51 内部热交换器(制冷剂热交换部)
(2)关于第4组的技术的图4A-图4X的符号
1、1a、1b 空调装置(制冷循环装置)
1c 冷热水供给装置(制冷循环装置)
1d 热水储存装置(制冷循环装置)
5 气体侧制冷剂连通配管(连通配管)
6 液体侧制冷剂连通配管(连通配管)
8 室外电气安装件单元(电气安装件单元)
9 室内电气安装件单元(电气安装件单元)
9a 冷热水电气安装件单元(电气安装件单元)
9b 热水储存电气安装件单元(电气安装件单元)
10 制冷剂回路
11 室内液体侧连接部、第1室内液体侧连接部(配管连接部)
12 室内液体侧制冷剂配管、第1室内液体侧制冷剂配管
13 室内气体侧连接部、第1室内气体侧连接部(配管连接部)
14 室内气体侧制冷剂配管、第1室内气体侧制冷剂配管
15 第2室内液体侧连接部(配管连接部)
16 第2室内液体侧制冷剂配管
17 第2室内气体侧连接部(配管连接部)
18 第2室内气体侧制冷剂配管
20、20a、20b 室外单元(热交换单元、热源侧单元)
21 压缩机
23 室外热交换器(热交换器)
24 室外膨胀阀
28 气体侧截止阀(配管连接部)
28a 室外气体侧制冷剂配管
29 液体侧截止阀(配管连接部)
29a 室外液体侧制冷剂配管
30、30a 室内单元、第1室内单元(热交换单元、利用侧单元)
30b 冷热水供给单元(热交换单元、利用侧单元)
30c 热水储存单元(热交换单元、利用侧单元)
31 室内热交换器、第1室内热交换器(热交换器)
35 第2室内单元(热交换单元、利用侧单元)
36 第2室内热交换器(热交换器)
44 第1室外膨胀阀
45 第2室外膨胀阀
50 室外壳体(壳体)
54 室内壳体(壳体)
60 室外壳体(壳体)
80 室外壳体(壳体)
110 室内壳体(壳体)
231 水热交换器(热交换器)
237 室内壳体(壳体)
327 热水储存壳体(壳体)
331 水热交换器(热交换器)
(3)关于第5组的技术的图5A-图5I的符号
1、1a、1b 空调装置(制冷循环装置)
10 制冷剂回路
19 吸入管(吸入流路)
20 室外单元
21、21a、21b 压缩机
23 室外热交换器(冷凝器、蒸发器)
24 室外膨胀阀(减压部)
30 室内单元、第1室内单元
31 室内热交换器、第1室内热交换器(蒸发器、冷凝器)
35 第2室内单元
36 第2室内热交换器(蒸发器、冷凝器)
40 吸入注入配管(吸入注入流路、分支流路)
40a 节能注入配管(中间注入流路、分支流路)
42 高压储罐(制冷剂储存罐)
46 中间注入配管(中间注入流路)
47 过冷却热交换器(注入用热交换器)
47a 节能热交换器(注入用热交换器)
48 过冷却膨胀阀(开度调节阀)
48a 节能膨胀阀(开度调节阀)
82 静涡旋盘
84 动涡旋盘(回旋涡旋盘)
196 吸入管(吸入流路)
Sc 压缩室
(4)关于第6组的技术的图6A-图6F的符号
1、1a、1b 空调装置(制冷循环装置)
5 气体侧制冷剂连通配管(连通配管)
6 液体侧制冷剂连通配管(连通配管)
7 控制器(控制装置)
10 制冷剂回路
20 室外单元(热源单元)
21 压缩机
27 室外单元控制部(控制装置)
23 室外热交换器(热源侧热交换器)
30 室内单元、第1室内单元(利用单元)
31 室内热交换器、第1室内热交换器(利用侧热交换器)
35 第2室内单元(利用单元)
36 第2室内热交换器(利用侧热交换器)
(5)关于第7组的技术的图7A-图7M的符号
20 室外单元(空调单元)
21 压缩机(设备)
23 室外热交换器(热交换器、设备)
25 室外风扇(风扇)
25a 第1室外风扇(风扇)
25b 第2室外风扇(风扇)
50 壳体
52 吹出口
54 排水盘加热器(电热装置)
60 壳体
62a 第1吹出口(吹出口)
62b 第2吹出口(吹出口)
67 曲轴箱加热器(电热装置)
70 壳体
76 吹出口
81 IH加热器(制冷剂加热器、电热装置)
(6)关于第8组的技术的图8A-图8F的符号
1、1a、1b 空调装置(制冷循环装置)
5 气体侧制冷剂连通配管(制冷剂配管)
6 液体侧制冷剂连通配管(制冷剂配管)
10 制冷剂回路
20 室外单元(热源单元)
21 压缩机
23 室外热交换器(热源侧热交换器)
30 室内单元、第1室内单元(利用单元、第1利用单元)
31 室内热交换器、第1室内热交换器(第1利用侧热交换器)
35 第2室内单元(第2利用单元)
36 第2室内热交换器(第2利用侧热交换器)
(7)关于第9组的技术的图9A-图9L的符号
1、1a、1b 空调装置(制冷循环装置)
5 气体侧制冷剂连通配管
6 液体侧制冷剂连通配管
10 制冷剂回路
20 室外单元
21 压缩机
23 室外热交换器(热源侧热交换器)
24 室外膨胀阀(减压部)
30 室内单元、第1室内单元
31 室内热交换器、第1室内热交换器(利用侧热交换器)
35 第2室内单元
36 第2室内热交换器(利用侧热交换器)
44 第1室外膨胀阀(减压部)
45 第2室外膨胀阀(减压部)
(8)关于第10组的技术的图10A-图10G的符号
71 转子
100 压缩机
271 转子
300 压缩机
711 电磁钢板
712 永磁铁
713 磁铁收纳孔(收纳孔)
714 非磁性空间
715 桥
(9)关于第11组的技术的图11A-图11P的符号
1、1a、1b 空调装置(制冷循环装置)
10 制冷剂回路
20 室外单元
21 压缩机
23 室外热交换器(热源侧热交换器)
23a 翅片
23b 传热管
24 室外膨胀阀(减压部)
30 室内单元、第1室内单元
31 室内热交换器、第1室内热交换器(利用侧热交换器)
31a 翅片
31b 传热管
35 第2室内单元
36 第2室内热交换器(利用侧热交换器)
36a 翅片
36b 传热管
44 第1室外膨胀阀(减压部)
45 第2室外膨胀阀(减压部)
(10)关于第12组的技术的图12A-图12H的符号
11 制冷剂回路
60 压缩部
70 感应电动机
71 转子
72 定子;
100 压缩机
260 压缩部
270 感应电动机
271 转子
272 定子
300 压缩机
716 导体棒
717 端环
717a 散热器(散热结构)
717af 散热片(散热结构)
110 分支电路(冷却结构)
111 冷却部(冷却结构)
112 第2膨胀阀(冷却结构)
113 第3膨胀阀(冷却结构)
(11)关于第13组的技术的图13A-图13K的符号
1 空调机
21 整流电路
22 电容器
25 逆变器
27 转换器
30 电力转换装置
30B 间接矩阵转换器(电力转换装置)
30C 矩阵转换器(电力转换装置)
70 电动机
71 转子
100 压缩机
130 电力转换装置
130B 间接矩阵转换器(电力转换装置)
130C 矩阵转换器(电力转换装置)
(12)关于第14组的技术的图14A-图14C的符号
1 空调机
20 工作电路
21 正特性热敏电阻
22 运转电容器
30 连接部
70 电动机
90 单相交流电源
100 压缩机
130 连接部
170 电动机
190 三相交流电源
200 压缩机
(13)关于第15组的技术的图15A-图15N的符号
1 热水供应系统(热水制造装置)
1a 热水供应系统(热水制造装置)
1b 热水供应系统(热水制造装置)
21 压缩机
22 水热交换器(第2热交换器)
23 膨胀阀(膨胀机构)
24 空气热交换器(第1热交换器)
30 循环水配管(循环流路;第2循环流路)
30b 循环水配管(第1循环流路)
35 热水储罐(罐)
38 热交换部(第1循环流路的一部分)
60 副的循环水配管(第1循环流路)
62 副的水热交换器(第3热交换器)
110 水循环流路(第2循环流路)
112 水热交换器(第3热交换器)
118 流路(第3流路)
211 压缩机
212 散热器(第2热交换器)
213 膨胀阀(膨胀机构)
214 蒸发器(第2热交换器)
231 配管(第1循环流路)
240 罐
241 流路(第2流路)
241a 热水供应用热交换器(第2流路的一部分)
320 接水槽(供水源)
312 供水管线(流路)
314 热水流出管线(流路)
331 水流路(流路)
333 第2热交换器
335 压缩机
336 膨胀阀(膨胀机构)
337 第1热交换器
340 热水储罐(罐)
(14)关于第16组的技术的图16A-图16I的符号
10 空调装置(制冷循环装置的例子)
16 扁平管(传热管的例子)
16a、193b 平面部
19 金属板(翅片的例子)
23、125 室外热交换器(蒸发器的例子和冷凝器的例子)
27 室内热交换器(蒸发器的例子和冷凝器的例子)
193 扁平多孔管(传热管、扁平管的例子)
194 插入翅片
194a 缺口
201 内表面带槽管(传热管的例子)
211 板翅片
211a 贯通孔
(15)关于第17组的技术的图17A-图17O的符号
1、601、701 空调装置
2 室内机(利用侧单元的例子)
3 室外机(热源侧单元的例子)
209、721 第1管道
210、722 第2管道
230、621、730 壳体
242 室内热交换器(利用侧热交换器的例子)
321、633、741 压缩机
323、634 室外热交换器(热源侧热交换器的例子)
602 利用侧单元
603 热源侧单元
625 供气热交换器(利用侧热交换器的例子)
651 供气管道(第1管道的例子)
653 吸入管道(第3管道的例子)
739 分隔板
743 热源侧热交换器
745 利用侧热交换器
(16)关于第18组的技术的图18A-图18D的符号
1 压缩机
2 利用侧热交换器
3 热源侧热交换器
4 第1毛细管(膨胀机构)
7 第2毛细管(减压机构)
21 第3热交换部
22 第4热交换部
31 第1热交换部
32 第2热交换部
41 第3毛细管(膨胀机构)
42 第4毛细管(膨胀机构)
60 利用单元
(17)关于第19组的技术的图19A-图19E的符号
1 空调机
10 制冷剂回路
20 制冷剂夹套
20A 热管
30 电路
31 印刷基板
32 间隔件
33 功率元件
40 开关盒
50 传热板
X 左端垂直部
Y 倾斜部
Z 右端垂直部
(18)关于第20组的技术的图20A-图20D的符号
1 压缩机
3 室外热交换器
4 膨胀阀
5 第1室内热交换器
6 除湿用电磁阀
7 第2室内热交换器
10 空调机
(19)关于第21组的技术的图21A-图21F的符号
1 空调机
2 室内机
3 室外机
10 压缩机
12 室外热交换器(第2热交换器的例)
13 膨胀阀(减压部的例)
14 室内热交换器(第1热交换器的例)
16 室内风扇
20 辅助热交换器(第1热交换器的例)
21 主热交换器
50 制冷剂回路
(20)关于第22组的技术的图22A-图22J的符号
10 制冷循环装置
11,110 制冷剂回路
12,122 压缩机
13,123 热源侧热交换器
14 膨胀机构
15 利用侧热交换器
100,100a 空调装置(制冷循环装置)
124 热源侧膨胀机构(膨胀机构)
131 利用侧热交换器、第1利用侧热交换器(利用侧热交换器)
133 利用侧膨胀机构、第1利用侧膨胀机构(膨胀机构)
136 第2利用侧热交换器(利用侧热交换器)
138 第2利用侧膨胀机构(膨胀机构)
(21)关于第23组的技术的图23A-图23D的符号
1 空调装置(制冷循环装置)
5 气体侧制冷剂连通配管
6 液体侧制冷剂连通配管
10 制冷剂回路
20 室外单元
21 压缩机
23 室外热交换器(热源侧热交换器)
24 室外膨胀阀(减压部)
30 室内单元
31 室内热交换器(利用侧热交换器)
(22)关于第24组的技术的图24A-图24I的符号
1 主制冷剂回路(制冷剂供给装置)
9 蓄热槽
10 蓄热用热交换器
20 蓄热装置
W 水(蓄热介质)
(23)关于第25组的技术的图25A-图25E的符号
11 压缩机(第1压缩机)
14 热源侧热交换器(第1放热器)
31 膨胀阀(第1膨胀机构)
33 热交换器
60 利用侧单元(第2吸热器)
100 热负荷处理系统(制冷装置)
500 二元制冷装置(制冷装置)
510 第1循环
511 第1压缩机
512 第1冷凝器(第1放热器)
513 第1膨胀阀(第1膨胀机构)
514 第1蒸发器(第1吸热器)
520 第2循环
521 第2压缩机
523 第2下游侧冷凝器(第2放热器)
524 第2上游侧膨胀阀(第2膨胀机构)
526 第2下游侧膨胀阀(第2膨胀机构)
527 第2蒸发器(第2吸热器)
531 级联电容器(热交换器)
HC 热介质回路(第2循环)
HP 热交换器的热介质流路(第2放热器)
RC 制冷剂回路(第1循环)
RP 热交换器的制冷剂流路(第1吸热器)
600 空调热水供应系统(制冷装置)
611 压缩机(第1压缩机)
612 室外热交换器(第1吸热器)
613 膨胀阀(第1膨胀机构)
615 空调用制冷剂回路(第1循环)
621 压缩机(第2压缩机)
622b 放热部(第2放热器)
623 膨胀阀(第2膨胀机构)
624 第2热交换器(热交换器)
624a 吸热部(第2吸热器)
624b 放热部(第1放热器)
625 热水供应用制冷剂回路(第2循环)
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2015/141678号
Claims (15)
1.一种制冷循环装置(1、1a~1m),其具备:
具有压缩机(21)、冷凝器(23、31、36)、减压部(24、44、45、33、38)和蒸发器(31、36、23)的制冷剂回路(10);和
封入在所述制冷剂回路中的至少包含1,2-二氟乙烯的制冷剂。
2.如权利要求1所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂包含反式-1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))、三氟乙烯(HFO-1123)和2,3,3,3-四氟-1-丙烯(R1234yf)。
3.如权利要求2所述的制冷循环装置,其中,在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点D(87.6,0.0,12.4)、
点G(18.2,55.1,26.7)、
点H(56.7,43.3,0.0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的线段OD、DG、GH和HO所包围的图形的范围内或所述线段OD、DG和GH上,其中,点O和点H除外,
所述线段DG由
坐标(0.0047y2-1.5177y+87.598,y,-0.0047y2+0.5177y+12.402)
所表示,
所述线段GH由
坐标(-0.0134z2-1.0825z+56.692,0.0134z2+0.0825z+43.308,z)
所表示,并且
所述线段HO和OD为直线。
4.如权利要求2所述的制冷循环装置,其中,在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点L(72.5,10.2,17.3)、
点G(18.2,55.1,26.7)、
点H(56.7,43.3,0.0)和
点I(72.5,27.5,0.0)
这4个点分别连结而成的线段LG、GH、HI和IL所包围的图形的范围内或所述线段LG、GH和IL上,其中,点H和点I除外,
所述线段LG由
坐标(0.0047y2-1.5177y+87.598,y,-0.0047y2+0.5177y+12.402)
所表示,
所述线段GH由
坐标(-0.0134z2-1.0825z+56.692,0.0134z2+0.0825z+43.308,z)
所表示,并且
所述线段HI和IL为直线。
5.如权利要求2至4中任一项所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂进一步含有二氟甲烷(R32)。
6.如权利要求5所述的制冷循环装置,其中,在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf以及R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z以及a时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,
在0<a≤10.0时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.02a2-2.46a+93.4,0,-0.02a2+2.46a+6.6)、
点B’(-0.008a2-1.38a+56,0.018a2-0.53a+26.3,-0.01a2+1.91a+17.7)、
点C(-0.016a2+1.02a+77.6,0.016a2-1.02a+22.4,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或所述直线OA、AB’和B’C上,其中,点O和点C除外,
在10.0<a≤16.5时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.0244a2-2.5695a+94.056,0,-0.0244a2+2.5695a+5.944)、
点B’(0.1161a2-1.9959a+59.749,0.014a2-0.3399a+24.8,-0.1301a2+2.3358a+15.451)、
点C(-0.0161a2+1.02a+77.6,0.0161a2-1.02a+22.4,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或所述直线OA、AB’和B’C上,其中,点O和点C除外,或者,
在16.5<a≤21.8时,坐标(x,y,z)在将
点A(0.0161a2-2.3535a+92.742,0,-0.0161a2+2.3535a+7.258)、
点B’(-0.0435a2-0.0435a+50.406,-0.0304a2+1.8991a-0.0661,0.0739a2-1.8556a+49.6601)、
点C(-0.0161a2+0.9959a+77.851,0.0161a2-0.9959a+22.149,0)和
点O(100.0,0.0,0.0)
这4个点分别连结而成的直线所包围的图形的范围内或者所述直线OA、AB’和B’C上,其中,点O和点C除外。
7.如权利要求1所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂相对于该制冷剂的整体包含合计为99.5质量%以上的HFO-1132(E)和HFO-1123,并且,
该制冷剂相对于该制冷剂的整体包含62.5质量%~72.5质量%的HFO-1132(E)。
8.如权利要求1所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂包含HFO-1132(E)、R32和R1234yf,
在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点A(71.1,0.0,28.9)、
点C(36.5,18.2,45.3)、
点F(47.6,18.3,34.1)和
点D(72.0,0.0,28.0)
这4个点分别连结而成的线段AC、CF、FD以及DA所包围的图形的范围内或所述线段上,
所述线段AC由
坐标(0.0181y2-2.2288y+71.096,y,-0.0181y2+1.2288y+28.904)
所表示,
所述线段FD由
坐标(0.02y2-1.7y+72,y,-0.02y2+0.7y+28)
所表示,并且,
所述线段CF和DA为直线。
9.如权利要求1所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂包含HFO-1132(E)、R32和R1234yf,
在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点A(71.1,0.0,28.9)、
点B(42.6,14.5,42.9)、
点E(51.4,14.6,34.0)和
点D(72.0,0.0,28.0)
这4个点分别连结而成的线段AB、BE、ED以及DA所包围的图形的范围内或所述线段上,
所述线段AB由
坐标(0.0181y2-2.2288y+71.096,y,-0.0181y2+1.2288y+28.904)
所表示,
所述线段ED由
坐标(0.02y2-1.7y+72,y,-0.02y2+0.7y+28)
所表示,并且,
所述线段BE和DA为直线。
10.如权利要求1所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂包含HFO-1132(E)、R32和R1234yf,
在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点G(77.5,6.9,15.6)、
点I(55.1,18.3,26.6)和
点J(77.5.18.4,4.1)
这3个点分别连结而成的线段GI、IJ和JK所包围的图形的范围内或所述线段上,
所述线段GI由
坐标(0.02y2-2.4583y+93.396,y,-0.02y2+1.4583y+6.604)
所表示,并且,
所述线段IJ和JK为直线。
11.如权利要求1所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂包含HFO-1132(E)、R32和R1234yf,
在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、R32和R1234yf的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、R32和R1234yf的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点G(77.5,6.9,15.6)、
点H(61.8,14.6,23.6)和
点K(77.5,14.6,7.9)
这3个点分别连结而成的线段GH、HK和KG所包围的图形的范围内或所述线段上,
所述线段GH由
坐标(0.02y2-2.4583y+93.396,y,-0.02y2+1.4583y+6.604)
所表示,并且,
所述线段HK和KG为直线。
12.如权利要求1所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂包含HFO-1132(E)、HFO-1123和R32,
在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C’(56.7,43.3,0.0)、
点D’(52.2,38.3,9.5)、
点E’(41.8,39.8,18.4)和
点A’(81.6,0.0,18.4)
这5个点分别连结而成的线段OC’、C’D’、D’E’、E’A’和A’O所包围的图形的范围内或所述线段C’D’、D’E’和E’A’上,其中,点C’和A’除外,
所述线段C’D’由
坐标(-0.0297z2-0.1915z+56.7,0.0297z2+1.1915z+43.3,z)
所表示,
所述线段D’E’由
坐标(-0.0535z2+0.3229z+53.957,0.0535z2+0.6771z+46.043,z)
所表示,并且,
所述线段OC’、E’A’和A’O为直线。
13.如权利要求1所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂包含HFO-1132(E)、HFO-1123和R32,
在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C(77.7,22.3,0.0)、
点D(76.3,14.2,9.5)、
点E(72.2,9.4,18.4)和
点A’(81.6,0.0,18.4)
这5个点分别连结而成的线段OC、CD、DE、EA’和A’O所包围的图形的范围内或所述线段CD、DE和EA’上,其中,点C和A’除外,
所述线段CDE由
坐标(-0.017z2+0.0148z+77.684,0.017z2+0.9852z+22.316,z)
所表示,并且,
所述线段OC、EA’和A’O为直线。
14.如权利要求1所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂包含HFO-1132(E)、HFO-1123和R32,
在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C’(56.7,43.3,0.0)、
点D’(52.2,38.3,9.5)和
点A(90.5,0.0,9.5)
这5个点分别连结而成的线段OC’、C’D’、D’A和AO所包围的图形的范围内或所述线段C’D’和D’A上,其中,点C’和A除外,
所述线段C’D’由
坐标(-0.0297z2-0.1915z+56.7,0.0297z2+1.1915z+43.3,z)
所表示,并且,
所述线段OC’、D’A和AO为直线。
15.如权利要求1所述的制冷循环装置,其中,所述制冷剂包含HFO-1132(E)、HFO-1123和R32,
在所述制冷剂中,在将HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的以它们的总和为基准的质量%分别设为x、y和z时,在HFO-1132(E)、HFO-1123和R32的总和为100质量%的三成分组成图中,坐标(x,y,z)在将
点O(100.0,0.0,0.0)、
点C(77.7,22.3,0.0)、
点D(76.3,14.2,9.5)、
点A(90.5,0.0,9.5)
这5个点分别连结而成的线段OC、CD、DA和AO所包围的图形的范围内或所述线段CD和DA上,其中,点C和A除外,
所述线段CD由
坐标(-0.017z2+0.0148z+77.684,0.017z2+0.9852z+22.316,z)
所表示,并且,
所述线段OC、DA和AO为直线。
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