(57)【要約】【課題】本発明では、CF3I等のヨードカーボンの混合冷媒を使用する場合、紫外線によりCF3I等が分解したり、冷凍サイクルを構成する各部品が腐食したりするのを防止することができる屋外ユニットを提供することを目的とする。【解決手段】上記課題を解決するため、本発明の冷凍空調機器１０の屋外ユニット１では、ヨードカーボンの混合冷媒を用い、筐体１ｈ内に、少なくとも、圧縮機１ｄ、熱交換器１ｅ、ガス冷媒が流れるガス管部、および、液冷媒が流れる液管部を設置し、該液管部には、冷媒中の水分量を示すモイスチャインジケータ付きのサイトグラス４と、冷媒中の水分を吸収するドライヤ１ｇと、を設けた。【選択図】図１
2020030023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨードカーボンの混合冷媒を用いた冷凍空調機器の屋外ユニットであって、
筐体内に、少なくとも、圧縮機、熱交換器、ガス冷媒が流れるガス管部、および、液冷媒が流れる液管部を設置し、
該液管部には、
冷媒中の水分量を示すモイスチャインジケータ付きのサイトグラスと、
冷媒中の水分を吸収するドライヤと、
を設けたことを特徴とする冷凍空調機器の屋外ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍空調機器の屋外ユニットにおいて、
前記サイトグラスの覗き窓には、開閉式または着脱式の蓋を設けたことを特徴とする冷凍空調機器の屋外ユニット。
【請求項３】
請求項１に記載の冷凍空調機器の屋外ユニットにおいて、
前記サイトグラスの覗き窓には、紫外線カットのコーティング処理、または、紫外線カットのフィルムを張り付けたことを特徴とする冷凍空調機器の屋外ユニット。
【請求項４】
請求項１に記載の冷凍空調機器の屋外ユニットにおいて、
前記筐体は、取り外し可能なサービスパネルを有しており、
前記サイトグラスを、前記サービスパネル側から見て、前記圧縮機、アキュームレータ、または、電装箱の背面側に設置したことを特徴とする冷凍空調機器の屋外ユニット。
【請求項５】
請求項１に記載の冷凍空調機器の屋外ユニットにおいて、
前記筐体は、取り外し可能なサービスパネルを有しており、
前記サイトグラスの覗き窓を、前記サービスパネル側から見て背面側に向けて設置したことを特徴とする冷凍空調機器の屋外ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の冷凍空調機器の屋外ユニットにおいて、
前記サイトグラスの近傍に可動式の鏡を設置したことを特徴とする冷凍空調機器の屋外ユニット。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の冷凍空調機器の屋外ユニットにおいて、
前記ヨードカーボンは、トリフルオロヨードメタン（CF3I）であることを特徴とする冷凍空調機器の屋外ユニット。
【請求項８】
請求項７に記載の冷凍空調機器の屋外ユニットにおいて、
前記混合冷媒への前記トリフルオロヨードメタン（CF3I）の配合量は、質量ベースで、１０％以上１００％以下、好ましくは２０％以上８０％以下、より好ましくは３０％以上５０％以下であることを特徴とする冷凍空調機器の屋外ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイトグラスを備えた、冷凍空調機器の屋外ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷媒量や冷媒中の水分量を確認するためのサイトグラスを備えた屋外ユニットを開示する文献としては、特許文献１が知られている。例えば、同文献の要約には、「圧縮機１、熱源側熱交換器、過冷却熱交換器５、受液器４を少なくとも有する熱源側ユニットと、負荷側膨張手段および負荷側熱交換器を少なくとも有する負荷側ユニットとが、液配管およびガス配管を介して接続され、圧縮機１、熱源側熱交換器、過冷却熱交換器５、受液器４、負荷側膨張手段、および負荷側熱交換器に冷媒を循環させる冷媒回路が形成される冷凍装置において、受液器４の側面にサイトグラス１４を備え、サイトグラス１４は、運転中における受液器４の年間を通して最大となる冷媒液面１１位置を確認できる位置に設けられたものである。」と記載されており、また、図４と図１の各々には、サイトグラス１４が受液器４の側面に設けられること、および、受液器４が室外ユニット１００に内蔵されることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１１１２２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冷凍空調用冷媒として多用されてきたR410Aは、冷媒としての性能は高いものの、地球温暖化係数（Global Warming Potential、以下「GWP」と称する）も高いため、地球温暖化抑制の観点から、近年、空調用では家庭用ルームエアコンのような小型機器を中心に、低GWPの冷媒であるHFC32への切り替えが進みつつある。ところが、HFC32は微燃性を有する冷媒であるため、その採用は、日本冷凍空調工業会の規格により、系統の総冷媒量が59.8kgに制限されている。
【０００５】
これに対し、近年、低GWPの不燃冷媒であるトリフルオロヨードメタン（以下、「CF3I」と称する）に代表されるヨードカーボンを混合させることで、混合冷媒を低GWPかつ不燃化する手法が提案されているが、CF3I等にも、紫外線の照射により分解され、水との結合により加水分解されやすいという欠点がある。そして、CF3I等の分解により、フッ化水素、ヨウ化水素、フッ化カルボニル等の副産物が生じると、それらが冷凍サイクルを構成する各部品を腐食するおそれがあるため、CF3I等の混合冷媒を使用する場合には、CF3I等の分解を予防すべく、紫外線対策や水分対策を冷凍サイクルに施す必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１は、CF3I等の混合冷媒の使用を想定していないため、サイトグラスを介して冷媒に照射される紫外線がCF3I等を分解したり、副産物により冷凍サイクルを構成する各部品が腐食したりすることや、それらの対策については一切言及されていない。
【０００７】
そこで、本発明では、加水分解されやすいCF3I等の混合冷媒を使用する場合、サイトグラスのモイスチャインジケータによりドライヤの交換時期を把握できるようにしつつ、サイトグラスを通過した紫外線によりCF3I等が分解したり、冷凍サイクルを構成する各部品が腐食したりするのを防止することができる冷凍空調機器の屋外ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の冷凍空調機器の冷媒回路では、ヨードカーボンの混合冷媒を用い、少なくとも、圧縮機、熱交換器（凝縮器）、膨張弁、熱交換器（蒸発器）、ガス冷媒が流れるガス管部、および、液冷媒が流れる液管部を設置し、冷媒中の水分量を示すモイスチャインジケータ付きのサイトグラスと、冷媒中の水分を吸収するドライヤを屋外ユニット内部の該液管部に設けた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷凍空調機器の屋外ユニットによれば、混合冷媒中の水分を吸収するドライヤの交換時期を、サイトグラスのモイスチャインジケータにより確認し、適切なタイミングでドライヤを交換することで、ドライヤの飽和によるCF3I等の加水分解されやすい冷媒の分解を防止しつつ、サイトグラスを室外ユニット内部に設置することで、サイトグラスを通過した紫外線によるCF3I等の冷媒の分解を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施例の冷凍空調機器の冷房運転時の冷凍サイクルの概略図
【図２】一実施例の冷凍空調機器の暖房運転時の冷凍サイクルの概略図
【図３】サイトグラスの詳細を説明する斜視図
【図４】筐体内でのサイトグラスの配置を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いながら、本発明の一実施例の屋外ユニットを説明する。
【００１２】
図１と図２は、本実施例の屋外ユニット１を含む空気調和機１０の概略図であり、図１は冷房運転、図２は暖房運転の冷凍サイクルを示すものである。なお、本実施例では、空気調和機を例に本発明を説明するが、本発明を冷凍機に適用しても良く、その場合は、後述する空気調和機１０の各構成を適宜、冷凍機に相応しい周知の構成に置換すれば良い。
【００１３】
両図に示すように、本実施例の空気調和機１０は、屋外に設置される屋外ユニット１と、屋内に設置される屋内熱交換器２および屋内電動弁３、を冷媒配管で連結したものであり、また、屋外ユニット１は、筐体１ｈ内に設置した、バルブ１ａ、四方弁１ｂ、アキュームレータ１ｃ、圧縮機１ｄ、屋外熱交換器１ｅ、屋外電動弁１ｆ、ドライヤ１ｇ、サイトグラス４を、冷媒配管で連結したものである。なお、屋外ユニット１の筐体１ｈ内には、四方弁１ｂ、圧縮機１ｄ、屋外電動弁１ｆ等を制御するための、図示しない電装箱１ｉも設置されている。
【００１４】
この空気調和機１０は、四方弁１ｂを図１のように切り替えたときに、屋外熱交換器１ｅに流入した高温冷媒が放熱し、屋内熱交換器２に流入した低温冷媒が吸熱する、冷房運転用の冷凍サイクルを構成する。また、四方弁１ｂを図２のように切り替えたときに、屋内熱交換器２に流入した高温冷媒が放熱し、屋外熱交換器１ｅに流入した低温冷媒が吸熱する、暖房運転用の冷凍サイクルを構成する。
【００１５】
ドライヤ１ｇとサイトグラス４は、屋外電動弁１ｆと屋内電動弁３の間、すなわち、液冷媒が流れる液管部に設けられる。ドライヤ１ｇは、液冷媒に含まれる水分を吸収するものであり、このドライヤ１ｇを適宜交換することで、冷媒中の水分量を常に所定量以下に抑制することができる。また、サイトグラス４は、冷媒量と冷媒中の水分量を確認するためのものである。このサイトグラス４の詳細については、図３、図４を用いて後述する。
【００１６】
ここで、本実施例の空気調和機１０で用いる冷媒の詳細を説明する。本実施例では、ヨードカーボンを冷媒として用いる。ヨードカーボンは、炭素−ヨウ素結合を含む化合物であり、炭素とヨウ素の他に、水素、塩素、フッ素などの任意の元素を含んでもよい。不燃性と低GWPの面では、フッ素を含むヨードフルオロカーボンが好適であり、また、炭素数は、１以上６以下が好ましく、１以上３以下や、１がより好ましいため、トリフルオロヨードメタン（CF3I）が最適である。
【００１７】
また、上記のヨードカーボンは単体で用いてもよいが、GWP、蒸気圧、圧縮機の押しのけ体積あたりの冷凍能力、難燃化パラメータを調整するために、他冷媒と混合した混合冷媒として用いてもよい。ヨードカーボンと混合する他冷媒としては、CO2、炭化水素、エーテル、フルオロエーテル、フルオロアルケン、ハイドロフルオロカーボン（HFC）、HFO、HClFO、HClFO、HBrFOなどが例示される。なお、HFOは、炭素原子、フッ素原子、水素原子からなるハイドロフルオロオレフィンであり、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を有する。HClFOは、炭素、塩素、フッ素、水素原子からなり、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を有する。HBrFOは、炭素、臭素、フッ素、水素原子からなり、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を有する。
【００１８】
HFCとしては、ジフルオロメタン（HFC32）、ペンタフルオロエタン（HFC125）、1,1,2,2−テトラフルオロエタン（HFC134）、1,1,1,2−テトラフルオロエタン（HFC134a）、トリフルオロエタン（HFC143a）、ジフルオロエタン（HFC152a）、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン（HFC227ea）、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン（HFC236fa）、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン（HFC245fa）、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン（HFC365mfc）が例示される。
【００１９】
フルオロアルケンとしては、フルオロエテン、フルオロプロペン、フルオロブテン、クロロフルオロエテン、クロロフルオロプロペン、クロロフルオロブテンが例示される。フルオロプロペンとしては、3,3,3−トリフルオロプロペン（HFO1243zf）、 1,3,3,3−テトラフルオロプロペン（HFO1234ze）、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン（HFO1234yf）、HFO1225が例示される。フルオロブテンとしては、C4H4F4、C4H3F5（HFO1345）、C4H2F6（HFO1336）が例示される。クロロフルオロエテンとしては、C2F3Cl（CTFE）が例示される。クロロフルオロプロペンとしては、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン（HCFO1233xf）、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン（HCFO1233zd）が例示される。
【００２０】
GWP、蒸気圧、圧縮機の押しのけ体積あたりの冷凍能力、および、難燃化パラメータを調整するため、冷媒として、トリフルオロヨードメタン（CF3I）、ジフルオロメタン（HFC32）、ペンタフルオロエタン（HFC125）、ヘキサフルオロプロペン（FO1216）の１種以上を用いることが好ましい。また、機器の能力に合う蒸気圧を得るために、冷媒にHFO1234yf、HFO1234ze、1,1,1,2−テトラフルオロエタン（HFC134a）、HFO1123などを含め、能力に関係する蒸気圧や効率に影響する温度勾配度合いを混合濃度により調整することが好ましい。
【００２１】
また、混合冷媒中のトリフルオロヨードメタン（CF3I）の配合量は、質量ベースで、１０％以上１００％以下、好ましくは２０％以上８０％以下、より好ましくは３０％以上５０％以下である。
【００２２】
なお、GWPは、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）第４次評価報告書（AR4）の値（１００年値）が用いられる。また、AR4に記載されていない冷媒のGWPは、IPCC第５次評価報告書（AR5）の値を用いてもよいし、他の公知文献に記載された値を用いてもよいし、公知の方法を用いて算出または測定した値を用いてもよい。AR4によると、トリ  
【００２３】
フルオロヨードメタン（CF3I）のGWPは、０．４であり、ＨＦＣ３２のＧＷＰは６７５であり、ＨＦＣ１２５のＧＷＰは３，５００である。
【００２４】
混合冷媒のGWPは、750以下であり、好ましくは500以下であり、より好ましくは150以下であり、更に好ましくは100以下であり、特に好ましくは75以下である。
【００２５】
混合冷媒の25℃の蒸気圧は、好ましくは1.4MPaから1.8MPaの範囲である。また（式１）で示される冷媒の難燃化パラメーターは、好ましくは0.46以下である。
【００２６】
Ｆmix  ＝  Σｉ Ｆｉ ｘｉ  ・・・  （式１）
なお、Ｆmixは混合冷媒の難燃化パラメーター、Ｆｉは各冷媒成分の難燃化パラメーター、ｘｉは各冷媒成分のモル分率である。
【００２７】
冷凍機油としては、４０℃における動粘度が30〜100 mm2/sのポリオールエステル油又はポリビニルエーテル油が好ましい。動粘度は、ISO（International Organization for Standardization，国際標準化機構）3104、ASTM（American Society for Testing and Materials，米国材料試験協会）D445、D7042等の規格に基づいて測定される。冷媒と冷凍機油との低温側臨界溶解温度は、＋１０℃以下であることが好ましい。
【００２８】
上記特性を有する冷凍機油としては、化学式（１）、（２）で表わされるポリオールエステル油、化学式（３）で表されるポリビニルエーテル油が例示される。化学式（１）、（２）中、Ｒ１〜Ｒ１０は、炭素数４〜９のアルキル基を表し、それぞれ同一であっても異なってもよい。また、化学式（３）中、ＯＲ１１は、メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基又はブチルオキシ基であり、ｎは、５〜１５である。
【００２９】
【化１】
2020030023.tif 000003
【００３０】
【化２】
2020030023.tif 000004
【００３１】
【化３】
2020030023.tif 000005
【００３２】
次に、図３の斜視図を用いて、本実施例のサイトグラス４の詳細を説明する。ここに示すように、本実施例のサイトグラス４は、覗き窓４ａと、モイスチャインジケータ４ｂと、流入側冷媒配管と流出側冷媒配管に接続される一対の連結部４ｃと、覗き窓４ａを開閉する蓋部４ｄを備えたものである。なお、図３では、開閉式の蓋部４ｄを設けたサイトグラス４を例示しているが、着脱式の蓋部４ｄを用いても良いし、蓋部４ｄを省略した構成としても良い。
【００３３】
覗き窓４ａは、冷凍サイクル中の冷媒量を確認するための透明なガラス窓であり、冷媒量が不足する場合は気泡が混入した液冷媒が観測され、冷媒量が十分な場合は気泡のない液冷媒が観測される。従って、保守員が覗き窓４ａを通して気泡を確認した場合は、適量の冷媒を補充することで、液冷媒の不足を解消することができる。なお、上述したように、本実施例では、紫外線により分解されるCF3I等の混合冷媒を使用するため、覗き窓４ａには、紫外線をカットするコーティング処理を施したり、紫外線カットフィルムを張り付けたりすることで、覗き窓４ａを介して液冷媒に照射される紫外線量を抑制することが望ましい。
【００３４】
モイスチャインジケータ４ｂは、冷媒中の水分量を示すものであり、冷媒中の水分量が所定量を超えたときに、例えば「緑色」から「黄色」に変色する。従って、保守員は、モイスチャインジケータ４ｂが示す色調に基づいて冷媒中の水分量の多寡、すなわち、ドライヤ１ｇの劣化の程度を知ることができ、劣化したドライヤ１ｇを適宜交換することで、冷媒中の水分量を所定量以下に維持することができ、CF3I等の加水分解されやすい冷媒の分解を防止することができる。
【００３５】
蓋部４ｄは、通常は閉じられており、冷媒量や水分量を確認したい時に保守員が開くものである。この蓋部４ｄを閉じておけば、覗き窓４ａを介して紫外線が冷媒に照射されることがないため、サイトグラス４の通過時に冷媒が紫外線で分解されるのを防止できる。
【００３６】
次に、図４の概略断面図を用いて、屋外ユニット１の筐体１ｈ内における、サイトグラス４の配置を説明する。
【００３７】
図４は、屋外ユニット１を上方から見下ろした概略断面図であり、図４（ａ）は運転中の筐体１ｈの状態を示し、図４（ｂ）は保守作業中の筐体１ｈの状態を示している。なお、ここでは、筐体１ｈ、電装箱１ｉ、および、サイトグラス４以外については図示を省略している。
【００３８】
両図の比較からわかるように、屋外ユニット１の筐体１ｈは、略コ字の断面形状の筐体本体１ｈａと、その筐体本体１ｈａの一面に取り付けられた、略板状のサービスパネル１ｈｂから構成されたものである。従って、サービスパネル１ｈｂを取り外し、図４（ｂ）の状態とすることで、保守員は、筐体１ｈ内に設置された圧縮機１ｄやドライヤ１ｇ等の各種機器の保守や交換をすることができる。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、紙面下側を屋外ユニット１の前面側、紙面上側を背面側としたとき、本実施例では、サイトグラス４を電装箱１ｉの背面側に設置し、かつ、覗き窓４ａを背面側に向けて設置している。この結果、屋外ユニット１の保守作業のためにサービスパネル１ｈｂを取り外し、図４（ｂ）の状態となっても、電装箱１ｉの陰に位置するサイトグラス４には日光が照射されることがないため、サイトグラス４が蓋部４ｄを有さないものであったとしても、覗き窓４ａを通過した紫外線により冷媒が分解されるのを抑制することができる。
【００４０】
図４（ｂ）の状態時に、保守員がサイトグラス４を確認したい場合は、保守員が筐体本体１ｈａの内部に首を突っ込んで覗き窓４ａを目視しても良いし、他の機器との関係で首を突っ込むスペースがない場合は、サイトグラス４の背面側に可動式の鏡を配置しておき、この鏡を介して覗き窓４ａを目視しても良い。
【００４１】
なお、図４では、電装箱１ｉの背面側にサイトグラス４を配置する例を説明したが、アキュームレータ１ｃや圧縮機１ｄ等の他の大型構造物の背面側にサイトグラス４を配置しても同様の効果を得ることができる。
【００４２】
以上で説明した本実施例の屋外ユニット１によれば、混合冷媒中の水分を吸収するドライヤの交換時期を、サイトグラスのモイスチャインジケータにより確認し、適切なタイミングでドライヤを交換することで、ドライヤの飽和によるCF3I等の加水分解されやすい冷媒の分解を防止しつつ、サイトグラスを室外ユニット内部に設置することで、サイトグラスを通過した紫外線によるCF3I等の冷媒の分解を防止できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０  空気調和機、
１  屋外ユニット、
１ａ  バルブ、
１ｂ  四方弁、
１ｃ  アキュームレータ、
１ｄ  圧縮機、
１ｅ  屋外熱交換器、
１ｆ  屋外電動弁、
１ｇ  ドライヤ、
１ｈ  筐体、
１ｉ  電装箱、
２  屋内熱交換器、
３  屋内電動弁、
４  サイトグラス、
４ａ  覗き窓、
４ｂ  モイスチャインジケータ
【図１】
2020030023.tif 000006
【図２】
2020030023.tif 000007
【図３】
2020030023.tif 000008
【図４】
2020030023.tif 000009