(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側膨張弁及び高温側蒸発器が直列に接続された高温側循環回路と、
低温側圧縮機、低温側凝縮器、ＨＩＣ熱交換器、低温側膨張弁及び低温側蒸発器が直列に接続され、ＣＯ２とＲ３２で構成され全体に占めるＲ３２の質量割合が５０〜７４％である混合冷媒が流れる低温側循環回路と、
前記高温側蒸発器と前記低温側凝縮器を交熱的に接続するカスケードコンデンサと、
前記ＨＩＣ熱交換器と前記低温側膨張弁の間から分岐し、前記低温側圧縮機内に接続したインジェクション回路と、
前記インジェクション回路に流入した冷媒の圧力を調整する流量調整弁と、
前記低温側圧縮機から吐出するガスの温度を測定する低温側吐出温度計と、
前記インジェクション回路に設けられ、前記低温側圧縮機に流入する冷媒の量を調整するインジェクション電磁弁と、
前記低温側吐出温度計の測定値に応じて前記インジェクション電磁弁に指令を与える制御装置と、を備え
前記インジェクション回路と前記ＨＩＣ熱交換器の間で熱交換し、
前記制御装置は前記低温側吐出温度計の測定値が所定の値を超えると、前記インジェクション電磁弁の開度を上げ、前記低温側吐出温度計の測定値が所定の値より下がると、前記インジェクション電磁弁の開度を下げることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記低温側凝縮器と前記ＨＩＣ熱交換器の間に接続された受液器と、
前記受液器の圧力を検出する圧力検出器と、
前記受液器の温度を検出する温度検出器と、
前記混合冷媒の気液平衡関係を記憶し、前記圧力検出器からの圧力情報及び前記温度検出器からの温度情報に基づいて前記低温側循環回路を流れる前記混合冷媒の組成を演算する組成演算器と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記制御装置は前記組成演算器により演算された組成に応じて、前記低温側圧縮機の回転数又は前記低温側膨張弁の開度を制御することを特徴とする請求項２記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二元冷凍サイクルを行う冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、低温側冷媒が循環する低温側循環回路と高温側冷媒が循環する高温側循環回路とをカスケードコンデンサで接続した冷凍装置がある。この種の冷凍装置では、低温側循環回路に冷媒として二酸化炭素（以下「ＣＯ２」という）を使用することが提案されている（特許文献１）。ＣＯ２は、天然に存在する物質であり、地球温暖化係数（以下「ＧＷＰ」という）が小さいため、冷凍サイクル装置から不測に漏れた場合も、オゾン層を破壊することなく、地球環境にやさしい冷凍装置を構成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９０９１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マグロ等の冷凍では冷凍庫内温度が−５０℃程度であり、これを実現するためには、低温側蒸発器での蒸発温度を−８０〜−６０℃程度にする必要がある。しかし、ＣＯ２の三重点は−５６．６℃であるため、ＣＯ２の単一冷媒を用いても、低温側蒸発器の蒸発温度を−８０〜−６０℃にすることはできず、マグロ等を適切な温度で冷凍することはできない。一方、低温側循環回路にＲ４０４Ａ冷媒を使用すれば蒸発温度を−６５℃程度まで下げることが可能であるが、Ｒ４０４ＡはＧＷＰが３９２０であり、万一が漏れた場合に地球温暖化に影響を与える恐れがあった。【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、低温側蒸発器の蒸発温度を−８０〜−６０℃にし、低ＧＷＰかつ信頼性の高い冷凍装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる二元冷凍サイクルを行う冷凍装置は、高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側膨張弁及び高温側蒸発器が直列に接続された高温側循環回路と、低温側圧縮機、低温側凝縮器、ＨＩＣ熱交換器、低温側膨張弁及び低温側蒸発器が直列に接続され、ＣＯ２とＲ３２で構成され全体に占めるＲ３２の質量割合が５０〜７４％である混合冷媒が流れる低温側循環回路と、高温側蒸発器と低温側凝縮器を交熱的に接続するカスケードコンデンサと、ＨＩＣ熱交換器と低温側膨張弁の間から分岐し、低温側圧縮機内に接続したインジェクション回路と、インジェクション回路に流入した冷媒の圧力を調整する流量調整弁と、低温側圧縮機から吐出するガスの温度を測定する低温側吐出温度計と、インジェクション回路に設けられ、低温側圧縮機に流入する冷媒の量を調整するインジェクション電磁弁と、低温側吐出温度計の測定値に応じてインジェクション電磁弁に指令を与える制御装置と、を備えインジェクション回路とＨＩＣ熱交換器の間で熱交換し、制御装置は低温側吐出温度計の測定値が所定の値を超えると、インジェクション電磁弁の開度を上げ、低温側吐出温度計の測定値が所定の値より下がると、インジェクション電磁弁の開度を下げることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ＣＯ２とＲ３２で構成され、全体に占めるＲ３２の質量割合が５０〜７４％の混合冷媒を用い、低温側凝縮器と低温側膨張弁の間から分岐し、低温側圧縮機内に接続するインジェクション回路を備えたことで、低温側蒸発器の蒸発温度を−８０〜−６０℃にし、低ＧＷＰかつ信頼性の高い冷凍装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における冷媒回路を示す図。
【図２】２種類の冷媒を混合した非共佛冷媒の特性を表す気液平衡線図。
【図３】ＣＯ２混合冷媒においてＣＯ２モル分率と凝固点との関係図。
【図４】本発明の実施の形態１におけるＣＯ２とＲ３２との混合比による冷凍能力、ＣＯＰを比較した図。
【図５】図１の冷媒回路に循環組成を検出するための構成を追加した図。
【図６】図５の組成演算器における循環組成検知原理１を説明する非共沸混合冷媒の気液平衡線図。
【図７】図５の組成演算器における循環組成検知原理２を説明する非共沸混合冷媒の気液平衡線図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
本発明の実施の形態１にかかる冷媒回路１００について説明する。図１は本発明の実施の形態１における冷媒回路１００を示す図である。
本発明に係る冷凍装置にかかる冷媒回路１００は、高温側循環回路Ａと低温側循環回路Ｂとを備えている。
【００１０】
高温側循環回路Ａは、高温側圧縮機１と、高温側凝縮器２と、高温側膨張弁３と高温側蒸発器４とを直列に接続して形成される。高温側循環回路Ａでは、冷媒として例えばＲ４１０Ａ、Ｒ１３４ａ、Ｒ３２、ＨＦＯ冷媒を使用する。
【００１１】
低温側循環回路Ｂは、低温側圧縮機５と、低温側凝縮器６と、低温側膨張弁９と、低温側蒸発器１０とを直列に接続して形成され、低温側凝縮器６の出口部に余剰冷媒を溜める受液器７と、ＨＩＣ熱交換器２１と、電磁弁８を設けている。さらに、低温側循環回路ＢはＨＩＣ熱交換器２１と電磁弁８の間から分岐し、低温側蒸発器１０を経由せず低温側圧縮機５内と接続するインジェクション回路２４を備える。このインジェクション回路２４は、分岐点２６から下流に向かって、流量調整弁２２、ＨＩＣ（Ｈｅａｔ  Ｉｎｔｅｒ  Ｃｈａｎｇｅｒ）熱交換器２１、インジェクション電磁弁２３と、を備えている。低温側循環回路Ｂでは、冷媒としてＣＯ２とＲ３２とを少なくとも含む非共沸混合冷媒を使用する。非共沸混合冷媒とは、沸点が異なる冷媒を２種類、もしくは２種類以上混合した冷媒であり、ＣＯ２ は低沸点冷媒、Ｒ３２は高沸点冷媒である。
【００１２】
低温側圧縮機５は容積式の圧縮機を用いており、ＨＩＣ熱交換器２１は、例えば２重管熱交換器として、２重管の配管内に受液器７から出た液冷媒を通し、２重管の中心部の配管の外側に、ＨＩＣ熱交換器２１と電磁弁８との間で分配された冷媒を流量調整弁２２で減圧した状態の冷媒を導き、ＨＩＣ熱交換器２１内で熱交換させている。低温側圧縮機５の吐出部に設けた低温側吐出温度計２５が所定値以上になると制御装置２０（図示せず）はインジェクション電磁弁２３の開度を上げるように指令を与える。同様に、低温側圧縮機５の吐出部に設けた低温側吐出温度計２５が所定値以下になると制御装置２０はインジェクション電磁弁２３の開度を下げるように指令を与える。また、この制御装置２０は後述する（実施の形態２で説明する）循環組成に応じて、低温側圧縮機５の回転数及び低温側膨張弁９の開度を制御する際の指令も与える。
【００１３】
高温側循環回路Ａと低温側循環回路Ｂとは、カスケードコンデンサ１４を共通して備えており、高温側蒸発器４と低温側凝縮器６とによりカスケードコンデンサ１４が構成されている。カスケードコンデンサ１４は例えばプレート式熱交換器であり、高温側循環回路Ａを循環する高温側冷媒と低温側循環回路Ｂを循環する低温側冷媒（例えば、非共沸混合冷媒）との熱交換を行う。
【００１４】
次に、非共沸混合冷媒を低温側循環回路Ｂに用いた冷媒回路１００内を循環する冷媒組成の特徴について図２を用いて説明する。
【００１５】
図２は、２種類の冷媒を混合した非共沸混合冷媒の特性を表す気液平衡線図である。図２に示すように、縦軸が温度、横軸が循環組成（低沸点成分の組成比；ＣＯ２が低沸点、Ｒ３２が高沸点）を表し、パラメータが圧力である。図２には、低温側循環回路Ｂにおける高圧ＰＨと低圧ＰＬのそれぞれにおける非共沸混合冷媒の特性を示している。非共沸２種混合冷媒では、圧力によって飽和蒸気線、飽和液線が定まる。循環組成が「０」は高沸点成分のみを表し、循環組成が「１」は低沸点成分のみの場合を表し、混合冷媒では、組成によって、飽和液線と飽和蒸気線とが決まる。
【００１６】
飽和蒸気線より上側は過熱蒸気状態、飽和液線より下側は過冷却状態、飽和蒸気線と飽和液線で囲まれた領域は気液２相状態となっている。図２で、Ｚは冷媒回路１００内に封入された冷媒の組成を表し、点１から点４は冷媒回路１００の代表点を表し、点１は圧縮機出口部、点２は凝縮器出口部、点３は蒸発器入口部、点４は圧縮機入口部を表す。
【００１７】
非共沸混合冷媒を用いた冷媒回路１００では、冷媒回路１００内を循環する冷媒の組成（循環組成）と、冷媒回路１００に充填された冷媒組成（充填組成）とは必ずしも一致しない。これは、図２の点Ａで示す冷媒回路１００の気液２相部では、液組成は循環組成Ｚよりも小さなＸとなり、蒸気組成は循環組成よりも大きなＹとなるためである。言い換えれば、点Ａで示す気液２相部には、高沸点成分に富んだ液と、低沸点成分に富んだ蒸気とが存在する。
【００１８】
受液器７内には、冷凍装置の運転条件や負荷条件に応じて発生した余剰な液冷媒が溜まる。受液器７内の冷媒は、高沸点成分に富んだ液冷媒と、低沸点成分に富んだガス冷媒とに分離され、高沸点成分に富んだ液冷媒が受液器７内に貯溜される。このため受液器７内に液冷媒が存在すると、低温側循環回路Ｂを循環する循環組成は、充填組成よりも低沸点成分が多くなる（循環組成（低沸点成分の組成比）が増加する）傾向を示す。
【００１９】
運転条件や負荷条件が変化し、受液器７内に貯溜される冷媒量が変化すると、冷媒回路１００内の循環組成が変化する。冷媒回路１００内の循環組成が変化すると、図２からも判るように冷媒の圧力と飽和温度の関係が変化すると共に、冷却能力も変化する。したがって、冷媒回路１００を安定にしかも所定の能力が発揮できるようにするためには、冷媒回路１００内の循環組成を正確に検出し、検出した循環組成に応じて、低温側圧縮機５の回転数又は低温側膨張弁９の開度、又はその両方などを最適に制御し、冷媒流量を調整する必要がある。
【００２０】
以下の表１は、混合冷媒の一つをＣＯ２とし、ＣＯ２と組み合わせる冷媒の候補を３種類挙げ、この３種類の冷媒とＣＯ２の混合冷媒の物性値をまとめた表である。
表１には、混合する冷媒それぞれ単体でのＧＷＰ及び難燃性、混合する冷媒とＣＯ２との混合比（モル比、質量比）、その混合比で混合した混合冷媒のＧＷＰ、混合冷媒の凝固点、混合冷媒の−７０℃の温度勾配を示している。また、図３は、ＣＯ２混合冷媒においてＣＯ２モル分率と凝固点との関係を表した図で、図３（ａ）にはＲ３２との混合冷媒、図３（ｂ）にはＲ１２５との混合冷媒について示している。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
凝固点を−７０℃より低くできる組合せとしては、表１に示したようにＲ２９０，Ｒ３２，Ｒ１２５等が考えられる。しかし、Ｒ２９０は、難燃性が「×」、つまり可燃性であり、ショーケースやユニットクーラ等では冷媒量が多くなるため、安全性の面から使用が困難である。
【００２３】
Ｒ１２５は、それ単体のＧＷＰが３５００であり、ＣＯ２と混合したとしても２０００を超える。このため、Ｒ１２５は、地球温暖化防止の観点から使用が難しい。
【００２４】
Ｒ３２は、それ単体のＧＷＰが６７５であり、Ｒ１２５と比較して十分小さく、ＣＯ２  と混合することで更にＧＷＰを低くすることができる。よって、地球温暖化防止対応可能な冷媒として適している。また、図３（ａ）より、ＣＯ２モル分率を低くすれば、つまり混合冷媒におけるＲ３２の割合を多くすれば、凝固点を下降させることができることがわかる。
【００２５】
図４（ａ）は、ＣＯ２とＲ３２との冷媒混合比に応じた冷凍能力［Ｗ］を示す図、図４（ｂ）はＣＯ２とＲ３２との冷媒混合比に応じたＣＯＰ［−］を示す図である。なお、図４では、凝固点を−８１℃以下とすることができる混合比の範囲内を横軸に示している。図４において低温側（低元側）の凝縮温度を−２５℃、低温側（低元側）の蒸発温度を−６０℃とし、低温側（低元側）圧縮機５の押しのけ量を３０ｃｃで算出している。また、図４（ａ）、（ｂ）には、比較例として従来のＲ４０４Ａを用いた１５ＨＰの単段サイクル（圧縮機→凝縮器→膨張弁→蒸発器）の冷凍能力（５４００Ｗ）とＣＯＰ（０．７０１）とを記載している。
【００２６】
本発明の目的である、低温側蒸発器１０の蒸発温度を−８０℃〜−６０℃とするにあたり、凝固点を下降させるには、上述したようにＲ３２の割合を増加させればよい。Ｒ３２の割合を増加させると、図４から明らかなように、冷凍能力は低下するがＣＯＰが上昇する。しかし、Ｒ３２の割合を増加させるとＧＷＰが上昇する。ＧＷＰは、ＣＯ２が１、Ｒ３２単体では表１より６７５であるため、例えば非共沸冷媒全体に対するＲ３２の含有量を５０質量％とするとＧＷＰは約３４０、Ｒ３２の割合を増やして６５質量％とするとＧＷＰは約４４０、Ｒ３２の割合を更に増やして７４質量％とすると約５００となる。すなわち、凝固点とＧＷＰとはトレードオフの関係にあり、Ｒ３２の割合を増加させると、凝固点を下降させることができる一方、ＧＷＰが増加してしまう。
【００２７】
よって、本実施の形態はＧＷＰを、Ｒ４０４ＡのＧＷＰ３９２０よりも小さい５００以下の低ＧＷＰにすることを狙うと共に、ＣＯＰをＲ４０４Ａを用いた場合の８０％以上とすることを狙って冷媒混合比を決定する。Ｒ４０４Ａを用いた場合の８０％のＣＯＰのラインは図４（ｂ）に示しており、Ｒ３２の割合が５０質量％以上であればこの点については満足している。
【００２８】
以上より、Ｒ３２の割合を５０〜７４質量％としてＣＯ２と混合した非共沸混合冷媒とすればよい。この割合とすると、非共沸混合冷媒の凝固点をＣＯ２の三重点よりも低い、−８１℃以下にすることができるため、蒸発温度−８０℃〜−６０℃を実現できると共に、低ＧＷＰの冷凍装置を構成できる。
【００２９】
次に冷媒回路１００の動作について説明する。
高温側循環回路Ａでは、高温側圧縮機１から吐出した冷媒が、高温側凝縮器２で凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、高温側膨張弁３で減圧された後、カスケードコンデンサ１４を構成する高温側蒸発器４で蒸発してガス冷媒となり、再び高温側圧縮機１に吸入され、この循環を繰り返すことになる。
【００３０】
低温側循環回路Ｂでは、低温側圧縮機５で圧縮された高温高圧の非共沸混合冷媒の蒸気が、カスケードコンデンサ１４を構成する低温側凝縮器６で凝縮液化され、受液器７に入る。受液器７を流出した液冷媒は、開放された電磁弁８を通過し、低温側膨張弁９で減圧され、低温低圧の気液２相冷媒となって低温側蒸発器１０（ショーケースやユニットクーラ）へ流入する。低温側蒸発器１０に流入した冷媒は、ショーケース内の空気と熱交換して蒸発し、再び低温側圧縮機５に戻る。この循環を繰り返すことにより、低温側蒸発器１０で冷却空気を生成してショーケース内を冷却することになる。このとき、低温側圧縮機５から吐出する高温高圧の吐出ガスは１２０℃を超える温度となっている。
【００３１】
インジェクション回路２４では、分岐点２６から流入した液冷媒は流量調整弁２２で減圧され、ＨＩＣ熱交換器２１内で受液器７から出た液冷媒と熱交換し、その後、インジェクション電磁弁２３を介して、容積式の低温側圧縮機５内に注入される。このインジェクション回路２４により、低温側圧縮機５からの吐出ガスの温度の上昇を抑制できるため、冷凍回路全体としての信頼性を高めることが可能となる。併せて、ＨＩＣ熱交換器２１内で、受液器７から出た液冷媒を冷却するので、液冷媒の過冷却がとれる（例えば、過冷却１Ｋから２０から３０Ｋに増加）ので、冷凍能力も２０％程度増加し、ＣＯＰも増加することができる。なお、このインジェクション回路２４を低温側循環回路Ｂに備える構成は、低温側循環回路ＢにＣＯ２とＲ３２の混合冷媒等の非共沸混合冷媒を用いた場合に限らず、低温側圧縮機５からの吐出ガスの温度の上昇を抑制する手段として用いることができる。
【００３２】
また、本実施の形態１では、ＨＩＣ熱交換器２１を備え、インジェクション回路２４がＨＩＣ熱交換器２１内を通過するようにしたが、必ずしもＨＩＣ熱交換器２１を備える必要があるわけではない。この場合、分岐点２６から分岐したインジェクション回路２４はダイレクトに低温側圧縮機５内に接続される。
【００３３】
ＣＯ２とＲ３２で構成され全体に占めるＲ３２の割合が５０〜７４％の混合冷媒を用い、ＨＩＣ熱交換器２１と低温側圧縮機５の間をインジェクション回路２４で接続することで、低温側蒸発器１０の蒸発温度を−８０〜−６０℃にし、低ＧＷＰかつ信頼性の高い冷凍装置を得ることが可能となる。
【００３４】
実施の形態２
本発明の実施の形態２にかかる冷媒回路１００について説明する。図５は図１の冷媒回路１００に循環組成を検出するための構成を追加した図である。また、冷媒回路１００内を流れる冷媒の循環組成を組成演算器１７で検出する検出原理について図６及び図７を参照して説明する。図６は図５の組成演算器１７における循環組成検知原理１を説明する非共沸混合冷媒の気液平衡線図であり、図７は図５の組成演算器１７における循環組成検知原理２を説明する非共沸混合冷媒の気液平衡線図である。なお、本実施の形態２については実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一の構成については同一の符号を用いる。
【００３５】
図５に示すように、実施の形態２にかかる冷凍装置は受液器７に圧力検出器１５と温度検出器１６が設けられており、これらの信号は組成演算器１７に入力される。
組成演算器１７は、圧力検出器１５及び温度検出器１６から、受液器７の液冷媒の圧力Ｐ及び温度Ｔを取り込む。さらに組成演算器１７は混合冷媒の気液平衡関係を記憶している。圧力Ｐにおける非共沸混合冷媒の飽和液線は、冷媒回路１００内の循環組成に応じて図６に示すように変化する。受液器７内の冷媒の状態を飽和液と仮定すると、圧力検出器１５と温度検出器１６とにより検出された圧力Ｐと温度Ｔとにより、冷媒回路１００内の循環組成Ｚを演算することができる。なお、飽和液線に限らず、飽和蒸気線を用いて演算してももちろんよい。
【００３６】
他にも循環組成の検知は上記の方法に限らず、以下に示すようにして求めても良い。非共沸２種混合冷媒の場合は、冷媒の乾き度Ｘ（＝冷媒蒸気質量流量／全冷媒流量）と、この乾き度Ｘの冷媒の温度及び圧力とが判れば、循環組成を演算することができる。すなわち、非共沸２種混合冷媒においては、圧力Ｐ一定のもとでは、乾き度Ｘ＝１となる飽和蒸気線及び乾き度Ｘ＝０となる飽和液線も含めて、乾き度Ｘにおける冷媒の温度と循環組成の間には、図７の一点鎖線で示すような関係が存在する。
【００３７】
つまり、圧力Ｐにおける乾き度Ｘの気液２相状態の非共沸混合冷媒の温度は、冷媒回路１００内の循環組成により図７に示すように変化する。したがってこの関係を用いると、飽和蒸気及び飽和液も含めた気液２相状態の冷媒の圧力、温度、乾き度が判れば、冷媒回路１００内の循環組成を検出することができる。つまり、温度検出器１６により検出された温度Ｔと、圧力検出器１５より検出された圧力Ｐと、受液器７内の乾き度Ｘとを用いて冷媒回路１００内の循環組成を検出できる。
【００３８】
なお、本実施の形態２では受液器７に圧力検出器１５を設けたが、低温側圧縮機５の吐出側に圧力検出器１５を設けて低温側圧縮機５の吐出圧力を検知し、低温側凝縮器６の圧損を換算して求めた圧力を、受液器７に流入した液冷媒の圧力としてもよい。また、本実施の形態では受液器７に温度検出器１６を設けたが、低温側凝縮器６の出口に設け、低温側凝縮器６の出口液温を、受液器７に流入した液冷媒の温度としてもよい。
【００３９】
非共沸混合冷媒は温度が変わると組成が変わるという特性を有する。また、表１に示したように、ＣＯ２とＲ３２の混合冷媒は、温度勾配が大きい（１１K〜１２K）ため、循環組成を正しく検知する必要がある。
本実施の形態２にかかる冷凍装置を用いれば、低温側循環回路ＢにＣＯ２とＲ３２との非共沸２種混合冷媒を用いた場合の循環組成を正しく検知できるため、低温側循環回路Ｂの低温側圧縮機５の回転数又は低温側膨張弁９の開度、又はその両方を循環組成に応じて最適に制御できる。
【００４０】
ＣＯ２とＲ３２で構成され全体に占めるＲ３２の割合が５０〜７４％の混合冷媒を用い、ＨＩＣ熱交換器２１と低温側圧縮機５の間をインジェクション回路２４で接続することで、低温側蒸発器１０の蒸発温度を−８０〜−６０℃に正確に制御し、低ＧＷＰかつ信頼性の高い冷凍装置を得ることが可能となる。さらに、循環組成を正確に制御することで、低温側蒸発器１０の温度を正確に制御出来るため、ショーケース内にの温度を所望の温度に制御することが可能となる。
【００４１】
なお、上記では低温側循環回路ＢにＣＯ２とＲ３２の混合冷媒を使用したが、さらにＨＦＯ１２３４ｙｆ若しくはＨＦＯ１２３４ｚｅを加え、３種類を混合した非共沸混合冷媒にするとさらに低ＧＷＰでかつ蒸発温度約−８０〜−６０℃を実現できる。２種類を混合した非共沸混合冷媒の場合には、温度、圧力及び乾き度が判れば、第１成分の組成Ｚ１が決定する。第１成分の組成Ｚ１が判れば、第２成分の組成Ｚ２は（１−Ｚ１）が定まる。しかし、３種類を混合した非共沸混合冷媒の場合には、第１成分の組成Ｚ１のみが判っても、第２成分の組成Ｚ２と第３成分の組成Ｚ３の組合せ無限にあり、全体の組成を決定することはできない。しかし、温度検出器１６及び圧力検出器１５を増やすことで、その部分の温度、圧力が判るため、混合する冷媒の種類が増えたとしても温度検出器１６及び圧力検出器１５の数を増やすことで対応可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１  高温側圧縮機、２  高温側凝縮器、３  高温側膨張弁、４  高温側蒸発器、５  低温側圧縮機、６  低温側凝縮器、７  受液器、８  電磁弁、９  低温側膨張弁、１０  低温側蒸発器、１４  カスケードコンデンサ、１５  圧力検出器、１６  温度検出器、１７  組成演算器、２０  制御装置、２１  ＨＩＣ熱交換器、２２  流量調整弁、２３  インジェクション電磁弁、２４  インジェクション回路、２５  低温側吐出温度計、２６  分岐点、Ａ  高温側循環回路、Ｂ  低温側循環回路、１００  冷媒回路
【図１】
0005995990.tif 000003
【図２】
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【図３】
0005995990.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005995990.tif 000009