(57)【要約】  本発明に係る冷凍サイクル装置１００Ａは、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機３と、冷媒に放熱させて冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧させる電子膨張弁６と、冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発器とを配管接続して冷媒回路を構成し、冷媒はＲ３２とＨＦＯ−１１２３とを混合した混合冷媒であり、混合冷媒は、Ｒ３２の質量パーセント＞ＨＦＯ−１１２３の質量パーセントである。
2016059696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記冷媒に放熱させて前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
凝縮された前記冷媒を減圧させる減圧装置と、
前記冷媒に吸熱させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器と
を配管接続して冷媒回路を構成し、
前記冷媒は、Ｒ３２とＨＦＯ−１１２３とを混合した混合冷媒であり、該混合冷媒は、Ｒ３２の質量パーセント＞ＨＦＯ−１１２３の質量パーセントである冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記混合冷媒は、前記Ｒ３２の質量パーセント：前記ＨＦＯ−１１２３の質量パーセント＝６０：４０である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
さらにＨＦＯ−１２３４ｙｆを混合した前記混合冷媒とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記混合冷媒において、Ｒ３２の質量パーセント＞ＨＦＯ−１１２３の質量パーセント＞ＨＦＯ−１２３４ｙｆの質量パーセントである請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記Ｒ３２の質量パーセント：前記ＨＦＯ−１１２３の質量パーセント＝６０：４０であり、さらに、前記ＨＦＯ−１２３４ｙｆの質量パーセントの比率が前記混合冷媒全体の２６パーセント以上である請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記減圧装置と前記蒸発器との間に設置され、気体状の冷媒と液体状の冷媒とを分離する気液分離器と、
該気液分離器と前記圧縮機の吸入側とを配管接続するバイパス配管と、
該バイパス配管を通過する冷媒量を調整する冷媒調整装置と
をさらに備える請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記冷媒の循環経路を切り替える流路切替装置と、
前記冷媒の循環経路が前記減圧装置、前記気液分離器および前記蒸発器の順となるように調整する整流装置と
をさらに備える請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記凝縮器から前記減圧装置に向けて流れる前記冷媒と前記バイパス配管を通過する前記冷媒とを熱交換する内部熱交換器をさらに備える請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記Ｒ３２の質量パーセント：前記ＨＦＯ−１１２３の質量パーセント＝６０：４０であり、前記冷媒の質量パーセント比を、Ｒ３２＞ＨＦＯ−１１２３≧ＨＦＯ−１２３４ｙｆとする請求項６〜請求項８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記凝縮器および前記蒸発器の少なくとも一方は、円管状の伝熱管を有する熱交換器であり、前記伝熱管の径が７．０ｍｍより小さい径である請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記凝縮器および前記蒸発器の少なくとも一方は、扁平形状の伝熱管を有する熱交換器である請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒回路を備える冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、不燃性であるＲ４１０Ａのような「ＨＦＣ冷媒」を使用して冷凍サイクルを実行する冷凍サイクル装置が存在している。このＲ４１０Ａは、たとえばＲ２２のような「ＨＣＦＣ冷媒」と異なり、オゾン層破壊係数（以下「ＯＤＰ」と称す）が０であって、オゾン層を破壊することはない。しかし、地球温暖化係数（以下「ＧＷＰ」と称す）が高いという性質を有している。そのため、地球の温暖化防止の一環として、Ｒ４１０ＡのようなＧＷＰが高いＨＦＣ冷媒から、ＧＷＰが低い冷媒（以下「低ＧＷＰ冷媒」と称す）への変更の検討が進められている。【０００３】
低ＧＷＰ冷媒の候補として、組成中に炭素の二重結合を持たないＨＦＣ冷媒が存在している。ＨＦＣ冷媒には、たとえばＲ４１０ＡよりもＧＷＰが低いＲ３２（ＣＨ２Ｆ２；ジフルオロメタン）がある。また、同じような候補冷媒として、Ｒ３２と同様にＨＦＣ冷媒の一種であって、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素が存在している。このようなハロゲン化炭化水素としては、たとえばＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２；テトラフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（ＣＦ３−ＣＨ＝ＣＨＦ）などが知られている。ここで、炭素の二重結合を持つＨＦＣ冷媒については、Ｒ３２のように組成中に炭素の二重結合を持たないＨＦＣ冷媒と区別するために、オレフィン（炭素の二重結合を持つ不飽和炭化水素がオレフィンと呼ばれる）の「Ｏ」を使って、「ＨＦＯ冷媒」と表現することが多い。【０００４】
さらに、同じような候補冷媒として、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅなどと同様に、ＨＦＯ冷媒の一種であるＨＦＯ−１１２３（ＣＦ２＝ＣＨＦ；１、１、２トリフルオロエテン（エチレン））が知られている。【０００５】
しかし、低ＧＷＰ冷媒であるＨＦＯ−１１２３は自己分解を起こす可能性がある。そこで、自己分解を抑制するために、ＨＦＯ−１１２３にＨＦＣ冷媒を混合して用いる場合がある（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１によると、ＨＦＯ−１１２３と他の冷媒とを混合させる際、ＨＦＯ−１１２３の含有率は、作動流体（１００質量パーセント（％））中、６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましく、８０％がさらに好ましく、１００％が特に好ましいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０９８１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示されている技術は、ＨＦＯ−１１２３の含有率を６０％以上としているので、空気調和装置で使用するにあたり、高温、高圧のもとではＨＦＯ−１１２３の自己分解のリスクを除去しきれない。このため、性能および品質に問題が残る可能性がある。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、自己分解を起こす性質を有する冷媒を使用しても、冷媒回路内の冷媒組成が変化しないような冷凍サイクル装置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】
【０００９】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、冷媒に放熱させて冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧させる減圧装置と、冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発器とを配管接続して冷媒回路を構成し、冷媒は、Ｒ３２とＨＦＯ−１１２３とを混合した混合冷媒であり、混合冷媒は、Ｒ３２の質量パーセント＞ＨＦＯ−１１２３の質量パーセントである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、Ｒ３２とＨＦＯ−１１２３の質量％比をＲ３２＞ＨＦＯ−１１２３とすることで、ＨＦＯ−１１２３の自己分解を防ぎ、冷媒回路内における冷媒組成を変化させることなく、性能、および品質を十分確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るＲ３２とＨＦＯ−１１２３との混合冷媒と温度および圧力との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る混合冷媒におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率とＧＷＰとの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る混合冷媒におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率と冷凍サイクル装置１００Ａにおける冷凍サイクルの性能との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る混合冷媒におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率と冷凍サイクル装置１００Ｂにおける冷凍サイクルの性能との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００Ｃにおける整流回路部分を拡大した構成図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る混合冷媒におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率と冷凍サイクル装置１００Ｃにおける冷凍サイクルの性能との関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る混合冷媒におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率と冷凍サイクル装置１００Ｄにおける冷凍サイクルの性能との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態５に係る熱交換器の伝熱管を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態６に係る熱交換器の伝熱管を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係る空気調和装置について図面などを参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。そして、温度、圧力などの高低については、特に絶対的な値との関係で高低などが定まっているものではなく、システム、装置などにおける状態、動作などにおいて相対的に定まるものとする。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置１００Ａと称する）の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図１に基づいて、冷凍サイクル装置１００Ａについて説明する。
【００１４】
冷凍サイクル装置１００Ａは、室外機１と、室内機２とを有している。そして、室外機１と室内機２とを液管７およびガス管９を介して接続し、冷媒が冷媒回路を構成している。冷凍サイクル装置１００Ａにおける冷媒回路を流れる冷媒は、自己分解を起こす性質を有する冷媒を主成分として使用することを想定したものである。ここで、図１では、室外機１と室内機２とをそれぞれ１台ずつ配管接続して冷媒回路を構成している。ただし、台数はそれぞれ１台に限定するものではなく、いずれかまたはそれぞれを複数台接続するようにしてもよい。
【００１５】
本実施の形態の室外機（熱源機）１は、室内機２に熱（温熱または冷熱）を搬送する。室外機１は、圧縮機３、四方弁４、室外熱交換器（第１熱交換器）５、室外送風機５ａおよび電子膨張弁６を有している。また、室内機（利用側機）２は、たとえば供給対象に熱を供給して、供給対象を加熱または冷却する。室内機２は、室内熱交換器（第２熱交換器）８および室内送風機８ａを有している。
【００１６】
圧縮機３は冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機３としては、たとえばインバータ回路により回転数が制御され容量制御されるタイプの容積式圧縮機を用いるとよい。容積式圧縮機には、たとえば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、往復圧縮機などがある。また、圧縮機３は電動機を有している。
【００１７】
冷媒回路切替装置である四方弁４は、冷熱供給モード（たとえば、冷房運転モード）、温熱供給モード（たとえば、暖房運転モード）に応じて、冷媒の流路を切り替える。ここでは、冷媒回路切替装置の一例として四方弁４を挙げて説明しているが、冷媒の流路を選択的に切り替えられる装置で構成できれば、四方弁４に限るものではない。たとえば２つの二方弁または三方弁を組み合わせて冷媒回路切替装置を構成することができる。また、本実施の形態の冷凍サイクル装置１００Ａは冷媒回路切替装置を有しているが、冷媒の流路を切り替えなくてもよい場合には、冷媒回路切替装置を設けない冷凍サイクル装置としてもよい。
【００１８】
第１熱交換器である室外熱交換器５は、凝縮器または蒸発器として機能する。室外熱交換器５は、たとえば伝熱管と多数のフィンとを有するクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成することができる。ここでは、室外熱交換器５は、伝熱管内を通過する冷媒と空気とを熱交換するものとして説明する。ただし、冷媒と空気以外の熱媒体（たとえば水、ブラインなど）とで熱交換する熱交換器としてもよい。また、熱交換する熱媒体に応じて、室外熱交換器５は、フィン・アンド・チューブ型熱交換器でなくてもよい。たとえば、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器などとしてもよい。また、第１熱交換器が室外にある室外熱交換器５である場合を例に説明するが、第１熱交換器の設置位置を室外に限定するものではない。第１熱交換器が熱源側にある熱交換器であればよい。
【００１９】
室外送風機５ａは、室外熱交換器５に空気を供給する。室外送風機５ａは、室外熱交換器５に供給する空気の流量を変化させることができる。たとえば、室外送風機５ａとして、ＤＣファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファン、多翼ファンなどを使用することができる。ここで、室外熱交換器５が冷媒と空気以外の熱媒体とで熱交換する場合には、室外送風機５ａではなく、ポンプなどの搬送装置で、室外熱交換器５に熱媒体を供給するようにしてもよい。
【００２０】
流量調整装置である電子膨張弁６は、制御装置２０からの指示に基づいて絞り開度を調整し、冷媒流量の調整、冷媒の減圧などを行う装置である。ここでは、絞り開度を調整可能な構造である電子膨張弁６を例に挙げて説明しているが、これに限定するものではない。たとえば、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、キャピラリーチューブなどを流量調整装置としてもよい。
【００２１】
室内熱交換器８は、蒸発器または凝縮器として機能する。室内熱交換器８は、たとえば伝熱管と多数のフィンとを有するクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成することができる。ここでは、室内熱交換器８は、伝熱管内を通過する冷媒とたとえば、熱供給対象である室内（空調対象空間）の空気とを熱交換するものとして説明する。ただし、冷媒と空気以外の熱媒体（たとえば水、ブラインなど）とで熱交換する熱交換器としてもよい。また、熱交換する熱媒体に応じて、室内熱交換器８は、フィン・アンド・チューブ型熱交換器でなくてもよい。たとえば、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器などとしてもよい。また、第２熱交換器が室内にある室内熱交換器８である場合を例に説明するが、第２熱交換器の設置位置を室内に限定するものではない。第２熱交換器が、空調対象空間などの利用側にある熱交換器であればよい。
【００２２】
室内送風機８ａは、室内熱交換器８に空気を供給する。室内送風機８ａは、室内熱交換器８に供給する空気の流量を変化させることができる。たとえば、室内送風機８ａとして、ＤＣファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファン、多翼ファンなどを使用することができる。ここで、が冷媒と空気以外の熱媒体とで熱交換する場合には、室内送風機８ａではなく、ポンプなどの搬送装置で、室内熱交換器８に熱媒体を供給するようにしてもよい。
【００２３】
また、冷凍サイクル装置１００Ａは、室外機１が有する機器を中心に、冷凍サイクル装置１００Ａの動作などを統括制御する制御装置２０を備えている。制御装置２０は、冷媒回路などに取り付けられた各種検出器（センサ）（図示せず）の検出に係る値（検出値）に基づき、冷凍サイクル装置１００Ａが有する各種アクチュエータ（圧縮機３、四方弁４、室外送風機５ａ、電子膨張弁６、室内送風機８ａなどの駆動部品）の制御を行う。制御装置２０は、たとえばマイクロコンピュータ、デジタルシグナルプロセッサなどで構成されている。たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの制御演算処理装置を有する。また、記憶装置（図示せず）を有しており、制御などに係る処理手順をプログラムとしたデータを有している。そして、制御演算処理装置がプログラムのデータに基づく処理を実行して機器などの制御を実現する。ここでは、室外機１内に制御装置２０を設置しているが、機器などの制御を行うことができれば、設置場所は問わない。
【００２４】
図１において、室内熱交換器８から冷熱を供給する冷熱供給モード（たとえば、冷房運転）では、四方弁４内は実線で示す流路となる。室内熱交換器８から温熱を供給する温熱供給モード（たとえば、暖房運転）では、四方弁４内は点線で示す流路となる。したがって、冷熱供給モードでは、圧縮機３、四方弁４、室外熱交換器５、電子膨張弁６、室内熱交換器８、圧縮機３の順序で冷媒が循環する。また、温熱供給モードでは、圧縮機３、四方弁４、室内熱交換器８、電子膨張弁６、室外熱交換器５、圧縮機３の順序で冷媒が循環する。そのため、冷熱供給モードでは、室外熱交換器５が凝縮器として機能し、室内熱交換器８が蒸発器として機能する。また、温熱供給モードでは、室外熱交換器５が蒸発器として機能し、室内熱交換器８が凝縮器として機能する。
【００２５】
次に、本実施の形態における冷凍サイクル装置１００Ａに使用する冷媒について説明する。冷凍サイクル装置１００Ａに使用する冷媒として、ＨＦＯ系冷媒の中で低ＧＷＰかつ動作圧力が高い１、１、２トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３）と、ＨＦＣ系冷媒の中で低ＧＷＰかつ動作圧力がＲ３２（ＣＨ２Ｆ２；ジフルオロメタン）を用いる。
【００２６】
＜実施の形態１の効果＞
ＨＦＯ−１１２３を冷媒として冷凍サイクル装置に使用する際、ＨＦＯ−１１２３は、高温、高圧の条件では自己分解反応が起こりやすい。そのため、本実施の形態では、ＨＦＯ−１１２３とＲ３２とを混合した混合冷媒を循環させることで、ＨＦＯ−１１２３の安定性が高まり、自己分解を抑制することができる。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態１に係るＲ３２とＨＦＯ−１１２３との混合冷媒と温度および圧力との関係を示す図である。図２において、Ｒ３２とＨＦＯ−１１２３との混合比率によって、冷媒回路内においてＨＦＯ−１１２３が自己分解を起こす温度と圧力とが異なることがわかる。このことから、冷凍サイクル装置１００Ａの圧縮機動作点以上となる温度と圧力とにおいて、ＨＦＯ−１１２３が自己分解を起こさないようにＲ３２とＨＦＯ−１１２３を混合することによって、冷凍サイクル装置１００Ａの性能を損なうことなく運転することができる。ここで、図２に示すように、Ｒ３２とＨＦＯ−１１２３との混合比率は質量パーセント（質量％。以下、同じ）で、Ｒ３２＞ＨＦＯ−１１２３とするのがよい。特に、Ｒ３２：ＨＦＯ−１１２３＝６０：４０の比となることが好ましい。
【００２８】
図３は、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率とＧＷＰとの関係を示す図である。図３に示すように、Ｒ３２とＨＦＯ−１１２３とに、低ＧＷＰ冷媒であるＨＦＯ−１２３４ｙｆを加えることによって、ＨＦＯ−１１２３が自己分解を起こすことなく、ＧＷＰを低くすることができる。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率と冷凍サイクル装置１００Ａにおける冷凍サイクルの性能との関係を示す図である。たとえば、図４において、ＨＦＯ−１２３４ｙｆは低圧冷媒である。このため、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率を高くすると、冷凍サイクルの性能が低下してしまう（特に冷房定格において顕著になる）。そのため、低ＧＷＰと冷凍サイクルの性能を満たすためには、Ｒ３２、ＨＦＯ−１２３４ｙｆおよびＨＦＯ１２３４ｙｆの混合比率を、質量％でＲ３２＞ＨＦＯ−１１２３＞ＨＦＯ−１２３４ｙｆとするのがよい。特に、Ｒ３２：ＨＦＯ−１１２３＝６０：４０の比を維持しつつ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合を混合冷媒全体の２６％以上とするのが好ましい。
【００３０】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置１００Ｂと称する）の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。実施の形態２の冷凍サイクル装置１００Ｂにおいて、実施の形態１で説明した冷凍サイクル装置１００Ａと同様の動作を行う機器などについては同一符号を付している。
【００３１】
冷凍サイクル装置１００Ｂの基本的な構成は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００Ａと同じである。実施の形態２の冷凍サイクル装置１００Ｂでは、室外熱交換器５が凝縮器として機能する冷熱供給モード時における冷媒の流れに対して、電子膨張弁６の下流側に気液分離器１０を備えている。気液分離器１０には、室内熱交換器８に冷媒を流す配管と、室内熱交換器８をバイパスして圧縮機３に冷媒を流す配管（バイパス配管）とがそれぞれ接続されている。室内熱交換器８に流れる配管には主として液相の冷媒（液冷媒）が流れる。また、バイパス配管には、主として気相の冷媒（ガス冷媒）が流れる。バイパス配管は、バイパス流量調整装置となるバイパス電子膨張弁１１を有している。冷凍サイクル装置１００Ｂに使用する冷媒は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００Ａにおいて使用した冷媒と同様の混合冷媒である。
【００３２】
図５に示す気液分離器１０は、ガス冷媒と液冷媒を分離する機器である。特に冷房運転時に効果がある。液冷媒は室内熱交換器８へ流れ、ガス冷媒は室内熱交換器８をバイパスして圧縮機３へ流れる。室内熱交換器８に流入するガス冷媒の量を減少させることで、室内熱交換器８における冷媒圧損を低減することができる。このため、冷凍サイクル装置１００Ｂの性能を向上させることができる。
【００３３】
バイパス電子膨張弁１１は、室内熱交換器８をバイパスさせるガス冷媒お量を調整することができる。制御装置２０からの指示に基づいて絞り開度を調整し、冷媒流量の調整、冷媒の減圧などを行う装置である。ここでは、絞り開度を調整可能な構造であるバイパス電子膨張弁１１を例に挙げて説明しているが、これに限定するものではない。たとえば、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、キャピラリーチューブなどをバイパス流量調整装置としてもよい。
【００３４】
＜実施の形態２の効果＞
図６は、本発明の実施の形態２に係る混合冷媒におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率と冷凍サイクル装置１００Ｂにおける冷凍サイクルの性能との関係を示す図である。図６に示すように、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００Ｂによれば、気液分離器１０を作動させることによって、冷凍サイクルの性能を維持しつつ、ＨＦＯ−１１２３が自己分解を起こさないＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率を増加させることができるので、冷媒のＧＷＰを低くすることができる。
【００３５】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置１００Ｃと称する）の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。実施の形態３の冷凍サイクル装置１００Ｃにおいて、実施の形態１または実施の形態２で説明した冷凍サイクル装置１００Ａまたは冷凍サイクル装置１００Ｂと同様の動作を行う機器などについては同一符号を付している。
【００３６】
冷凍サイクル装置１００Ｃの基本的な構成は、実施の形態１または実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００Ａまたは冷凍サイクル装置１００Ｂと同じである。実施の形態２の冷凍サイクル装置１００Ｂは、冷熱供給モード時における電子膨張弁６の冷媒の下流側に気液分離器１０を備えるものであった。本実施の形態では、室内熱交換器８が凝縮器として機能する温熱供給モード時においても、気液分離器１０が電子膨張弁６の冷媒の下流側に位置するように、整流回路を備える。ここで、冷凍サイクル装置１００Ｃに使用する冷媒は、実施の形態１および実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００Ａおよび冷凍サイクル装置１００Ｂにおいて使用した冷媒と同様の混合冷媒である。
【００３７】
図８は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００Ｃにおける整流回路部分を拡大した構成図である。図８に示すように、逆止弁１２Ａ〜逆止弁１２Ｄは冷媒の流れを一方向にする弁である。本実施の形態では、逆止弁１２Ａ〜逆止弁１２Ｄにより整流装置を構成する。
【００３８】
次に整流回路における冷媒の流れについて説明する。冷熱供給モード時において、室外熱交換器５から流出した冷媒は、点ａから整流回路に流入し、逆止弁１２Ａを通過して点ｂから電子膨張弁６へ流入する。電子膨張弁６を通過した冷媒は、気液分離器１０へ流入する。気液分離器１０から流出した液冷媒は点ｃおよび逆止弁１２Ｄを通過する。逆止弁１２Ｄから流出した冷媒は、点ｄを通過して、室内熱交換器８へ流出する。また、気液分離器１０から流出したガス冷媒は、点ｅを通過して、バイパス配管へ流出する。
【００３９】
温熱供給モード時において、室内熱交換器８から流出した冷媒は、点ｄから整流回路に流入し、逆止弁１２Ｃを通過して点ｂから電子膨張弁６へ流入する。電子膨張弁６を通過した冷媒は、気液分離器１０へ流入する。気液分離器１０から流出した液冷媒は点ｃおよび逆止弁１２Ｂを通過する。逆止弁１２Ｂから流出した冷媒は、点ａを通過して、室外熱交換器５へ流出する。また、気液分離器１０から流出したガス冷媒は、点ｅを通過して、バイパス配管へ流出する。
【００４０】
以上のように、本実施の形態における冷凍サイクル装置１００Ｃは、循環経路を切り替え、負荷を冷却するために室内熱交換器８を蒸発器とする冷熱供給モード時および負荷を加熱するために室内熱交換器８を凝縮器とする温熱供給モードのどちらの運転状態でも、気液分離器１０を機能させことができる。このため、冷凍サイクル装置１００Ｃの性能を向上させることができる。
【００４１】
＜実施の形態３の効果．＞
図９は、本発明の実施の形態３に係る混合冷媒におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率と冷凍サイクル装置１００Ｃにおける冷凍サイクルの性能との関係を示す図である。図９に示すように、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００Ｃによれば、モードに関係なく気液分離器１０を作動させることができることで、冷凍サイクルの性能を維持しつつ、ＨＦＯ−１１２３が自己分解を起こさないＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率を増加させることができるので、冷媒のＧＷＰを低くすることができる。
【００４２】
実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置１００Ｄと称する）の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。実施の形態４の冷凍サイクル装置１００Ｄにおいて、実施の形態１、実施の形態２または実施の形態３で説明した冷凍サイクル装置１００Ａ、冷凍サイクル装置１００Ｂまたは冷凍サイクル装置１００Ｃと同様の動作を行う機器などについては同一符号を付している。
【００４３】
冷凍サイクル装置１００Ｄの基本的な構成は、実施の形態１、実施の形態２または実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００Ａ、冷凍サイクル装置１００Ｂまたは冷凍サイクル装置１００Ｃと同じである。実施の形態４の冷凍サイクル装置１００Ｄは、内部熱交換器（冷媒間熱交換器）１３を備えている。内部熱交換器１３には、電子膨張弁６に流入する冷媒が通過する配管とバイパス配管とが接続されている。ここで、冷凍サイクル装置１００Ｄに使用する冷媒は、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００Ａ、冷凍サイクル装置１００Ｂおよび冷凍サイクル装置１００Ｃにおいて使用した冷媒と同様の混合冷媒である。
【００４４】
内部熱交換器１３は、電子膨張弁６に流入する前の冷媒と、気液分離器１０から流出してバイパス配管を通過する冷媒とを熱交換させる。ここで、電子膨張弁６に流入する前の冷媒の方がバイパス配管を通過する冷媒よりも高温である。内部熱交換器１３が熱交換を行うことで、電子膨張弁６に流入する前の冷媒を過冷却することができる。冷媒を過冷却することで、冷凍サイクル装置１００Ｄの性能を向上させることができる。
【００４５】
また、内部熱交換器１３が熱交換を行うことで、バイパス配管を通過する冷媒を加熱し、過熱度を確保することができる。冷媒の過熱度を確保することで、圧縮機３に液冷媒が流入するリスクを低減できる。このため、冷凍サイクル装置１００Ｄの信頼性を高めることができる。また、圧縮機３に液冷媒が流入することで生じる液圧縮を防ぎ、冷凍サイクル装置１００Ｄの性能を維持することができる。
【００４６】
＜実施の形態４の効果．＞
図１１は、本発明の実施の形態４に係る混合冷媒におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率と冷凍サイクル装置１００Ｄにおける冷凍サイクルの性能との関係を示す図である。図１１に示すように、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００Ｄによれば、内部熱交換器１３を有し、電子膨張弁６に流入する前の冷媒を過冷却するようにしたので、冷凍サイクル装置１００Ｄの性能を向上させることができる。また、バイパス配管を通過する冷媒の過熱度を確保するようにしたので、冷凍サイクル装置１００Ｄの信頼性を高めることができる。また、液圧縮を防ぎ、冷凍サイクル装置１００Ｄの性能を向上させることができる。以上より、冷凍サイクルの性能を維持しつつ、ＨＦＯ−１１２３が自己分解を起こさないＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合比率を増加させることができるので、冷媒のＧＷＰを低くすることができる。
【００４７】
実施の形態５．
図１２は、本発明の実施の形態５に係る熱交換器の伝熱管３０を示す図である。上述した実施の形態１〜実施の形態４における冷凍サイクル装置１００Ａ〜冷凍サイクル装置１００Ｄに関し、図１２に示すように、室外熱交換器５および室内熱交換器８の少なくとも一方に用いる伝熱管３０は、円形状の伝熱管とする。そして、伝熱管３０の径ｒを７．０ｍｍ以下とする。
【００４８】
たとえば、Ｒ３２およびＨＦＯ−１１２３の混合冷媒またはＲ３２、ＨＦＯ−１１２３およびＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合冷媒を冷媒回路に使用する場合、各冷媒は微燃性なので、可燃に係るリスクを考慮すると、冷媒配管径は小さい方が好ましい。
【００４９】
このため、Ｒ３２およびＨＦＯ−１１２３の混合冷媒またはＲ３２、ＨＦＯ−１１２３およびＨＦＯ−１２３４ｙｆの混合冷媒（ただし混合比はＨＦＯ−１１２３≧ＨＦＯ−１２３４ｙｆとする）を用いる場合には、室外熱交換器５における伝熱管３０の径ｒが７．０ｍｍ以下であっても、冷媒配管の圧損の影響を受け難い。また、冷媒の量を削減することができ、高性能な冷凍サイクル装置を得ることができる。
【００５０】
ここで、特に限定するものではないが、室外熱交換器５および室内熱交換器８の少なくとも一方に用いる伝熱管３０の内面側に内面溝を形成することができる。内面溝を形成することで、伝熱管３０の内側の表面積を増加させることができるとともに、冷媒の流れを乱流にすることができるので、伝熱管３０の伝熱性能を向上させることができる。
【００５１】
実施の形態６．
図１３は、本発明の実施の形態６に係る熱交換器の伝熱管３１を示す図である。上述した実施の形態１〜実施の形態４における冷凍サイクル装置１００Ａ〜冷凍サイクル装置１００Ｄに関し、図１３に示すように、室外熱交換器５および室内熱交換器８の少なくとも一方に用いる伝熱管３１を扁平形状の管（扁平管）とする。伝熱管３１を扁平形状にすることで、配管容積を減らすことができ、冷媒の量を削減し、高性能な冷凍サイクル装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
なお、各実施の形態で説明した冷凍サイクル装置は、空気調和装置（たとえば、冷凍装置、ルームエアコン、パッケージエアコン、ビル用マルチエアコンなど）、ヒートポンプ給湯機など、冷凍サイクルを利用する冷媒回路を構成する装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  室外機、２  室内機、３  圧縮機、４  四方弁、５  室外熱交換器、５ａ  室外送風機、６  電子膨張弁、７  液管、８  室内熱交換器、８ａ  室内送風機、９  ガス管、１０  気液分離器、１１  バイパス電子膨張弁、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ  逆止弁、１３  内部熱交換器、２０  制御装置、３０，３１  伝熱管、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ  冷凍サイクル装置。
【図１】
2016059696.tif 000003
【図２】
2016059696.tif 000004
【図３】
2016059696.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2016059696.tif 000008
【図７】
2016059696.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年12月26日(2016.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、冷媒に放熱させて冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧させる減圧装置と、冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発器とを配管接続して冷媒回路を構成し、冷媒は、Ｒ３２とＨＦＯ−１１２３とを混合した混合冷媒であり、混合冷媒は、Ｒ３２の質量パーセント＞ＨＦＯ−１１２３の質量パーセントであり、減圧装置と蒸発器との間に設置され、気体状の冷媒と液体状の冷媒とを分離する気液分離器と、気液分離器と圧縮機の吸入側とを配管接続するバイパス配管と、バイパス配管を通過する冷媒量を調整する冷媒調整装置とをさらに備え、冷媒の循環経路を切り替える流路切替装置と、冷媒の循環経路が減圧装置、気液分離器および蒸発器の順となるように調整する整流装置とをさらに備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記冷媒に放熱させて前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
凝縮された前記冷媒を減圧させる減圧装置と、
前記冷媒に吸熱させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器と
を配管接続して冷媒回路を構成し、
前記冷媒は、Ｒ３２とＨＦＯ−１１２３とを混合した混合冷媒であり、該混合冷媒は、Ｒ３２の質量パーセント＞ＨＦＯ−１１２３の質量パーセントであり、
前記減圧装置と前記蒸発器との間に設置され、気体状の冷媒と液体状の冷媒とを分離する気液分離器と、
該気液分離器と前記圧縮機の吸入側とを配管接続するバイパス配管と、
該バイパス配管を通過する冷媒量を調整する冷媒調整装置と
をさらに備え、
前記冷媒の循環経路を切り替える流路切替装置と、
前記冷媒の循環経路が前記減圧装置、前記気液分離器および前記蒸発器の順となるように調整する整流装置と
をさらに備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記混合冷媒は、前記Ｒ３２の質量パーセント：前記ＨＦＯ−１１２３の質量パーセント＝６０：４０である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
さらにＨＦＯ−１２３４ｙｆを混合した前記混合冷媒とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記混合冷媒において、Ｒ３２の質量パーセント＞ＨＦＯ−１１２３の質量パーセント＞ＨＦＯ−１２３４ｙｆの質量パーセントである請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記Ｒ３２の質量パーセント：前記ＨＦＯ−１１２３の質量パーセント＝６０：４０であり、さらに、前記ＨＦＯ−１２３４ｙｆの質量パーセントの比率が前記混合冷媒全体の２６パーセント以上である請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記凝縮器から前記減圧装置に向けて流れる前記冷媒と前記バイパス配管を通過する前記冷媒とを熱交換する内部熱交換器をさらに備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記凝縮器および前記蒸発器の少なくとも一方は、円管状の伝熱管を有する熱交換器であり、前記伝熱管の径が７．０ｍｍより小さい径である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記凝縮器および前記蒸発器の少なくとも一方は、扁平形状の伝熱管を有する熱交換器である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2016059696.tif 000016
2016059696.tif 000017
2016059696.tif 000018
2016059696.tif 000019