(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを有する冷媒循環システムを備え、前記冷媒循環システム内に冷媒と冷凍機油とが充填されている冷凍機であって、
前記冷凍機油の１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ以上９ｍｍ２／ｓ以下であり、
前記冷媒と前記冷凍機油とからなる作動流体は、温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２．４〜３．６ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示し、
下記式（１）に従って算出される前記冷凍機油の冷媒溶解前後の粘度低下率が８５％以下である、冷凍機。
粘度低下率（％）＝（動粘度−冷媒溶解粘度）／動粘度×１００  …（１）
［式（１）中、動粘度は前記冷凍機油の８０℃における動粘度（ｍｍ２／ｓ）を意味し、冷媒溶解粘度は前記作動流体の温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａにおける冷媒溶解粘度（ｍｍ２／ｓ）を意味する。］
【請求項２】
圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを有する冷媒循環システムを備える冷凍機の製造方法であって、
前記冷媒循環システム内に冷媒と冷凍機油とを充填する工程を備え、
前記冷凍機油の１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ以上９ｍｍ２／ｓ以下であり、
前記冷媒と前記冷凍機油とからなる作動流体は、温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２．４〜３．６ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示し、
下記式（１）に従って算出される前記冷凍機油の冷媒溶解前後の粘度低下率が８５％以下である、冷凍機の製造方法。
粘度低下率（％）＝（動粘度−冷媒溶解粘度）／動粘度×１００  …（１）
［式（１）中、動粘度は前記冷凍機油の８０℃における動粘度（ｍｍ２／ｓ）を意味し、冷媒溶解粘度は前記作動流体の温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａにおける冷媒溶解粘度（ｍｍ２／ｓ）を意味する。］
【請求項３】
圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを有する冷媒循環システムを備え、前記冷媒循環システム内に冷媒と冷凍機油とが充填されている冷凍機のＣＯＰを向上させる方法であって、
前記冷媒と前記冷凍機油とからなる作動流体として、温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２．４〜３．６ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示す作動流体を使用し、
前記冷凍機油として、１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ以上９ｍｍ２／ｓ以下であり、かつ、下記式（１）に従って算出される冷媒溶解前後の粘度低下率が８５％以下である冷凍機油を使用することにより前記ＣＯＰを向上させる方法。
粘度低下率（％）＝（動粘度−冷媒溶解粘度）／動粘度×１００  …（１）
［式（１）中、動粘度は前記冷凍機油の８０℃における動粘度（ｍｍ２／ｓ）を意味し、冷媒溶解粘度は前記作動流体の温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａにおける冷媒溶解粘度（ｍｍ２／ｓ）を意味する。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機、冷凍機の製造方法及びＣＯＰの向上方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機は、圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器等を有する冷媒循環システムを備えている。冷媒循環システムでは、液体が気化する際に周囲から熱を奪う現象が利用されており、気化した冷媒の圧縮機での圧縮及び昇温、凝縮器での放熱凝縮による冷媒の液化、膨張機構での減圧膨張、並びに、蒸発器での冷媒の気化を含むサイクルが繰り返される。
【０００３】
このような冷凍機の性能を評価する指標として、成績係数（ＣＯＰ：Coefficient of Performance）がしばしば使用される。ＣＯＰは、冷媒循環システムを運転する際などに消費されるエネルギーに対する冷房能力（冷凍能力とも呼ばれる）の比（冷房能力／消費エネルギー）を表す。近年、冷凍機のＣＯＰの更なる向上が望まれており、例えば特許文献１には、冷凍機のＣＯＰを向上し得る膨張機一体型圧縮機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−９４２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ＣＯＰに優れる冷凍機及びその製造方法、並びにＣＯＰの向上方法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】
【０００６】
本発明は、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを有する冷媒循環システムを備え、冷媒循環システム内に冷媒と冷凍機油とが充填されている冷凍機であって、冷媒と冷凍機油とからなる作動流体は、温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２〜４ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示す、冷凍機を提供する。
【０００７】
この冷凍機では、冷媒循環システムに充填されている冷媒と冷凍機油とが、作動流体として特定の冷媒溶解粘度を示すことによって、ＣＯＰを向上させることが可能となる。すなわち、本発明者らの検討によれば、作動流体の冷媒溶解粘度が低すぎると、シール性の低下等に起因して冷凍能力又は冷房能力が低下してしまい、一方、作動流体の冷媒溶解粘度が高すぎると、撹拌抵抗又は冷凍機の起動時の抵抗の増大等に伴い、消費エネルギーが増大してしまい、また、冷凍能力又は冷房能力が低下してしまうことが判明した。そして、本発明者らは、温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２〜４ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示す作動流体を用いることによって、消費エネルギーの抑制と冷凍能力又は冷房能力の向上とのバランスを確保でき、ＣＯＰの向上が可能となることを見出した。
【０００８】
また、本発明は、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを有する冷媒循環システムを備える冷凍機の製造方法であって、冷媒循環システム内に冷媒と冷凍機油とを充填する工程を備え、冷媒と冷凍機油とからなる作動流体は、温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２〜４ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示す、冷凍機の製造方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを有する冷媒循環システムを備え、冷媒循環システム内に冷媒と冷凍機油とが充填されている冷凍機のＣＯＰを向上させる方法であって、冷媒と冷凍機油とからなる作動流体として、温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２〜４ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示す作動流体を使用することによりＣＯＰを向上させる方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＣＯＰに優れる冷凍機及びその製造方法、並びにＣＯＰの向上方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】冷凍機の一実施形態を示す模式図である。
【図２】冷媒溶解粘度とＣＯＰとの関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、冷凍機の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、冷凍機１０は、圧縮機（冷媒圧縮機）１と、凝縮器（ガスクーラー）２と、膨張機構３（キャピラリ、膨張弁等）と、蒸発器（熱交換器）４とが流路５で順次接続された冷媒循環システム６を少なくとも備えている。
【００１４】
冷媒循環システム６においては、まず、圧縮機１から流路５内に吐出された高温（通常７０〜１２０℃）の冷媒が、凝縮器２にて高密度の流体（超臨界流体等）となる。続いて、冷媒は、膨張機構３が有する狭い流路を通ることによって液化し、さらに蒸発器４にて気化して低温（通常−４０〜０℃）となる。冷凍機１０による冷房は、冷媒が蒸発器４において気化する際に周囲から熱を奪う現象を利用している。
【００１５】
圧縮機１内においては、高温（通常７０〜１２０℃）条件下で、少量の冷媒と多量の冷凍機油とが共存する。圧縮機１から流路５に吐出される冷媒は、気体状であり、少量（通常１〜１０体積％）の冷凍機油をミストとして含んでいるが、このミスト状の冷凍機油中には少量の冷媒が溶解している（図１中の点ａ）。
【００１６】
凝縮器２内においては、気体状の冷媒が圧縮されて高密度の流体となり、比較的高温（通常５０〜７０℃）条件下で、多量の冷媒と少量の冷凍機油とが共存する（図１中の点ｂ）。さらに、多量の冷媒と少量の冷凍機油との混合物は、膨張機構３、蒸発器４に順次送られて急激に低温（通常−４０〜０℃）となり（図１中の点ｃ，ｄ）、再び圧縮機１に戻される。
【００１７】
このような冷凍機１０としては、自動車用エアコン、除湿器、冷蔵庫、冷凍冷蔵倉庫、自動販売機、ショーケース、化学プラント等における冷却装置、住宅用エアコンディショナー、パッケージエアコンディショナー、給湯用ヒートポンプ等が挙げられる。
【００１８】
冷媒循環システム６には、上述のとおり、冷媒と冷凍機油とが充填されている。冷媒及び冷凍機油は、冷媒と冷凍機油とからなる作動流体が温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２〜４ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示すようにそれぞれ適宜選択されればよい。
【００１９】
冷媒としては、飽和フッ化炭化水素（ＨＦＣ）冷媒、不飽和フッ化炭化水素（ＨＦＯ）冷媒、炭化水素冷媒、パーフルオロエーテル類等の含フッ素エーテル系冷媒、ビス（トリフルオロメチル）サルファイド冷媒、３フッ化ヨウ化メタン冷媒、及び、アンモニア（Ｒ７１７）、二酸化炭素（Ｒ７４４）等の自然系冷媒が挙げられる。
【００２０】
飽和フッ化炭化水素冷媒としては、好ましくは炭素数１〜３、より好ましくは１〜２の飽和フッ化炭化水素が用いられる。飽和フッ化炭化水素冷媒は、例えば、ジフルオロメタン（Ｒ３２）、トリフルオロメタン（Ｒ２３）、ペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（Ｒ１４３ａ）、１，１−ジフルオロエタン（Ｒ１５２ａ）、フルオロエタン（Ｒ１６１）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（Ｒ２２７ｅａ）、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（Ｒ２３６ｅａ）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン（Ｒ２３６ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（Ｒ２４５ｆａ）、及び１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（Ｒ３６５ｍｆｃ）のいずれかの１種又は２種以上の混合物であってよい。
【００２１】
飽和フッ化炭化水素冷媒としては、例えばＲ３２単独；Ｒ２３単独；Ｒ１３４ａ単独；Ｒ１２５単独；Ｒ１３４ａ／Ｒ３２＝６０〜８０質量％／４０〜２０質量％の混合物；Ｒ３２／Ｒ１２５＝４０〜７０質量％／６０〜３０質量％の混合物；Ｒ１２５／Ｒ１４３ａ＝４０〜６０質量％／６０〜４０質量％の混合物；Ｒ１３４ａ／Ｒ３２／Ｒ１２５＝６０質量％／３０質量％／１０質量％の混合物；Ｒ１３４ａ／Ｒ３２／Ｒ１２５＝４０〜７０質量％／１５〜３５質量％／５〜４０質量％の混合物；Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ／Ｒ１４３ａ＝３５〜５５質量％／１〜１５質量％／４０〜６０質量％の混合物などが特に好ましい例として挙げられる。さらに具体的には、Ｒ１３４ａ／Ｒ３２＝７０／３０質量％の混合物；Ｒ３２／Ｒ１２５＝６０／４０質量％の混合物；Ｒ３２／Ｒ１２５＝５０／５０質量％の混合物（Ｒ４１０Ａ）；Ｒ３２／Ｒ１２５＝４５／５５質量％の混合物（Ｒ４１０Ｂ）；Ｒ１２５／Ｒ１４３ａ＝５０／５０質量％の混合物（Ｒ５０７Ｃ）；Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝３０／１０／６０質量％の混合物；Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝２３／２５／５２質量％の混合物（Ｒ４０７Ｃ）；Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝２５／１５／６０質量％の混合物（Ｒ４０７Ｅ）；Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ／Ｒ１４３ａ＝４４／４／５２質量％の混合物（Ｒ４０４Ａ）などが好ましく用いられる。
【００２２】
不飽和フッ化炭化水素冷媒としては、フッ素数が３のフルオロエチレン及びフッ素数が３〜５のフルオロプロペンが挙げられる。不飽和フッ化炭化水素冷媒は、例えば、１，１，２−トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３）、１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｅ）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、１，２，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｅ）、及び３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｚｆ）のいずれかの１種又は２種以上の混合物であってよい。
【００２３】
炭化水素冷媒としては、炭素数１〜５の炭化水素が挙げられる。炭化水素冷媒は、例えば、メタン、エチレン、エタン、プロピレン、プロパン（Ｒ２９０）、シクロプロパン、ノルマルブタン、イソブタン、シクロブタン、メチルシクロプロパン、２−メチルブタン、及びノルマルペンタンのいずれかの１種又は２種以上の混合物であってよい。
【００２４】
冷媒は、８０℃以上及び３．４ＭＰａ以上の高温高圧条件を得やすい観点から、好ましくはジフルオロメタン（Ｒ３２）を含有し、より好ましくはジフルオロメタン（Ｒ３２）及びペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）を含有している。冷媒は、ジフルオロメタン、又はジフルオロメタン及びペンタフルオロエタンに加えて、上記の冷媒を更に含有していてよい。ジフルオロメタン、又はジフルオロメタン及びペンタフルオロエタンと共に用いられる冷媒は、好ましくは、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）若しくは（Ｚ））、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ１１２３）であってよい。
【００２５】
ジフルオロメタン、又はジフルオロメタン及びペンタフルオロエタンと共に用いられる冷媒の含有量は、冷媒全量基準で、例えば８０質量％以下であってよく、好ましくは３０〜６０質量％であってよい。
【００２６】
これらの中でも、冷媒としては、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ）が２３／２５／５２であるＲ３２とＲ１２５とＲ１３４ａとの混合冷媒（Ｒ４０７Ｃ）、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５／ＨＦＯ１２３４ｙｆ／Ｒ１３４ａ）が２４．３／２４．７／２５．３／２５．７であるＲ３２とＲ１２５とＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ１３４ａとの混合冷媒（Ｒ４４９Ａ）、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５／ＨＦＯ１２３４ｙｆ／Ｒ１３４ａ／ＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ））が２６／２６／２０／２１／７であるＲ３２とＲ１２５とＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ１３４ａとＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）との混合冷媒（Ｒ４４８Ａ）が好適に用いられる。
【００２７】
冷媒は、より好ましくは、ジフルオロメタン及びペンタフルオロエタンからなっている。冷媒中のジフルオロメタン（Ｒ３２）とペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）との質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５）は、例えば４０／６０〜７０／３０であってよい。このような冷媒としては、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５）が６０／４０である冷媒、質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５）が５０／５０である冷媒（Ｒ４１０Ａ）、及び質量比（Ｒ３２／Ｒ１２５）が４５／５５である冷媒（Ｒ４１０Ｂ）が好適に用いられ、Ｒ４１０Ａが特に好適に用いられる。
【００２８】
冷凍機油は、冷媒と混合された状態（作動流体）の温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａ）における冷媒溶解粘度が２〜４ｍｍ２／ｓとなるような冷凍機油であればよい。冷凍機油は、冷凍機油そのものの粘度に加えて、冷媒と冷凍機油との相溶性（溶解性）が冷凍機油の種類によって異なることを考慮して選定される必要がある。つまり、冷凍機油そのものの粘度と、冷媒に対する相溶性（溶解性）との両方において適切な冷凍機油を選定することにより、作動流体の冷媒溶解粘度が上記範囲内となる。
【００２９】
冷凍機油の４０℃における動粘度は、好ましくは２ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは１０ｍｍ２／ｓ以上、更に好ましくは２０ｍｍ２／ｓ以上であり、また、好ましくは１２５ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくは１００ｍｍ２／ｓ以下、更に好ましくは８０ｍｍ２／ｓ以下である。
【００３０】
冷凍機油の１００℃における動粘度は、好ましくは１ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは２ｍｍ２／ｓ以上、更に好ましくは３ｍｍ２／ｓ以上であり、また、好ましくは１１ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくは１０ｍｍ２／ｓ以下、更に好ましくは９ｍｍ２／ｓ以下である。
【００３１】
本発明における動粘度は、ＪＩＳ  Ｋ−２２８３：１９９３に準拠して測定される動粘度を意味する。
【００３２】
冷凍機油の冷媒溶解前後の粘度低下率（以下、単に「粘度低下率」ともいう）は、下記式（１）に従って算出される。
粘度低下率（％）＝（動粘度−冷媒溶解粘度）／動粘度×１００  …（１）
式（１）中、動粘度は冷凍機油の８０℃における動粘度（ｍｍ２／ｓ）を意味し、冷媒溶解粘度は冷媒と冷凍機油とからなる作動流体の温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａにおける冷媒溶解粘度（ｍｍ２／ｓ）を意味する。
【００３３】
粘度低下率が大きいほど冷凍機油に対して冷媒が溶け込みやすくなるが、冷凍機油が冷媒に溶け込みすぎると潤滑性が低下する傾向にあるため、冷凍機油の粘度低下率は、潤滑性に優れる観点から、好ましくは８５％以下、より好ましくは８０％以下である。冷凍機油の粘度低下率の下限値は、特に制限されないが、粘度低下率が小さいほど冷凍機油に対して冷媒が溶解しにくくなるため、相溶性の観点からは、６０％以上、７０％以上又は７５％以上であってよい。
【００３４】
冷凍機油の流動点は、好ましくは−１０℃以下、より好ましくは−２０℃以下であってよい。本発明における流動点は、ＪＩＳ  Ｋ２２６９−１９８７に準拠して測定された流動点を意味する。
【００３５】
上記のような特性を有する冷凍機油は、潤滑油基油と、必要に応じて添加剤とを含有している。潤滑油基油は、例えば炭化水素油又は含酸素油であってよい。炭化水素油としては、鉱油、オレフィン重合体、ナフタレン化合物、アルキルベンゼン等が挙げられる。含酸素油としては、モノエステル、ジエステル、ポリオールエステル、コンプレックスエステル等のエステル油、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、ポリフェニルエーテル、パーフルオロエーテル等のエーテル油が挙げられる。含酸素油は、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール及びポリビニルエーテルから選ばれる少なくとも１種を主成分とすることが好ましく、ポリオールエステル又はポリビニルエーテルを主成分とすることがより好ましい。潤滑油基油の含有量は、冷凍機油全量基準で、８０質量％以上、９０質量％以上又は９５質量％以上であってよい。
【００３６】
添加剤としては、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物等の酸捕捉剤、フェノール化合物、アミン化合物等の酸化防止剤、リン化合物、硫黄化合物等の極圧剤、エステル化合物等の油性剤、シリコーン化合物等の消泡剤、ベンゾトリアゾール化合物等の金属不活性化剤、リン化合物等の摩耗防止剤、ポリ（メタ）アクリレート化合物等の粘度指数向上剤などが挙げられる。添加剤の含有量は、冷凍機油全量基準で、５質量％以下又は２質量％以下であってよい。
【００３７】
作動流体における冷凍機油の含有量は、冷媒１００質量部に対して、１〜５００質量部であってよく、２〜４００質量部であってもよい。
【００３８】
作動流体の温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａにおける冷媒溶解粘度は、２〜４ｍｍ２／ｓであり、好ましくは、２〜３．９ｍｍ２／ｓ、２〜３．８ｍｍ２／ｓ、２〜３．６ｍｍ２／ｓ、２．１〜４ｍｍ２／ｓ、２．１〜３．９ｍｍ２／ｓ、２．１〜３．８ｍｍ２／ｓ、２．１〜３．６ｍｍ２／ｓ、２．２〜４ｍｍ２／ｓ、２．２〜３．９ｍｍ２／ｓ、２．２〜３．８ｍｍ２／ｓ、２．２〜３．６ｍｍ２／ｓ、２．４〜４ｍｍ２／ｓ、２．４〜３．９ｍｍ２／ｓ、２．４〜３．８ｍｍ２／ｓ、又は２．４〜３．６ｍｍ２／ｓである。
【００３９】
作動流体の冷媒溶解粘度は、以下の手順に従って測定される。まず、振動式粘度計を収容した２００ｍＬの耐圧容器に、冷媒循環システム６内に充填されている冷凍機油１００ｇを入れ、容器内を真空脱気した後、冷媒を加えて作動流体を調製する。このとき、温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件となるように、冷媒の圧力及び耐圧容器の温度を調整する。そして、容器内の作動流体の粘度を測定する。
【００４０】
冷凍機１０は、例えば、作動流体が温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２〜４ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示すような冷媒と冷凍機油とを、冷媒循環システム６内に充填する工程（充填工程）を備える製造方法により製造される。充填工程においては、冷媒及び冷凍機油をそれぞれ別個に冷媒循環システム６に充填してよい。充填工程以外の工程は、公知の冷凍機の製造方法と同様であってよい。
【００４１】
以上説明した冷凍機１０では、作動流体が温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２〜４ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示すような冷媒と冷凍機油とが冷媒循環システム６内に充填されていることによって、消費エネルギーの抑制と冷凍能力又は冷房能力の向上とのバランスを確保でき、ＣＯＰの向上が可能となる。ＣＯＰを向上させることが可能となる。
【００４２】
ここで、冷凍機１０のＣＯＰは、下記式（２）に従って算出される。冷凍機１０のＣＯＰは、下記式（３）に従って算出することもできる。
ＣＯＰ＝冷房能力（冷却量）［Ｗ］／消費エネルギー［Ｗ］    …（２）
ＣＯＰ＝（ｈ１−ｈ２）×Ｇ／Ｐ    …（３）
式（３）中、ｈ１は蒸発器（熱交換器）４の出口エンタルピ［Ｊ／ｋｇ］を表し、ｈ２は蒸発器（熱交換器）４の入口エンタルピ［Ｊ／ｋｇ］を表し、Ｇは冷媒循環システム６を循環する冷媒の質量流量［ｋｇ／ｓ］を表し、Ｐは冷媒循環システム６を駆動するモータ（図示せず）の動力（消費電力）［Ｗ］を表す。
【００４３】
図２は、冷媒としてジフルオロメタンを含む混合冷媒（例えばＲ４１０Ａ）を用い、冷凍機油として上記の好ましい動粘度を有する冷凍機油を用いたときの、作動流体の冷媒溶解粘度と冷凍機１０のＣＯＰとの関係の一例を示すグラフである。図２に示すように、作動流体の冷媒溶解粘度が２ｍｍ２／ｓ未満になると、シール性の低下等に起因して冷凍能力又は冷房能力が低下してしまい、所望のＣＯＰが得られなくなる。一方、作動流体の冷媒溶解粘度が４ｍｍ２／ｓを超えると、撹拌抵抗又は冷凍機の起動時の抵抗の増大等に伴い、消費エネルギーが増大してしまい、また、冷凍能力又は冷房能力が低下してしまうため、所望のＣＯＰが得られなくなる。したがって、冷媒循環システム６内に充填される冷媒と冷凍機油とからなる作動流体は、温度８０℃、絶対圧力３．４ＭＰａの条件において２〜４ｍｍ２／ｓの冷媒溶解粘度を示すことが必要であり、この場合、消費エネルギーの抑制と冷凍能力又は冷房能力の向上とを両立でき、優れたＣＯＰが実現可能となる。特に、冷媒溶解前後の粘度低下率が７０〜８０％の冷凍機油は、冷凍機油と冷媒との相溶性及び潤滑性の両立もしやすく、好ましいものであった。
【符号の説明】
【００４４】
１…圧縮機、２…凝縮器、３…膨張機構、４…蒸発器、５…流路、６…冷媒循環システム、１０…冷凍機。
【図１】
0006736019.tif 000002
【図２】
0006736019.tif 000003