(57)【要約】【課題】温暖化係数が低い冷媒を使用し、雰囲気温度が５０℃を超える運転条件でも、エネルギー効率が高く、信頼性を向上させた空気調和機を提供する。【解決手段】Ｒ３２とＨＦＯ−１２３４ｙｆまたは、ＨＦＯ−１２３４ｚｅを主成分とする混合冷媒で、Ｒ３２の濃度が６０％以下の混合冷媒を封入し、当該冷媒が圧縮機１、凝縮器３、減圧器４、蒸発器６を接続して構成した冷凍サイクル内を循環する構成とし、かつ、冷凍サイクルは、５０℃を超える雰囲気温度で、冷媒が凝縮する構成としてある。これにより、雰囲気温度が５０℃以上の場合でも、高効率で圧縮機の吐出温度が、現在使用しているＲ−４１０Ａと同等となり、冷凍サイクルの信頼性を向上させることができるし、冷媒の温暖化係数が低いため、冷媒が大気中に漏れた場合でも温暖化影響を少なくすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ３２とＨＦＯ−１２３４ｙｆまたは、ＨＦＯ−１２３４ｚｅを主成分とする混合冷媒で、Ｒ３２の濃度が７０％以下の混合冷媒を封入し、当該冷媒が圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を接続して構成した冷凍サイクル内を循環する構成とし、かつ、前記冷凍サイクルは、５０℃を超える雰囲気温度で、冷媒が凝縮する構成としたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
凝縮器における凝縮冷媒の飽和温度が６０℃を超えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
冷媒として、地球温暖化係数が３以上、５００以下となる冷媒を用いたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項４】
圧縮機に用いる冷凍機油として、ポリオキシアルキレングリコール類、ポリビニルエーテル類、ポリ（オキシ）アルキレングリコールまたはそのモノエーテルとポリビニルエーテルの共重合体、ポリオールエステル類、及びポリカーボネート類のいずれかの含酸素化合物を主成分とする合成油か、アルキルベンゼン類やαオレフィン類を主成分とする合成油、または鉱油を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は温暖化係数が低い冷媒を用いた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、開発途上国の空気調和機などの冷媒には、Ｒ−２２が使用されているが、オゾン層を破壊するＨＣＦＣであるため、モントリオール議定書により削減対象となっている。
【０００３】
そのため、ＨＣＦＣ代替で、オゾン層を破壊しない冷媒として先進国で使用されているＨＦＣ冷媒Ｒ−４１０Ａの使用が検討されているが、Ｒ−４１０Ａを使用する空調機において、雰囲気温度が４０°Ｃ以上となるような運転条件では、運転効率が低下するため、送風ファンの風速を上げ、凝縮温度を低下させて効率低下を防止している。（特許文献１）。
【０００４】
図３は特許文献１の冷凍サイクル図を示し、圧縮機１０１、室外熱交換器１０２、減圧器１０３、室内熱交換器１０４、室外ファン１０５で冷凍サイクルを構成し、雰囲気温度が４０°Ｃ以上となる運転条件では制御部１０６が室外ファン１０５の風速をあげるように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６０１１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の空気調和機では、雰囲気温度が５０℃を超える運転条件では、送風ファンの風速を上げても、凝縮温度低減による運転効率改善と、送風ファンの消費電力増加等による効率低下が相殺され、運転効率の改善につながらないという課題があった。また、Ｒ−４１０Ａの臨界温度は７１．３℃と、Ｒ２２の臨界温度と比べて、かなり低く、雰囲気温度が５０℃を超える運転条件では、凝縮器におけるＲ−４１０Ａの凝縮温度が、Ｒ−４１０Ａの臨界温度（７１．３℃）近傍まで上昇し、凝縮潜熱が小さい状態で凝縮するため、凝縮器の効率が低下し、その結果、空気調和機の性能が低下するという冷媒の熱物性に起因する課題があった。
【０００７】
また、Ｒ−４１０Ａは温暖化係数（ＧＷＰ）が２０８８と高く、冷媒が大気中に漏れた場合の温暖化影響が大きいという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明は上記従来の課題に鑑みてなしたもので、温暖化係数が低い冷媒を使用し、雰囲気温度が５０℃を超える運転条件でも、運転効率の高い空気調和機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】
本発明は、Ｒ−３２とＨＦＯ−１２３４ｙｆまたは、ＨＦＯ−１２３４ｚｅを主成分とする混合冷媒で、Ｒ−３２の濃度が７０％以下の混合冷媒を封入し、当該冷媒が圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を接続して構成した冷凍サイクル内を循環する構成とし、かつ、前記冷凍サイクルは、５０℃を超える雰囲気温度で、冷媒が凝縮する構成としてある。
【００１０】
これによって、５０℃を超える雰囲気温度の場合に、送風ファンの風速を上げるなどし
てその凝縮温度を低下させるという効率低下動作をさせる必要がなくなり、Ｒ−４１０Ａと比べてエネルギー効率が高く、しかも圧縮機の吐出温度はＲ−４１０Ａと同等の吐出温度となり、信頼性の向上に貢献することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、雰囲気温度が５０℃以上の場合でも、高効率で圧縮機の吐出温度が、現在使用しているＲ−４１０Ａと同等となり、冷凍サイクルの信頼性を向上させることができる。また、温暖化係数の低い冷媒を使用するため、冷媒が大気中に漏れた場合でも温暖化影響を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル図
【図２】同実施の形態１における冷媒の吐出温度と効率の関係を示す図
【図３】従来の空気調和機の冷凍サイクル図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、Ｒ３２とＨＦＯ−１２３４ｙｆまたは、ＨＦＯ−１２３４ｚｅを主成分とする混合冷媒で、Ｒ３２の濃度が７０％以下の混合冷媒を封入し、当該冷媒が圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を接続して構成した冷凍サイクル内を循環する構成とし、かつ、前記冷凍サイクルは、５０℃を超える雰囲気温度で、冷媒が凝縮する構成としてある。これによって、５０℃を超える雰囲気温度の場合に、送風ファンの風速を上げるなどしてその凝縮温度を低下させるという効率低下動作をさせる必要がなくなり、Ｒ−４１０Ａと比べてエネルギー効率が高く、しかも同等の吐出温度となり、信頼性が向上する。
【００１４】
第２の発明は、凝縮器における凝縮冷媒の飽和温度が６０℃を超える状態で使用される構成としてあり、凝縮冷媒の飽和温度が６０℃を超えても、Ｒ−４１０Ａと比べてエネルギー効率が高く、しかも同等の吐出温度となり、信頼性が向上する。
【００１５】
第３の発明は、第１または第２の発明において、地球温暖化係数が３以上、５００以下となるように、望ましくは３５０以下、さらに望ましくは１５０以下となる冷媒を用いたもので、低ＧＷＰ冷媒でエネルギー効率の高い運転が可能なため、地球温暖化防止に貢献することができる。
【００１６】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、圧縮機に用いる冷凍機油として、ポリオキシアルキレングリコール類、ポリビニルエーテル類、ポリ（オキシ）アルキレングリコールまたはそのモノエーテルとポリビニルエーテルの共重合体、ポリオールエステル類、及びポリカーボネート類のいずれかの含酸素化合物を主成分とする合成油か、アルキルベンゼン類やαオレフィン類を主成分とする合成油、または鉱油を用いたもので、空気調和機の信頼性の向上に貢献することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における空気調和機の冷凍サイクル図である。
【００１９】
図１において、この空気調和は、冷媒を圧縮する圧縮機１、冷房暖房運転時の冷媒回路を切り替える四方弁２、冷媒と外気の熱を交換する室外熱交換器３、冷媒を減圧する減圧器４で室外機５を構成し、冷媒と室内空気の熱を交換する室内熱交換器６を有す室内機７と、室内機７と室外機５とを液側接続冷媒配管８、ガス側接続冷媒配管９で環状に接続し
て構成してある。
【００２０】
本実施例による冷暖房装置を構成する冷媒回路には、ジフルオロメタン（Ｒ−３２）をベース成分とし、Ｒ−３２の濃度が７０％以下で、テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆまたはＨＦＯ−１２３４ｚｅ）を混合し、地球温暖化係数が３以上、５００以下となるように、望ましくは３５０以下、さらに望ましくは１５０以下となるようにそれぞれ２成分混合もしくは３成分混合した冷媒を使用している。
【００２１】
空気調和機運転時には、圧縮機１によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって室外熱交換器３に送られる。そして、外気と熱交換して放熱し、高圧の液冷媒となり、減圧器４に送られる。減圧器４では減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、液側接続冷媒配管８を通って室内機７に送られる。室内機７では、冷媒は室内熱交換器６に入り室内空気と熱交換して吸熱し、蒸発気化して低温のガス冷媒となる。この時室内空気は冷却されて室内を冷房する。さらに冷媒はガス側接続冷媒配管９を通って、室外機５に戻り、圧縮機１に戻される。
【００２２】
次に、本実施例による空気調和機が、雰囲気温度が４５℃以上での動作について説明する。
【００２３】
表１および図２は室内乾球温度３２℃、湿球温度２３℃、室外乾球温度５５℃の条件での、冷媒をＲ−４１０Ａ、Ｒ−３２、Ｒ−３２／ＨＦＯ−１２３４ｙｆ＝７０／３０ｗｔ％、５０／５０ｗｔ％、とした場合の、冷凍サイクル特性を示したものである。Ｒ−４１０Ａの実測データを基に、圧縮機の圧縮機効率を同一として、算出した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
この結果から、効率（ＣＯＰ）はＲ−３２が最も高いが、吐出温度が、Ｒ−４１０Ａと比較して２３ｄｅｇも高くなる。Ｒ３２／ＨＦＯ−１２３４ｙｆ＝７０／３０ｗｔ％は、吐出温度はＲ−４１０Ａより８ｄｅｇ高くなるが、効率は１７％高くなり、吐出温度が１１４℃であるので、Ｒ−２２やＲ−４１０Ａ機器で使用していたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルム等の圧縮機のモータ用耐熱絶縁材料や、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）又はポリイミド等のモータ巻線の耐熱絶縁被覆材料、弁などに使用されている樹脂材料やエラストマー等がそのまま使用できる。また、Ｒ３２／ＨＦＯ−１２３４ｙｆ＝５０／５０ｗｔ％は、吐出温度はＲ−４１０Ａと同等で、効率は１３％％高くなり、樹脂材料やエラストマーに対する信頼性は、Ｒ−４１０Ａと同等となり、効率も改善する。
【００２６】
したがって、雰囲気温度が５０℃を超える運転条件でも、信頼性が高く、運転効率の高い空気調和機を提供することができる。すなわち、５０℃を超える雰囲気温度の場合であっても、送風ファンの風速を上げるなどしてその凝縮温度を低下させるという効率低下動作をさせることなく、Ｒ−４１０Ａと同等レベルの運転効率と信頼性が確保できる。
【００２７】
なお、圧縮機に用いる冷凍機油として、ポリオキシアルキレングリコール類、ポリビニ
ルエーテル類、ポリ（オキシ）アルキレングリコールまたはそのモノエーテルとポリビニルエーテルの共重合体、ポリオールエステル類、及びポリカーボネート類のいずれかの含酸素化合物を主成分とする合成油か、アルキルベンゼン類やαオレフィン類を主成分とする合成油、または鉱油を用いるもので、空気調和機の信頼性のさらなる向上に貢献することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明によれば、凝縮温度が高い過負荷運転条件において、エネルギー効率の向上と信頼性の向上を図ることができ、低ＧＷＰ冷媒を使用する冷凍サイクルを有すヒートポンプ温水暖房機等さまざまな機器に搭載可能であり、温暖化防止に貢献することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  圧縮機
２  四方弁
３  室外熱交換器（凝縮器）
４  減圧器
５  室外機
６  室内熱交換器（蒸発器）
７  室内機
８  液側接続冷媒配管
９  ガス側接続冷媒配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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