(57)【要約】【課題】Ｒ４１０ＡかつＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２と同等以上の理論ＣＯＰを、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２よりも低いＧＷＰで実現する混合冷媒組成物を用いた冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル装置は、ＨＦＯの１，１，２−トリフルオロエチレンと、ＨＦＣのジフルオロメタンと、ＨＦＯの２，３，３，３−テトラフルオロプロペンと、を含有し、これら三成分の質量比が、該三成分を頂点とする三角組成図において、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／９８／１ｍａｓｓ％で特定される点Ａ、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／６７／１ｍａｓｓ％で特定される点Ｂ、及び、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／５０／４９ｍａｓｓ％で特定される点Ｃ、の三点を頂点とする三角形の範囲内にある混合冷媒組成物を用いたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と熱源側熱交換器と絞り装置と負荷側熱交換器とを配管接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路に混合冷媒組成物を循環させる冷凍サイクル装置であって、
前記混合冷媒組成物は、
ＨＦＯの１，１，２−トリフルオロエチレンと、ＨＦＣのジフルオロメタンと、ＨＦＯの２，３，３，３−テトラフルオロプロペンと、を含有した混合冷媒組成物であって、
これら三成分の質量比が、該三成分を頂点とする三角組成図において、
ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／９８／１ｍａｓｓ％で特定される点Ａ、
ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／６７／１ｍａｓｓ％で特定される点Ｂ、
及び、
ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／５０／４９ｍａｓｓ％で特定される点Ｃ、
の三点を頂点とする三角形の範囲内にある
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
圧縮機と熱源側熱交換器と絞り装置と負荷側熱交換器とを配管接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路に混合冷媒組成物を循環させる冷凍サイクル装置であって、
前記混合冷媒組成物は、
ＨＦＯの１，１，２−トリフルオロエチレンと、ＨＦＣのジフルオロメタンと、ＨＦＯの２，３，３，３−テトラフルオロプロペンと、を含有した混合冷媒組成物であって、
これら三成分の質量比が、該三成分を頂点とする三角組成図において、
ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／９８／１ｍａｓｓ％で特定される点Ａ、
ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／６７／１ｍａｓｓ％で特定される点Ｂ、
及び、
ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／５８／４１ｍａｓｓ％で特定される点Ｃ’、
の三点を頂点とする三角形の範囲内にある
冷凍サイクル装置。
【請求項３】
圧縮機と熱源側熱交換器と絞り装置と負荷側熱交換器とを配管接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路に混合冷媒組成物を循環させる冷凍サイクル装置であって、
前記混合冷媒組成物は、
ＨＦＯの１，１，２−トリフルオロエチレンと、ＨＦＣのジフルオロメタンと、ＨＦＯの２，３，３，３−テトラフルオロプロペンと、を含有した混合冷媒組成物であって、
これら三成分の質量比が、該三成分を頂点とする三角組成図において、
ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１１／６８／２１ｍａｓｓ％で特定される点Ｇを中心として、この点Ｇから三成分の各成分の組成のずれが１ｍａｓｓ％以下の範囲にある
冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記混合冷媒組成物は、前記点Ｇから三成分の各成分の組成のずれが０．５ｍａｓｓ％以下の範囲にある
請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記混合冷媒組成物は、冷凍機油を含む
請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷凍機油が、
鉱油、アルキルベンゼン、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル及びポリオールエステルからなる群より選択されるすくなくとも一つである
請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記冷凍機油の４０℃における動粘度が５〜１５０ｍｍ２／ｓである
請求項５又は６に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
圧縮機と熱源側熱交換器と絞り装置と負荷側熱交換器とを配管接続した冷媒回路を有している冷凍サイクル装置を用意して、前記冷媒回路に循環している冷媒を、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の前記混合冷媒組成物に入れ替えることによって前記冷凍サイクル装置を製造する
冷凍サイクル装置の製造方法。
【請求項９】
前記冷媒回路を循環している前記冷媒がＲ４１０Ａであり、前記Ｒ４１０Ａを請求項１〜７のいずれか一項に記載の前記混合冷媒組成物に入れ替える
請求項８に記載の冷凍サイクル装置の製造方法。
【請求項１０】
前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器が収納されている既設の室外機を、請求項１〜７のいずれか一項に記載の前記混合冷媒組成物用の室外機に置き換え、
前記負荷側熱交換器が収容されている室内機及び前記室外機から前記室内機までの配管の少なくとも一部は置き換えずに流用する
請求項８または９に記載の冷凍サイクル装置の製造方法。
【請求項１１】
前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器と室外機に収納し、
前記絞り装置及び前記負荷側熱交換器を室内機に収納し、
前記室外機と前記室内機とを延長配管で接続したものにおいて、
前記延長配管の長さが３０〜１５０ｍである
請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
Ｒ４１０Ａを作動流体として使用している既設の冷凍サイクル装置を流用する冷凍サイクル装置のドロップイン方法であって、
前記Ｒ４１０Ａの代替として、前記Ｒ４１０Ａを設計圧力が現行冷媒Ｒ４１０Ａと同等である請求項１〜７のいずれか一項に記載の前記混合冷媒組成物に入れ替える
冷凍サイクル装置のドロップイン方法。
【請求項１３】
Ｒ４１０Ａを作動流体として使用している既設の冷凍サイクル装置を構成している配管および室内機を流用する冷凍サイクル装置のリプレース方法であって、
前記Ｒ４１０Ａの代替として、前記Ｒ４１０Ａを設計圧力が現行冷媒Ｒ４１０Ａと同等である請求項１〜７のいずれか一項に記載の前記混合冷媒組成物に入れ替え、前記既設の冷凍サイクルを構成している室外機を前記混合冷媒組成物用の室外機に置き換える
冷凍サイクル装置のリプレース方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合冷媒組成物を用いた冷凍サイクル装置、冷凍サイクル装置の製造方法、混合冷媒組成物を既設の設備に用いた冷凍サイクル装置のドロップイン方法、及び、冷凍サイクル装置のリプレース方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置等の冷凍サイクル装置に用いる冷媒としては、例えば、クロロフルオロカーボン（以下、ＣＦＣと称する）、ハイドロクロロフルオロカーボン（以下、ＨＣＦＣと称する）が用いられてきた。これらのＣＦＣおよびＨＣＦＣは、オゾン層破壊の寄与が指摘され、現在、規制の対象となっている。
【０００３】
このため、現在ではオゾン層を破壊しない（オゾン層破壊係数ＯＤＰ＝０である）ハイドロフルオロカーボン（以下、ＨＦＣと称する）、特にＲ４１０Ａが広く空気調和装置に用いられている。しかし、ＨＦＣは、地球温暖化の寄与が指摘され、規制が制定されつつある。そのため、オゾン層破壊係数ＯＤＰがゼロ、かつ地球温暖化への影響が少ない（地球温暖化係数ＧＷＰが低い）空気調和装置に用いられる冷媒の開発が急務となっている。
【０００４】
オゾン層破壊係数ＯＤＰがゼロ、かつ地球温暖化係数ＧＷＰが低い空気調和装置に用いられる冷媒としては、ハイドロフルオロオレフィンが挙げられ、例えば１，１，２−トリフルオロエチレン（以下、ＨＦＯ１１２３と称する）とＨＦＣのジフルオロメタン（以下、ＨＦＣ３２と称する）を混合したＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２混合冷媒を用いた空気調和装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１５７７６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷房運転時において、空気調和装置を構成する室外機内に設置された熱交換器では、外気温度よりも高い凝縮温度の冷媒が流れ、空気と熱交換を行う。高外気温地域においては、外気温度が高温となる場合がある。熱交換器の性能にも依存するが、凝縮温度は外気温度よりも１５Ｋ程高くなる。例えば、気温が５０℃の場合においては、凝縮温度は６５℃程度になる。
【０００７】
ＨＦＯ１１２３の臨界温度は、現行の空気調和装置に使用されているＲ４１０Ａよりも１３Ｋ低い５８．７℃である。このため、凝縮温度が高い条件では、凝縮温度が臨界温度に近接するか、または超えてしまう。臨界温度に近接した場合、消費電力１ｋＷ当たりの能力を表す理論ＣＯＰが、蒸発潜熱が小さくなるため悪化する。高外気温地域では冷房運転時間が長くなるため、理論ＣＯＰの悪化により、消費電力が増大する。また、ＨＦＯ１１２３は、蒸発潜熱が小さいために冷媒流量が増大し、冷媒の搬送動力が増大する傾向がある。冷媒の搬送動力の増大を抑制するためには、機器の大型化が必要となる。
【０００８】
このため、臨界温度が７８．１℃と高いＲ３２を混合することにより、混合後の臨界温度を高くし、理論ＣＯＰを改善し、機器の大型化を阻止することが考えられる。しかしながら、ＧＷＰが高いＨＦＣ３２を混合するため、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２混合冷媒のＧＷＰが増大してしまう。
【０００９】
本発明は、高外気温下など凝縮温度の設定が高い使用条件下であっても、Ｒ４１０ＡかつＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２と同等以上の理論ＣＯＰを、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２よりも低いＧＷＰで実現する混合冷媒組成物を用いる冷凍サイクル装置、冷凍サイクル装置の製造方法、冷凍サイクル装置のドロップイン方法、及び、冷凍サイクル装置のリプレース方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と熱源側熱交換器と絞り装置と負荷側熱交換器とを配管接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路に混合冷媒組成物を循環させる冷凍サイクル装置であって、
前記混合冷媒組成物は、ＨＦＯの１，１，２−トリフルオロエチレンと、ＨＦＣのジフルオロメタンと、ＨＦＯの２，３，３，３−テトラフルオロプロペンと、を含有した混合冷媒組成物であって、これら三成分の質量比が、該三成分を頂点とする三角組成図において、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／９８／１ｍａｓｓ％で特定される点Ａ、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／６７／１ｍａｓｓ％で特定される点Ｂ、及び、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／５０／４９ｍａｓｓ％で特定される点Ｃ、の三点を頂点とする三角形の範囲内にあるものである。
【００１１】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と熱源側熱交換器と絞り装置と負荷側熱交換器とを配管接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路に混合冷媒組成物を循環させる冷凍サイクル装置であって、
前記混合冷媒組成物は、ＨＦＯの１，１，２−トリフルオロエチレンと、ＨＦＣのジフルオロメタンと、ＨＦＯの２，３，３，３−テトラフルオロプロペンと、を含有した混合冷媒組成物であって、これら三成分の質量比が、該三成分を頂点とする三角組成図において、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／９８／１ｍａｓｓ％で特定される点Ａ、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／６７／１ｍａｓｓ％で特定される点Ｂ、及び、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／５８／４１ｍａｓｓ％で特定される点Ｃ’、の三点を頂点とする三角形の範囲内にあるものである。
【００１２】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と熱源側熱交換器と絞り装置と負荷側熱交換器とを配管接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路に混合冷媒組成物を循環させる冷凍サイクル装置であって、
前記混合冷媒組成物は、ＨＦＯの１，１，２−トリフルオロエチレンと、ＨＦＣのジフルオロメタンと、ＨＦＯの２，３，３，３−テトラフルオロプロペンと、を含有した混合冷媒組成物であって、これら三成分の質量比が、該三成分を頂点とする三角組成図において、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１１／６８／２１ｍａｓｓ％で特定される点Ｇを中心として、この点Ｇから三成分の各成分の組成のずれが１ｍａｓｓ％以下の範囲にあるものである。
【００１３】
本発明に係る冷凍サイクル装置の製造方法は、圧縮機と熱源側熱交換器と絞り装置と負荷側熱交換器とを配管接続した冷媒回路を有している冷凍サイクル装置を用意して、前記冷媒回路に循環している冷媒を、上記の混合冷媒組成物に入れ替えることで行う。
【００１４】
本発明に係る冷凍サイクル装置のドロップイン方法は、Ｒ４１０Ａを作動流体として使用している既設の冷凍サイクル装置を流用する冷凍サイクル装置のドロップイン方法であって、前記Ｒ４１０Ａの代替として、前記Ｒ４１０Ａを設計圧力が現行冷媒Ｒ４１０Ａと同等である上記の混合冷媒組成物に入れ替えるものである。
【００１５】
本発明に係る冷凍サイクル装置のリプレース方法は、Ｒ４１０Ａを作動流体として使用している既設の冷凍サイクル装置を構成している配管および室内機を流用する冷凍サイクル装置のリプレース方法であって、前記Ｒ４１０Ａの代替として、前記Ｒ４１０Ａを設計圧力が現行冷媒Ｒ４１０Ａと同等である上記の混合冷媒組成物に入れ替え、前記既設の冷凍サイクルを構成している室外機を前記混合冷媒組成物用の室外機に置き換えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、Ｒ４１０ＡかつＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２と同等以上の理論ＣＯＰを、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２よりも低いＧＷＰで実現することができる。
【００１７】
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、Ｒ４１０Ａに対して性能改善を図ることができ、Ｒ４１０Ａの代替としてドロップイン及びリプレースが可能である。
【００１８】
本発明に係る冷凍サイクル装置のドロップイン方法及びリプレース方法によれば、設計圧力が現行冷媒Ｒ４１０Ａと同等である上記の混合冷媒組成物を既設の設備に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物のＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成比を説明するための説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物のＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成比を説明するための説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物のＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成比を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物のＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成比を説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を模式的に記載した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の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。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、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、これらの記載に限定されるものではない。
【００２１】
実施の形態１．
図１〜図４は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒として使用する混合冷媒組成物のＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成比を説明するための説明図である。図１〜図４に基づいて、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物の組成比の一例について説明する。また、以下の説明において、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物を、単に「冷媒」として表記する場合もある。冷凍サイクル装置は図５に示されるのと同様に、圧縮機１と、冷媒流路切替装置２と、熱源側熱交換器３と、絞り装置４と、負荷側熱交換器５とが順次配管で接続されることで形成される冷媒回路２０を有している。混合冷媒組成物は冷媒回路２０を巡回する。
【００２２】
［混合冷媒組成物］
本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物は、
ＨＦＯの１，１，２−トリフルオロエチレン（ＨＦＯ１１２３）と、
ＨＦＣのジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）と、
ＨＦＯの２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）と、を含有し、
点Ａ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／９８／１ｍａｓｓ％）；
点Ｂ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／６７／１ｍａｓｓ％）；
及び
点Ｃ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／５０／４９ｍａｓｓ％）
の三点を頂点とする三角形の範囲内にある組成比で構成されている。
【００２３】
図１には、点Ａ、点Ｂ及び点Ｃで示されるＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆを各頂点とする三角組成図（質量比）が示されている。
ＨＦＯ１１２３及びＨＦＣ３２の２成分の理論ＣＯＰがＲ４１０Ａと同等以上となる領域は、三角組成図において該二成分の質量比（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２＝ａ／ｂ  ｍａｓｓ％）が、
１≦ａ≦３２
ｂ＝１００−ａ
で示される範囲である。
【００２４】
ＨＦＯ１１２３、ＨＦＣ３２及びＨＦＯ１２３４ｙｆの３成分の理論ＣＯＰがＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２と同等以上となる領域Ａは、三角組成図において該三成分の質量比（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝ｘ／ｙ／ｚ  ｍａｓｓ％）が、
１≦ｘ≦ａ
ｙｍｉｎ＝−１．４２ａ＋９５．４２
ｙｍａｘ＝ｂ−１
ｙ≧（ｙｍａｘ−ｙｍｉｎ）／（ａ−１）×ｘ＋（ｙｍｉｎ×ａ―ｙｍａｘ）／（ａ−１）
ｚ＝１００−ｘ−ｙ
で示される範囲である。
【００２５】
また、ＨＦＯ１１２３、ＨＦＣ３２及びＨＦＯ１２３４ｙｆの３成分のＧＷＰ値がＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２よりも低くなる領域Ｂは、三角組成図において該三成分の質量比（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝ｘ／ｙ／ｚ  ｍａｓｓ％）が、
１≦ｘ≦ａ
ｙ≦ｂ−１
ｚ＝１００−ｘ−ｙ
で示される範囲である。
【００２６】
上記、領域Ａと領域Ｂの重複する領域が、Ｒ４１０ＡかつＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２と同等以上の理論ＣＯＰを、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２よりも低いＧＷＰとなる組成である。
【００２７】
例えば、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２の二成分の質量比が、
ａ＝３２ｍａｓｓ％、
ｂ＝６８ｍａｓｓ％
となる、ＧＷＰが４５９、理論ＣＯＰがＲ４１０Ａ比１００％となる冷媒に対して、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２と同等以上の理論ＣＯＰを、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２よりも低いＧＷＰで実現するＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆの三成分の領域Ａは、
１≦ｘ≦３２
ｙｍｉｎ＝５０
ｙｍａｘ＝６７
ｙ≧（６７−５０）／（３２−１）×ｘ＋（５０×３２―６７）／（３２−１）
ｚ＝１００−ｘ−ｙ
となり、
点Ａ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／９８／１ｍａｓｓ％）；
点Ｂ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／６７／１ｍａｓｓ％）；
及び
点Ｃ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／５０／４９ｍａｓｓ％）の三点を頂点とする三角形の範囲となる。
【００２８】
ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２と同等以上の理論ＣＯＰを、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２よりも低いＧＷＰで実現するＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆの三成分の領域Ｂは、
１≦ｘ≦３２
ｙ≦６７
ｚ＝１００−ｘ−ｙ
となり、
点Ｂ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／６７／１ｍａｓｓ％）；
点Ｄ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／６７／３２ｍａｓｓ％）；
点Ｅ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／１／９８ｍａｓｓ％）；
及び
点Ｆ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／１／６７ｍａｓｓ％）の四点を頂点とする四角形の範囲となる。
【００２９】
領域Ａと領域Ｂの重複する領域は、
点Ｂ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／６７／１ｍａｓｓ％）；
点Ｃ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／５０／４９ｍａｓｓ％）；
及び
点Ｄ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／６７／３２ｍａｓｓ％）；
の三点を頂点とする三角形の範囲となる（図２参照）。
【００３０】
つまり、Ｒ４１０ＡかつＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２と同等以上の理論ＣＯＰを、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２よりも低いＧＷＰとなる組成の内、もっともＧＷＰの低い組成は、ＧＷＰが３３９、理論ＣＯＰがＲ４１０Ａ比１００％となる
点Ｃ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／５０／４９ｍａｓｓ％）；である。
【００３１】
また、もっとも理論ＣＯＰが高い組成は、ＧＷＰが４５４、理論ＣＯＰがＲ４１０Ａ比１０４％となる点Ｄ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／６７／３２ｍａｓｓ％）；である。
【００３２】
本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物の理論ＣＯＰは、Ｒ４１０Ａに対して、ＨＦＯ１１２３の割合ａが３２ｍａｓｓ％以下であればＲ４１０Ａが１００％以上、２１ｍａｓｓ％以下であれば１０３％以上、１１ｍａｓｓ％以下であれば１０６％以上となる。
【００３３】
また、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物は、
ＨＦＯの１，１，２−トリフルオロエチレン（ＨＦＯ１１２３）と、
ＨＦＣのジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）と、
ＨＦＯの２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（以下、ＨＦＯ１２３４ｙｆ）と、を含有し、
点Ａ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／９８／１ｍａｓｓ％）；
点Ｂ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝３２／６７／１ｍａｓｓ％）；
及び
点Ｃ’（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１／５８／４１ｍａｓｓ％）の三点を頂点とする三角形の範囲内にある組成物であってもよい。
【００３４】
図３には、点Ａ、点Ｂ及び点Ｃ’で示されるＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆを各頂点とする三角組成図（質量比）が示されている。点Ｃを点Ｃ’とすることにより、配管の圧力損失、つまり搬送動力の増大を抑制できるため、機器の大型化を阻止することができるため、好ましい。
さらに、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物は、
点Ｇ（ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ＝１１／６８／２１ｍａｓｓ％）；
の組成物であってもよい。
【００３５】
図４には、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆを各頂点とする三角組成図（質量比）における点Ｇを示す。点Ｇの混合冷媒組成物を冷凍サイクル装置の冷媒として使用することにより、飽和温度６５℃の飽和圧力つまり設計圧力が、現行冷媒Ｒ４１０Ａと同等となり、既に設置された現行冷媒Ｒ４１０Ａの冷凍サイクル装置の全体又は一部を流用することができ、コストを低減することができるため、好ましい。さらに、点Ｇの混合冷媒組成物を冷凍サイクル装置の冷媒として使用することにより、冷媒使用量を抑制することができるため、好ましい。
【００３６】
なお、点Ｇに対して各成分が±１ｍａｓｓ％の範囲内でずれた場合であっても、おおむね同様の効果が得られるので、各成分のずれが±１ｍａｓｓ％以下（または未満）の範囲で点Ｇに近い組成比としてもよい。また、各成分のずれが±０．５ｍａｓｓ％以下（または未満）の範囲で点Ｇに近い組成とするとさらによい。
【００３７】
本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物は、ＨＦＯ１１２３、ＨＦＣ３２及びＨＦＯ１２３４ｙｆを含有する。なお、本発明の主要な効果を妨げない限り、冷媒としてＨＦＯ１２３４ｙｆとは別の冷媒、例えばＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）などの冷媒を含んでいてもよい。この場合、本発明の主要な効果を妨げない限り、別の冷媒の種類、及び冷媒の質量比は、適宜選択及び設定することができる。
【００３８】
［冷凍機油］
本発明の実施の形態１に係る今後冷媒組成物は、さらに冷凍機油を含んで構成してもよい。冷凍機油としては、一般に使用される冷凍機油を使用することができる。冷凍空調機器の特性及び冷媒との相性（例えば、相溶性、溶解性及び電気絶縁性など）の点から優れた冷凍機油を適宜選択することができる。例えば、鉱油、アルキルベンゼン（ＡＢ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）及びポリオールエステル（ＰＯＥ）等からなる群より選択されるすくなくとも一つを冷凍機油として選択してもよい。冷凍機油の冷媒に対する質量比は、通常１０ｍａｓｓ％〜４０ｍａｓｓ％であるが、これに限定するものではなく、適宜設定することができる。
【００３９】
冷凍機油は、４０℃における動粘度が５〜１５０ｍｍ２／ｓであるものを選択することができる。冷凍サイクルを構成する要素機器である圧縮機の摺動部の潤滑の点では、この範囲であることが好ましいが、この範囲に限定するものではない。上記に例示した冷凍機油を適用することにより、冷凍サイクル内の圧縮機の潤滑を保証することができる。
【００４０】
［使用方法］
本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物は、現行冷媒Ｒ４１０Ａの代替冷媒として使用することが可能である。
具体的には、Ｒ４１０Ａを作動流体として使用し、家庭用エアコンやビル用マルチエアコンなどの冷凍サイクルを利用して空調を行う空気調和装置等の冷凍サイクル装置に本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物を用いることができる。
【００４１】
本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物は、上記のような空気調和装置の運転範囲から推測される凝縮温度が３０〜６５℃である冷凍サイクルを運転するために使用することができる。
一般に、凝縮温度が６５℃のような高い条件では、凝縮温度が臨界温度に近接するか、または超える。臨界温度に近接した場合において、消費電力１ｋＷ当たりの能力を表す理論ＣＯＰは、蒸発潜熱が小さくなるため悪化する。本発明の混合冷媒組成物は、理論ＣＯＰがＲ４１０Ａ比１００％以上であり、凝縮温度が３０〜６５℃である冷凍サイクルで使用しても、優れた冷房ＣＯＰを維持できる。
【００４２】
なお、本発明の実施の形態１では、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物を冷凍サイクル装置の１つである空気調和装置に用いた場合を例に説明するが、これに限定するものではない。例えば、冷凍装置または給湯装置等、冷凍サイクルを有する冷凍サイクル装置であれば、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物を用いることができる。本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物を用いた冷凍サイクル装置の１つである空気調和装置については、本発明の実施の形態２で説明する。
【００４３】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成の一例を模式的に記載した構成図である。図５に基づいて、空気調和装置１００について説明する。空気調和装置１００は、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物を冷媒として用いたものである。
【００４４】
空気調和装置１００は、圧縮機１と、冷媒流路切替装置２と、熱源側熱交換器３と、絞り装置４と、負荷側熱交換器５とが順次配管で接続されることで形成される冷媒回路２０を有した蒸気圧縮式の空気調和装置である。そして、圧縮機１と、冷媒流路切替装置２と、熱源側熱交換器３とが室外機１０に収納され、絞り装置４と負荷側熱交換器５とが室内機１１に収納されている。また、熱源側熱交換器３には、ファン６が付設されている。さらに、負荷側熱交換器５には、ファン７が付設されている。
【００４５】
なお、図５では、熱源側熱交換器３及び負荷側熱交換器５が、１台ずつ接続されている例を示しているが、１台に限定するものではなく、複数台であってもよい。また、熱源側熱交換器３及び負荷側熱交換器５の一方を１台で、他方を複数台としてもよい。
【００４６】
また、図５では、圧縮機１と、冷媒流路切替装置２と、熱源側熱交換器３とが室外機１０に収納され、絞り装置４と負荷側熱交換器５とが室内機１１に収納されている例を示しているが、これに限定するものではない。例えば、絞り装置４を室外機１０に収納してもよい。また、室外機１０と室内機１１との間に、熱媒体間熱交換器を収納した中継機を設け、熱媒体間熱交換器を介して冷媒回路２０と熱媒体回路とで熱交換を行う構成としてもよい。
【００４７】
圧縮機１は、冷媒を吸入し圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、例えば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成されている。
冷媒流路切替装置２は、例えば四方弁等からなっており、暖房運転モード時における冷媒流路と冷房運転モード時における冷媒流路とを切り替えるものである。なお、暖房運転モードとは、熱源側熱交換器３が凝縮器もしくはガスクーラとして作用する場合であり、暖房運転モードとは、熱源側熱交換器３が蒸発器として作用する場合である。
【００４８】
熱源側熱交換器３は、暖房運転モード時には蒸発器として機能し、冷房運転モード時には凝縮器として機能するものであって、例えばファン６から供給される空気と冷媒とを熱交換させるものである。なお、図５では、熱源側熱交換器３が空気と熱交換を行う空気熱交換器である例を示しているが、空気熱交換器に限定するものではなく、水やブラインなどの二次媒体との熱交換を行う水熱交換器であってもよい。
【００４９】
絞り装置４は、冷媒を減圧し膨張させる減圧弁または膨張弁としての機能を有するものである。絞り装置４は、例えば電子式膨張弁等の開度が可変に制御可能なもので構成されるとよい。絞り装置４は、冷房運転モード時において負荷側熱交換器５の上流側に設けられている。
【００５０】
負荷側熱交換器５は、配管を介して、冷媒流路切替装置２と接続されている。負荷側熱交換器５は、空気と冷媒とを熱交換させることで、室内空間に供給する暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。負荷側熱交換器５には、ファン７によって室内空気が送風されるようになっている。具体的には、負荷側熱交換器５は、暖房運転モード時には凝縮器として機能し、冷房運転モード時には蒸発器として機能するものであって、例えばファン７から供給される空気と冷媒とを熱交換させるものである。なお、図５では、負荷側熱交換器５が空気と熱交換を行う空気熱交換器である例を示しているが、空気熱交換器に限定するものではなく、水やブラインなどの二次媒体との熱交換を行う水熱交換器であってもよい。
【００５１】
［空気調和装置１００の動作モード］
次に、空気調和装置１００が実行する各運転モードについて説明する。空気調和装置１００は、冷媒流路切替装置２の切替により冷房運転及び暖房運転を実行するようになっている。以下に、各運転モードについて、冷媒の流れとともに説明する。
【００５２】
［冷房運転モード］
冷房運転モードにおいて、冷媒流路切替装置２は、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒が熱源側熱交換器３に流入するように切り替えられる。つまり、冷房運転モードでは、熱源側熱交換器３を凝縮器として作用させ、負荷側熱交換器５を蒸発器として作用させるように冷媒流路切替装置２が切り替えられる。
【００５３】
圧縮機１は、低温・低圧の冷媒を吸入し、圧縮して、高温・高圧の冷媒を吐出する。圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒は、冷媒流路切替装置２を介して、熱源側熱交換器３に流入する。そして、熱源側熱交換器３に流れる冷媒は、ファン６から供給される室外空気と熱交換して凝縮する。熱源側熱交換器３で凝縮された冷媒は、絞り装置４に流入し、膨張される。絞り装置４で膨張された冷媒は、蒸発器として作用する負荷側熱交換器５に流入し、室内空気から吸熱することにより、室内空間を冷房しながら蒸発する。負荷側熱交換器５から流出した冷媒は、冷媒流路切替装置２を通って、圧縮機１へ再度吸入され圧縮される。
【００５４】
［暖房運転モード］
暖房運転モードにおいて、冷媒流路切替装置２は、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒が負荷側熱交換器５に流入するように切り替えられる。つまり、暖房運転モードでは、熱源側熱交換器３を蒸発器として作用させ、負荷側熱交換器５を凝縮器として作用させるように冷媒流路切替装置２が切り替えられる。
【００５５】
圧縮機１は、低温・低圧の冷媒を吸入し、圧縮して、高温・高圧の冷媒を吐出する。圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒は、冷媒流路切替装置２を介して、負荷側熱交換器５に流入する。そして、負荷側熱交換器５に流れる冷媒は、ファン７から供給される室内空気と熱交換して凝縮する。つまり、負荷側熱交換器５では、冷媒が、室内空気に放熱することにより、室内空間を暖房しながら凝縮する。負荷側熱交換器５で凝縮された冷媒は、絞り装置４で膨張されて、熱源側熱交換器３に流入し、熱源側熱交換器３で室外空気から吸熱しながら、蒸発し、冷媒流路切替装置２を介して圧縮機１へ再度吸入される。
【００５６】
［ドロップイン及びリプレース方法］
次に、空気調和装置のドロップイン及びリプレース方法について説明する。なお、ここでのリプレースは、新規に製造した装置を用いて入れ替える方法以外に、既存の装置を用意して、その一部（冷媒）を変更することで改良された装置とする製造方法も用いる。
本発明の実施の形態１で説明したように、空気調和装置１００に用いる冷媒は、現行冷媒Ｒ４１０Ａの代替冷媒として使用することが可能で、さらに既設のシステムを流用することが可能である。
【００５７】
具体的には、Ｒ４１０Ａを作動流体として使用している家庭用エアコンやビル用マルチエアコンなどの空気調和装置を流用し、冷媒を現行冷媒Ｒ４１０Ａから本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物へ入れ替える、つまりドロップインすることで冷凍サイクルを運転することができる。
なお、既設の冷凍サイクル装置に本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物をドロップインする場合、既設の冷凍サイクル装置の据え付け時の冷媒封入方法と同様の方法で本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物を既設の冷凍サイクル装置に封入すればよい。
【００５８】
また、空気調和装置の既設配管（室外機と室内機との間を接続する配管のすくなくとも一部など）および室内機のみを流用し、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物へ入れ替え、かつ本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物に専用開発した室外機へ置き換える、つまりリプレースすることで冷凍サイクルを運転することができる。
なお、既設の冷凍サイクル装置の室外機を本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物に専用開発した室外機へリプレースする場合、延長配管に設置されているバルブから既設の室外機を取り外し、バルブを介して専用開発した室外機を既設の配管及び室内機に接続すればよい。
【００５９】
一般に、ドロップイン及びリプレースをする場合において、室外機、室内機及び既設配管などの冷媒回路部品は、現行冷媒Ｒ４１０Ａの設計圧力にて設計が行われている。入れ替える冷媒の設計圧力が高いと、既設の冷媒回路部品を流用することができず、ドロップイン及びリプレースを行うことが不可能である。
それに対して、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物は、設計圧力が現行冷媒Ｒ４１０Ａと同等であり、現行冷媒Ｒ４１０Ａの空気調和装置にドロップイン及びリプレースが可能である。
【００６０】
なお、既設の延長配管は、３０〜１５０ｍの範囲であることが好ましいが、この範囲に限定するものではない。このような既設配管の長さのシステムに、ドロップイン又はリプレースで本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物を適用することにより、現行冷媒Ｒ４１０Ａに対して、冷房ＣＯＰを１％以上向上することができる。延長配管は、室外機と室内機とを接続する冷媒配管である。
【００６１】
［試験結果１］
冷房定格能力２８ｋＷのヒートポンプ式の空気調和装置を用い、冷媒としてＲ４１０Ａ、ＨＦＣ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ及びＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ混合冷媒を用い、凝縮温度６５℃、蒸発温度５℃、凝縮器出口温度６０℃、蒸発器出口過熱度３Ｋの冷房条件において、試験を実施した。この試験結果を下記の表１に試験結果１として示している。
これらの試験結果に基づいて、理論ＣＯＰを下式にて算出した。
理論ＣＯＰ＝蒸発器出入口エンタルピー差／断熱圧縮時圧縮機出入口エンタルピー差
蒸発器出入口エンタルピー差＝冷房能力／冷媒流量
断熱圧縮時圧縮機出入口エンタルピー差＝消費電力量／冷媒流量×圧縮機効率
【００６２】
【表１】
2017145975.tif 000003
【００６３】
［計算結果１］
上記の試験結果１に基づき、上記と同様の冷房条件での組成のことなるＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ混合冷媒の理論ＣＯＰを計算した。各単体冷媒の理論ＣＯＰと組成比率を乗したものを合算し、計算を行った。この計算結果を下記の表２に計算結果１として示している。
【００６４】
【表２】
2017145975.tif 000004
【００６５】
［試験結果２］
冷房定格能力２８ｋＷのヒートポンプ式の空気調和装置を用い、冷媒としてＲ４１０Ａ、ＨＦＣ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ及びＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ混合冷媒を用い、凝縮温度６５℃、蒸発温度５℃、凝縮器出口温度６０℃、蒸発器出口過熱度３Ｋの冷房条件において、試験を実施した。この試験結果を下記の表３に試験結果２として示している。
これらの試験結果に基づいて、配管の圧力損失を下式にて算出した。
吐出圧力損失＝圧縮機吐出部圧力―凝縮器入口圧力
吸入圧力損失＝蒸発器出口圧力―圧縮機吸入部圧力
【００６６】
【表３】
2017145975.tif 000005
【００６７】
［試験結果３］
冷房定格能力２８ｋＷのヒートポンプ式の空気調和装置を用い、冷媒としてＲ４１０Ａ、ＨＦＣ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ及びＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ混合冷媒を用い、凝縮温度６５℃、蒸発温度５℃、凝縮器出口温度４０℃、蒸発器出口過熱度３Ｋの冷房条件において、試験を実施した。この試験結果を下記の表４に試験結果３として示している。
これらの試験結果に基づいて、設計圧力つまり飽和温度６５℃の飽和圧力を測定した。
【００６８】
【表４】
2017145975.tif 000006
【００６９】
［試験結果４］
冷房定格能力２８ｋＷのヒートポンプ式の空気調和装置を用い、冷媒としてＲ４１０Ａ、ＨＦＣ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ及びＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２／ＨＦＯ１２３４ｙｆ混合冷媒を用い、凝縮温度５０℃、蒸発温度５℃、凝縮器出口温度４０℃、蒸発器出口過熱度３Ｋの冷房条件において、試験を実施した。この試験結果を下記の表５に試験結果４として示している。
これらの試験結果に基づいて、冷媒充填量を測定した。
【００７０】
【表５】
2017145975.tif 000007
【００７１】
表１〜表５から、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物が、現行冷媒Ｒ４１０Ａの空気調和装置にドロップイン及びリプレースが可能であるということがわかる。つまり、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物を、新規の冷凍サイクル装置の冷媒として用いたり、既設の冷凍サイクル装置の冷媒として用いたりすることができる。したがって、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置によれば、本発明の実施の形態１に係る混合冷媒組成物を用いているので、ドロップイン及びリプレースが可能であるだけでなく、Ｒ４１０ＡかつＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２と同等以上の理論ＣＯＰを、ＨＦＯ１１２３／ＨＦＣ３２よりも低いＧＷＰで実現できることになる。
【符号の説明】
【００７２】
１  圧縮機、２  冷媒流路切替装置、３  熱源側熱交換器、４  絞り装置、５  負荷側熱交換器、６  ファン、７  ファン、１０  室外機、１１  室内機、２０  冷媒回路、１００  空気調和装置。
【図１】
2017145975.tif 000008
【図２】
2017145975.tif 000009
【図３】
2017145975.tif 000010
【図４】
2017145975.tif 000011
【図５】
2017145975.tif 000012