CN114659288A - 冷冻循环装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的冷冻循环装置能够减少由制冷剂的反应产生的碘化铜的生成量，长期地防止设备的动作不良。冷冻循环装置具备：压缩制冷剂的压缩机；切换由压缩机压缩的制冷剂的循环方向的四通阀；使从四通阀流出的制冷剂冷凝的冷凝器；对由冷凝器冷凝的制冷剂进行减压的减压器；以及使由减压器减压后的制冷剂蒸发的蒸发器，制冷剂是含有三氟碘甲烷的混合制冷剂，25℃时的蒸气压力为1.1MPa以上且1.8MPa以下，压缩机是在密闭容器内具备压缩机构部和驱动压缩机构部的马达且填充有润滑滑动部的冷冻机油的密闭型电动压缩机，冷冻机油是总酸值为0.1mgKOH/g以下的多元醇酯油，在冷冻循环的运转中制冷剂变成70℃以上的高温的区间的制冷剂配管是钢管、不锈钢管、铝管或铝合金管。

Description

冷冻循环装置
技术领域
本发明涉及使用全球变暖潜能值(Global Warming Potential：GWP)较小的制冷剂的冷冻循环装置。
背景技术
现今，为了防止全球变暖，国际上采取了针对气候变动的各种对策。在2015年召开的第二十一次气候变动框架公约缔约国会议(COP21)中，通过了巴黎协定，决定了今后应达成的长期目标。巴黎协定的目的在于，追求努力与工业革命以前相比将世界性的平均气温的上升保持为充分低于2℃并且抑制为1.5℃。
在日本，用于防止与氟化合物相关的全球变暖的方法维护不断发展。关于在冷冻空气调节设备中使用的氟系制冷剂的使用、管理，在“关于氟利昂类的使用的合理化以及管理的合理化的法律(氟利昂排出抑制法)”中规定了限制对象设备和限制对象物质。
限制对象物质是在“关于基于特定物质等的限制等对臭氧层的保护的法律”中规定的臭氧层破坏物质(主要是结合有氯或溴的氟化合物)和在“关于全球变暖对策的推进的法律”中揭示的温室效应气体物质(主要是由氢、氟以及碳构成的高GWP的物质)。
目前，作为表示环境影响度的指标的GWP通过氟利昂排出抑制法的修改，以每个指定产品的加权平均来设定目标值。关于家庭用空调器，目标是到2018年为止为750，关于店铺、办公室用空调器，目标是到2020年为止为750，关于冷凝单元及固定式冷冻冷藏单元(以下，简称为冷冻机等)，目标是到2025年为止为1500。
关于家庭用空调器，也有其它法令的修改，大半部分正在替换成微燃性的HFC(Hydrofluorocarbon)32。另一方面，在高楼用多联式空调器(多室型空调机)、冷冻机中，制冷剂封入量较多，制冷剂泄漏时的风险较高，因此存在难以应用微燃性制冷剂的现状。
以往，作为用于防止全球变暖的国际对策，蒙特利尔协议的限制得到强化。最初的限制对象物质是在日本的“关于基于特定物质的限制等对臭氧层的保护的法律”中规定的特定物质。但是，于2016年10月在卢旺达基加利召开的第二十八次蒙特利尔协议缔约国会议(MOP28)中，对于在日本的“关于全球变暖的推进的法律”中揭示的替代氟利昂等，也扩大限制。
在基加利修改中，以2011年至2013年为基准，将限制物质的生产量及消耗量设为在2019年为－10％、在2024年为－40％、在2029年为－70％、在2034年为－80％、在2036年为－85％达成共识。对于该共识，到2024年为止，是根据现行的氟利昂排出抑制法，能够达成目标值的预测。但是，关于2029年以后，预计难以达成限制目标。
现今，作为冷冻空气调节装置的制冷剂，使用了R410A[HFC32/HFC125(50/50重量％)]、R404A[HFC125/HFC143a/HFC134a(44/52/4重量％)]。但是，R410A的GWP＝1924，R404A的GWP＝3943，较高，因此近年来，正在推进向GWP更低的替代制冷剂置换。制冷剂的GWP与燃烧性处于相反的关系，若使制冷剂的GWP变低，则有燃烧性变高的倾向。
作为替代制冷剂，从热物性、低GWP、低毒性、低燃烧性等理由出发，已知二氟甲烷(HFC32)(GWP＝677)、2，3，3，3-四氟乙烯(HFO(Hydrofluoroolefin)1234yf)(GWP＝0)、1，3，3，3-四氟丙烯(HFO1234ze)(GWP＝1)、三氟乙烷(HFO1123)(GWP＜1)、3，3，3-三氟丙烯(HFO1243)(GWP＝0)。
并且，已知HFO与HFC32、HFC125、HFC134a等的混合制冷剂、丙烷、丙烯等烃、单氟乙烷(HFC161)、二氟乙烷(HFC152a)等低GWP的氢氟烃。并且，还已知有利用碘、溴、氯等进行卤化而使其变成不燃性的低沸点化合物。
作为家庭用室内空调器、业务用封装式空调器的制冷剂，使用微燃性的HFC32。在高压气体安全法的冷冻安全规则的修改(2016年11月)中，HFC32、HFO1234yf、HFO1234ze被分类为“惰性气体”。但是，由于这些制冷剂是微燃性的，所以也被揭示为“特定惰性气体”。关于5冷冻吨以上的装置，需要用于使泄漏出的制冷剂不会滞留的换气装置、设备构造，需要在泄漏出的制冷剂容易滞留的场所设置检测警报设备。基于这样的背景，在高楼用多联式空调器(多室型空调机)等空调机中，低GWP的微燃性制冷剂的应用没有发展，现状是使用R410A。
另一方面，作为冷冻机用的制冷剂，从与氟利昂排出抑制法的关系出发，GWP为1500以下、含有HFO1234yf、HFO1234ze的不燃性的混合制冷剂受到关注。例如，使用R448A(HFC32/HFC125/HFC134a/HFO1234ze/HFO1234yf)、R449A(HFC32/HFC125/HFC134a/HFO1234yf)的冷冻机已经产品化。但是，R448A、R449A若不将GWP控制在1100～1400左右则无法实现不燃化，因此在发展进一步的低GWP化时，需要抑制燃烧性。
在这样的状况下，作为含有三氟碘甲烷(CF3I)的低GWP且不燃性的混合制冷剂的R466a受到关注。根据R466a，能够得到与当前的高楼用多联式空调器等中使用的R410A接近的冷冻能力，因此不需要安装的繁杂、较大的设计变更，期待能够提供环境适应性较高的空调机。
以空调机为代表，利用热力学的冷冻循环的冷冻循环装置具备用于使制冷剂循环的制冷剂回路。通常，作为构成制冷剂回路的制冷剂配管，从机械强度、加工性高、材料成本低等观点出发，使用铜管。在专利文献1中记载了一种代替铜管而用延展性不锈钢材料构成制冷剂配管的空调机。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公表2020-510808号公报
发明内容
发明所要解决的课题
根据含有三氟碘甲烷(CF3I)的混合制冷剂，能够将GWP保持得较低且抑制燃烧性，因此能够得到使用了兼得低GWP和低燃烧性的制冷剂的冷冻循环装置。但是，CF3I在存在水分、氧、冷冻机油、树脂材料、金属材料等时，与它们产生直接或间接的化学反应，CF3I自身分解，并且产生氟化氢、碘化氢等劣化生成物。
尤其是，在空调机等冷冻循环装置中，使用铜管作为制冷剂配管，因此确认到在供含有CF3I的混合制冷剂流通的铜管的内表面产生碘化铜(CuI)。碘化铜形成难溶性的粒状物、淤渣，从铜管的内表面剥离，与制冷剂一起在制冷剂回路中循环。
在制冷剂回路内产生的碘化铜在四通阀、膨胀阀等中产生堵塞，或者产生向阀的滑动部的咬入，因此可能成为动作不良的主要原因。并且，密闭型压缩机在旋转轴内具备供油用的螺杆泵等，碘化铜堆积在供油用泵的流路内，因此可能因供油量的减少而导致动作不良。
并且，还暗示了有可能在作为制冷剂配管的铜管变成高温的部位，不仅生成碘化铜，还因热而促进CF3I的分解本身。因此，关于使用了含有CF3I的混合制冷剂的冷冻循环装置，期望抑制碘化铜的生成、制冷剂自身的劣化且降低阀、泵等设备的动作不良的技术。
在专利文献1中，制冷剂配管不是由铜管构成，而是由延展性不锈钢材料构成。但是，由于使用R32作为制冷剂，所以认为在空调机上不需要针对碘化铜的对策。该延展性不锈钢材料的Cu量多达1.0～4.0wt％，因此假设使用含有CF3I的混合制冷剂，大量生成碘化铜的可能性也较高，作为对策来说是不充分的。
并且，在空调机等冷冻循环装置中，若将制冷剂配管整体变更成铜管以外的配管，则难以在安装现场等进行制冷剂配管的加工、连接，在强度、材料成本方面产生问题。
因此，本发明的目的在于提供一种冷冻循环装置，该冷冻循环装置尽管使用含有三氟碘甲烷的混合制冷剂，也能够抑制制冷剂的劣化，减少由制冷剂的反应产生的碘化铜的生成量，长期地防止设备的动作不良。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的冷冻循环装置具备：压缩机，其压缩制冷剂；四通阀，其切换由上述压缩机压缩的制冷剂的循环方向；冷凝器，其使从上述四通阀流出的制冷剂冷凝；减压器，其对由上述冷凝器冷凝的制冷剂进行减压；以及蒸发器，其使由上述减压器减压后的制冷剂蒸发，其中，上述制冷剂是含有三氟碘甲烷的混合制冷剂，25℃时的蒸气压力为1.1MPa以上且1.8MPa以下，上述压缩机是密闭型电动压缩机，在密闭容器内具备压缩机构部和驱动上述压缩机构部的马达，而且填充有对滑动部进行润滑的冷冻机油，上述冷冻机油是总酸值为0.1mgKOH/g以下的多元醇酯油，在冷冻循环的运转中，制冷剂变成70℃以上的高温的区间的制冷剂配管是钢管、不锈钢管、铝管或铝合金管。
发明的效果如下。
根据本发明，能够提供一种冷冻循环装置，该冷冻循环装置尽管使用含有三氟碘甲烷的混合制冷剂，也能够抑制制冷剂的劣化，减少由制冷剂的反应产生的碘化铜的生成量，长期地防止设备的动作不良。
附图说明
图1是示出作为冷冻循环装置的高楼用多联式空调器的一例的冷冻循环结构图。
图2是示出密闭型电动压缩机的一例的纵剖视图。
图3是观察150℃的加速劣化试验后的金属管的表面的扫描型电子显微镜图像。
图4是观察与压缩机的喷出侧连接的制冷剂配管的耐久试验后的表面的扫描型电子显微镜图像。
图中：
1—室外机，2—室内机，3—压缩机，4—四通阀，5—室外换热器(冷凝器/蒸发器)，6—接收罐，7—干燥器，8—室外膨胀阀(减压器)，9—储液器，10—室外送风机，11—室内换热器(蒸发器/冷凝器)，12—室内膨胀阀(减压器)，13—室内送风机，20—固定涡旋部件，20a—固定涡卷，21—回旋涡旋部件，21a—回旋涡卷，22—框架，23—曲轴，24—马达，25—密闭容器，26—压缩室，27—喷出口，28—喷出管，29—油孔，30—主轴承，31—副轴承，32—积油部，110—吸入配管，120—喷出配管，130—制冷剂配管，140—制冷剂配管，150—制冷剂配管，160—制冷剂配管。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式的冷冻循环装置进行详细说明。
＜冷冻循环装置＞
本实施方式的冷冻循环装置是具备利用基于制冷剂的热力学的冷冻循环对冷却对象进行冷却的能力的装置。冷冻循环装置在具备进行冷却的能力的情况下，也可以具备进行与冷冻循环相反的热循环的能力。该冷冻循环装置例如能够应用于空调机等各种冷冻空气调节装置。
本实施方式的冷冻循环装置具备：压缩机，其压缩制冷剂；四通阀，其切换由压缩机压缩的制冷剂的循环方向；冷凝器，其使从四通阀流出的制冷剂冷凝；减压器，其对由冷凝器冷凝的制冷剂进行减压；以及蒸发器，其使由减压器减压的制冷剂蒸发。作为压缩机，使用在密闭容器内具备压缩机构部和驱动压缩机构部的马达且填充有对滑动部进行润滑的冷冻机油的密闭型电动压缩机。
根据需要，本实施方式的冷冻循环装置能够具备从含有由蒸发器蒸发出的液滴的制冷剂中分离液滴并暂时储存液滴的储液器、将制冷剂中的水分除去的干燥器、调整剩余制冷剂的接收罐、从压缩机喷出的制冷剂中分离冷冻机油的油分离器。
在本实施方式的冷冻循环装置中，作为制冷剂，使用含有三氟碘甲烷(CF3I)的混合制冷剂。在使用含有CF3I的混合制冷剂的情况下，若使制冷剂流通的制冷剂配管为铜管，则在铜管的内表面生成碘化铜(CuI)。CuI伴随CF3I的分解而产生，但在实际设备中确认到在制冷剂回路中的变成高温的区间内生成量较多。
因此，在本实施方式的冷冻循环装置中，作为在冷冻循环的运转中制冷剂变成70℃以上的高温的区间的制冷剂配管，使用铜的含量较低的金属管。作为制冷剂变成70℃以上的高温的区间，例如可以举出压缩机的喷出侧的制冷剂配管。作为铜的含量较低的金属管的具体例，如在下文中说明，可以举出钢管、不锈钢管、铝管、铝合金管等。
此处，示出具体例来说明本实施方式的冷冻循环装置、冷冻循环装置所使用的压缩机。
图1是示出作为冷冻循环装置的高楼用多联式空调器的一例的冷冻循环结构图。
本实施方式的冷冻循环装置能够作为图1所示的高楼用多联式空调器(多室型空调机)等空调机来应用。
如图1所示，高楼用多联式空调器100具备室外机1和室内机2a、2b。此外，图1中，高楼用多联式空调器100具备两台室内机2a、2b，但高楼用多联式空调器100能够具备三台以上的任意数量的室内机(2a、2b、…)。
图1中，室外机1具备压缩机3、四通阀4、室外换热器(冷凝器/蒸发器)5、室外膨胀阀(减压器)6、接收罐7、干燥器8、储液器9以及室外送风机10。
室内机2a、2b分别具备室内换热器(蒸发器/冷凝器)11a、11b、室内膨胀阀(减压器)12a、12b以及室内送风机13a、13b。在高楼用多联式空调器100具备两台以上的室内机(2a、2b、…)的情况下，各室内机设为相同的结构，能够以形成并列状的冷冻循环的方式通过制冷剂配管连接。
压缩机3、四通阀4、室外换热器5、室外膨胀阀6、接收罐7、干燥器8以及室内换热器11a、11b依次经由制冷剂配管连接。制冷剂配管从室内换热器11a、11b连接到四通阀4，从四通阀4经由储液器9再次连接到压缩机3。
压缩机3是密闭型电动压缩机，在密闭容器内内置有压缩制冷剂的压缩机构部和驱动压缩机构部的马达。压缩机3具备构成主体的密闭容器，具有向压缩机构部吸入制冷剂的吸入口和喷出由压缩机构部压缩后的制冷剂的喷出口。
在压缩机3的吸入侧连接有吸入配管110。吸入配管110的另一端与储液器9的流出侧连接。并且，在压缩机3的喷出侧连接有喷出配管120。喷出配管120的另一端与四通阀4连接。
四通阀4在设有流路的阀主体的内部内置有切换流路的滑阀等阀芯，具有使制冷剂向流路内流入的入口端口和使制冷剂从流路内流出的出口端口这两个切换端口。两个切换端口与入口侧及出口侧连通的状态、流体的流入流出的方向通过阀芯的动作而相互切换。
储液器9是进行气体制冷剂与液体制冷剂的气液分离的装置，从含有液滴的制冷剂中分离液滴并暂时储存液滴。储液器9具备储存分离出的液体制冷剂的容器，具有使制冷剂向容器内流入的流入管和使分离出液滴后的制冷剂从容器内流出的流出管。流入管的一端在容器内的上部开口。流出管设为U字管，一端在容器内的上部开口，通过离心力、碰撞来分离气体制冷剂中的液滴。
在储液器9的流入侧连接有制冷剂配管130。制冷剂配管130的另一端与四通阀4的出口端口连接。在四通阀4的切换端口分别连接有与室外换热器5连接的制冷剂配管140和包括与室内换热器11a、11b连接的液体管的制冷剂配管150。室外换热器5与室内换热器11a、11b通过包括气体管的制冷剂配管160连接。
与将四通阀4和储液器9连接的制冷剂配管130、将四通阀4和室外换热器5连接的制冷剂配管140、将四通阀4和室内换热器11a、11b连接的制冷剂配管150、经由室外膨胀阀6、室内膨胀阀12a、12b等将室外换热器5和室内换热器11a、11b连接的制冷剂配管160相同，吸入配管110及喷出配管120相当于使制冷剂流通的制冷剂配管。
上述设备、连接设备彼此的制冷剂配管在室外机1与室内机2a、2b之间形成作为使制冷剂循环的循环路的制冷剂回路。在制冷剂回路内封入含有CF3I的混合制冷剂。并且，根据润滑、制冷剂的密封、冷却等目的，在压缩机3封入预定的多元醇酯油作为冷冻机油。
压缩机3吸入气体制冷剂，绝热地压缩低温低压的气体制冷剂而喷出高温高压的气体制冷剂。四通阀4能够根据热力学循环来切换从压缩机3喷出的制冷剂在制冷剂回路内的循环方向。室外换热器5进行制冷剂与外部空气的换热，在制冷运转时作为冷凝器起作用，在制热运转时作为蒸发器起作用。室外送风机10是为了向室外换热器5输送外部空气而设置的，促进制冷剂与外部空气的换热。
室外膨胀阀6例如由电子膨胀阀、温度式膨胀阀等构成，在制热运转时作为减压器起作用。接收罐7是用于调整剩余制冷剂的容器。在接收罐7暂时储存有从液体制冷剂中分离出的气体制冷剂。此外，图1中具备接收罐7，但也可以不具备接收罐7。根据冷冻循环装置的机种，也有不设置接收罐7的规格。
干燥器8是为了将制冷剂中的水分除去而设置的。干燥器8具备直线排列式的容器，在容器内填充有干燥剂。作为干燥剂，例如能够使用具有吸附水的细孔径的分子筛等合成沸石。此外，图1中，干燥器8设置于从构成制冷剂回路的主流配管分支出的旁路，但也能够设置于主流配管。
室内换热器11a、11b进行制冷剂与室内空气的换热，在制冷运转时作为蒸发器起作用，在制热运转时作为冷凝器起作用。室内膨胀阀12a、12b例如由电子膨胀阀、温度式膨胀阀等构成，在制冷运转时作为减压器起作用。室内送风机13a、13b是为了向室内换热器11a、11b输送室内空气而设置的，促进制冷剂与室内空气的换热。
高楼用多联式空调器100的制冷根据以下的原理进行。由压缩机3绝热压缩后的高温高压的制冷剂气体通过四通阀4被输送到室外换热器5。然后，制冷剂气体在作为冷凝器起作用的室外换热器5中通过与外部空气的换热而被冷却，变成高压的液体制冷剂。高压的液体制冷剂被室内膨胀阀12a、12b减压而膨胀，成为气液二相制冷剂(稍微含有制冷剂气体的低温低压的液体制冷剂)。
气液二相制冷剂被输送到各个室内换热器11a、11b。然后，在作为蒸发器起作用的室内换热器11a、11b中，通过与室内空气的换热而蒸发，带走热量而变成低温低压的气体制冷剂。低温低压的气体制冷剂通过四通阀4进入到储液器9，将未完全蒸发的低温低压的液体制冷剂分离。分离出液体制冷剂后的低温低压的气体制冷剂返回到压缩机3。之后，反复进行相同的循环来持续制冷。
高楼用多联式空调器100的制热根据与制冷时相反的循环进行。由压缩机3绝热压缩后的高温高压的制冷剂气体通过四通阀4的切换被输送到各个室内换热器11a、11b。然后，在作为冷凝器起作用的室内换热器11a、11b中对室内空气加热，之后在作为蒸发器起作用的室外换热器5中从外部空气吸热。反复进行这样的相同的循环来持续制热。
此外，图1中，在压缩机3的喷出侧直接连接有四通阀4，但也可以在压缩机3的喷出侧与四通阀4之间具备油分离器。油分离器是从制冷剂和冷冻机油的混合物中分离冷冻机油的装置。在油分离器连接有：从压缩机3向油分离器输送制冷剂的入口侧的制冷剂配管；从油分离器朝向四通阀4输送制冷剂的出口侧的制冷剂配管；以及使从制冷剂中分离出的冷冻机油返回到压缩机3或储液器9的回油配管。
并且，图1中，高楼用多联式空调器100构成为多个室内机(2a、2b、…)同时进行制冷或制热，但也可以构成为按照每个室内机来切换制冷或制热。每个室内机的切换运转例如能够通过将每个室内机的制冷剂回路设为三根配管，并在每个室内机和每个制冷剂回路设置切换制冷剂的流通的切换阀来进行。
图1所示的高楼用多联式空调器100的空气调节能力较大，制冷剂封入量较多，因此从降低制冷剂的泄漏所引起的危险性的观点出发，期望使用与HFC32等相比燃烧性低的制冷剂。并且，关于高楼用多联式空调器等空调机，推荐GWP为750以下的制冷剂。因此，优选使用含有兼得低GWP和低燃烧性的CF3I的混合制冷剂。
在图1所示的空调机中，压缩机3的喷出侧位于在冷冻循环的运转中制冷剂变成高温的部位。作为制冷剂配管中的在冷冻循环的运转中变成高温的区间，可以举出与压缩机3的喷出侧连接的喷出配管120。当在压缩机3的喷出口与四通阀4之间具备油分离器时，将压缩机3与油分离器连接的制冷剂配管、将油分离器与四通阀4连接的制冷剂配管相当于在冷冻循环的运转中变成高温的区间。
图2是示出密闭型电动压缩机的一例的纵剖视图。
本实施方式的冷冻循环装置例如能够具备图2所示的涡旋式的密闭型电动压缩机作为压缩制冷剂的压缩机。密闭型电动压缩机能够作为图1所示的高楼用多联式空调器100的压缩机3来使用。
如图2所示，密闭型电动压缩机3具备：固定涡旋部件20，其具有垂直地设于端板的螺旋状的固定涡卷20a；回旋涡旋部件21，其具有与固定涡卷20a实质上呈同一形状的螺旋状的回旋涡卷21a；框架22；曲轴23，其使回旋涡旋部件21进行回旋运动；马达24，其驱动曲轴23；以及密闭容器25，其内置上述部件。
固定涡旋部件20通过螺栓固定于框架22。限制回旋涡旋部件21的自转的十字环以能够滑动的状态与回旋涡旋部件21的背面卡合。回旋涡旋部件21支撑于回旋轴承，该回旋轴承嵌入有使回旋涡旋部件21偏心驱动的偏心销。
固定涡旋部件20与回旋涡旋部件21以固定涡卷20a与回旋涡卷21a相互啮合的方式对置地配置，形成进行制冷剂的压缩的压缩机构部。在固定涡卷20a与回旋涡卷21a之间形成有压缩室26。
曲轴23的主轴部以能够转动的状态支撑于作为滚动轴承的主轴承30。并且，副轴部以能够转动的状态支撑于作为滚动轴承的副轴承31。在曲轴23的中间部安装有平衡配重。
曲轴23由马达24以恒定的转速或与逆变器控制所形成的电压对应的转速驱动旋转。当曲轴23通过马达24的工作而旋转时，回旋涡旋部件21相对于固定涡旋部件20偏心地进行回旋运动。
在密闭型电动压缩机3中，在密闭容器25的上部具备从制冷剂配管吸入制冷剂的吸入管。吸入管与设于固定涡旋部件20的外侧的通往压缩室26的吸入口连通。若回旋涡旋部件21进行回旋运动，则位于最外侧的压缩室26一边逐渐缩小容积，一边朝向压缩机构部的中央移动。伴随该动作，连续地对通过吸入口被导入到压缩室26的制冷剂进行压缩。
若压缩室26移动到压缩机构部的中央，则与贯通地设于固定涡旋部件20的喷出口27连通。在密闭容器25内，隔着固定涡旋部件20具有上方空间和下方空间。由压缩室26压缩后的制冷剂气体从喷出口27向密闭容器25内的上方空间释放。释放到上方空间的制冷剂气体通过贯通固定涡旋部件20的多个喷出气体通路向下方空间移动。然后，从在贯通设于下方空间的密闭容器25的喷出管28向制冷剂配管喷出。
在密闭容器25内，在马达24的下方设有积存冷冻机油的积油部32。积油部32的冷冻机油在压缩机构部的工作中被抽吸。然后，通过设于曲轴23的油孔29，向回旋涡旋部件21与曲轴23的滑动部、支撑曲轴23的主轴部的主轴承30的滚动轴承、支撑曲轴23的副轴部的副轴承31的滚动轴承等供给。
根据这样的密闭型电动压缩机3，由于是涡旋式的，所以制冷剂泄漏、滑动部的面积变小，得到较高的能源效率、运转可靠性。此外，图2中，密闭型电动压缩机3设为涡旋压缩机，但作为构成冷冻循环装置的压缩机，除了涡旋压缩机以外，例如也可以使用螺杆压缩机、旋转式压缩机、双旋转式压缩机、两级压缩旋转式压缩机、辊与叶片一体化而成的摆动式压缩机等的任一种。
接下来，对在本实施方式的冷冻循环装置中使用的制冷剂及冷冻机油的详细情况进行说明。
＜制冷剂＞
作为冷冻循环装置的制冷剂，使用含有三氟碘甲烷(CF3I)的混合制冷剂，优选的制冷剂是含有二氟甲烷(HFC32)、五氟乙烷(HFC125)以及三氟碘甲烷(CF3I)的混合制冷剂。混合制冷剂可以仅含有这三种成分作为制冷剂成分，也可以除这三种成分以外还含有其它制冷剂成分。混合制冷剂可以添加添加剂，也可以不添加添加剂。
制冷剂成分中的HFC32主要用于确保较高的冷冻能力、能源效率。并且，HFC125主要用于缩小温度梯度。并且，CF3I主要用于降低混合制冷剂自身的GWP、燃烧性。此外，在本说明书中，温度梯度是指制冷剂的相变(蒸发、冷凝)的开始温度与结束温度的温度差。
根据这三种成分，能够得到冷冻能力、能源效率优异、温度梯度小且GWP、燃烧性较低的混合制冷剂。因此，若使用这样的混合制冷剂，则能够得到安全性、环境适应性较高且冷冻能力、电源效率优异的冷冻循环装置。
冷冻循环装置的制冷剂的全球变暖潜能值(GWP)为750以下，优选为500以下，更优选为150以下。若GWP为750以下，则成为环境性能优异的制冷剂，对于法令上的限制的适合性较高，不仅能够用于冷冻机，还能够用于空调机。制冷剂的GWP能够通过改变混合制冷剂的组成比来调整。HFC32的GWP＝677，HFC125的GWP＝3500，CF3I的GWP＝0.4。
冷冻循环装置的制冷剂优选25℃时的饱和蒸气压为1.1MPa以上且1.8MPa以下。若饱和蒸气压在该范围内，则相对于使用R32、R410A、R404A等的现有的一般的冷冻循环装置，即使不对***、设计、制冷剂配管的施工法等加以较大的变更，也能够得到同等的冷冻能力、制冷剂的封入性等。制冷剂的饱和蒸气压能够通过改变混合制冷剂的组成比来调整。25℃时的饱和蒸气压为，HFC32：约1.69MPa，HFC125：约1.38MPa，CF3I：约0.5MPa。
对于冷冻循环装置的制冷剂而言，HFC32优选为10重量％以上，更优选为20重量％以上且80重量％以下，进一步优选为20重量％以上且60重量％以下，特别优选为30重量％以上且50重量％以下。并且，HFC125优选为5重量％以上且25重量％以下。并且，CF3I优选为30重量％以上且60重量％以下。若设为这样的组成，则对于含有微燃性的HFC32的混合制冷剂，能够用HFC125进行假共沸化，用CF3I进行低GWP化，并且用少量的HFC125和CF3I使其充分变成不燃性。
冷冻循环装置的制冷剂除了上述三个成分以外，作为其它制冷剂成分，还可以含有CO2、烃、醚、氟醚、氟烯烃、HFC、HFO、HClFO、HBrFO等。
此外，“HFC”示出氢氟烃。“HFO”是由碳原子、氟原子以及氢原子构成的氢氟烯烃，具有至少一个碳-碳双键。“HClFO”由碳原子、氯原子、氟原子以及氢原子构成，具有至少一个碳-碳双键。“HBrFO”由碳原子、溴原子、氟原子以及氢原子构成，具有至少一个碳-碳双键。
作为HFC，例示出二氟甲烷(HFC32)、五氟乙烷(HFC125)、1，1，2，2-四氟乙烷(HFC134)、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC134a)、三氟乙烷(HFC143a)、二氟乙烷(HFC152a)、1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(HFC227ea)、1，1，1，3，3，3-六氟丙烷(HFC236fa)、1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC245fa)、1，1，1，3，3-五氟乙烷(HFC365mfc)。
作为氟烯烃，例示出氟乙烯、氟丙烯、氟丁烯、氯氟乙烯、氯氟丙烯、氯氟丁烯。
作为氟乙烯，示例出1，1-二氟乙烯(HFO1132a)、(E)-1，2-二氟乙烯(HFO1132(E))、(Z)-1，2-二氟乙烯(HFO1132(Z))、三氟乙烷(HFO1123)。
作为氟丙烯，示例出3，3，3-三氟丙烯(HFO1243zf)、1，3，3，3-四氟丙烯(HFO1234ze)、2，3，3，3-四氟丙烯(HFO1234yf)、HFO1225。
作为氟丁烯，示例出C4H4F4(HFO1354)、C4H3F5(HFO1345)、C4H2F6(HFO1336)。
作为氯氟乙烯，示例出C2F3Cl(CTFE)。作为氯氟丙烯，例示出2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯(HCFO1233xf)、1-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯(HCFO1233zd)。
＜冷冻机油＞
作为冷冻循环装置的冷冻机油，能够使用多元醇酯油(POE)。作为冷冻空气调节用的化学合成油，还已知有聚乙烯醚油(PVE)等。但是，当PVE在CF3I的存在下被加热到高温时，容易引起化学反应而劣化。相对于此，若为POE，则即使在CF3I的存在下，也能够长期地得到润滑等作用。并且，POE在滑动面形成难以断裂的油膜，因此无论有无极压剂，都能够得到良好的润滑性。
多元醇酯油能够通过多元醇与一元脂肪酸的缩合反应而得到。作为多元醇，可以举出新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等。作为一元脂肪酸，可以举出正戊酸、正己酸、正庚酸、正辛酸、2-甲基丁酸、2-甲基戊酸、2-甲基己酸、2-乙基己酸、异辛酸、3，5，5-三甲基己酸等。作为多元醇、一元脂肪酸，可以使用一种，也可以使用多种。
作为多元醇酯油，优选由下述化学式(1)表示的季戊四醇系化合物、或者由下述化学式(2)表示的二季戊四醇系化合物、或者它们的混合物。[其中，化学式(1)及(2)中，R1表示碳原子数4～9的烷基，可以彼此相同也可以不同。]
化学式1
Figure BDA0003314452720000141
化学式2
Figure BDA0003314452720000142
作为R1，可以为直链烷基及支链烷基中的任一种。作为R1的具体例，可以举出正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、3-戊基、叔戊基、新戊基、1-乙基戊基、异己基、2-乙基己基等。
由化学式(1)表示的季戊四醇系化合物以及由下述化学式(2)表示的二季戊四醇系化合物优选仅具有支链烷基作为R1。当被支链烷基置换时，酯基难以与混入到制冷剂回路内的水分等反应，因此能够抑制冷冻机油的劣化。
此外，作为一般的冷冻机油，除了多元醇酯油以外，还已知聚亚烷基二醇油、石蜡系矿物油、环烷系矿物油、聚α烯烃油、软型烷基苯油等。但是，上述油在与含有CF3I的混合制冷剂并用的情况下，在热化学方面不稳定而容易反应，因此作为冷冻机油是不适合的。
冷冻循环装置的冷冻机油优选40℃时的运动粘度为22mm2/s以上且84mm2/s以下。若在该范围内，则即使在低温时也能够得到与制冷剂的充分的相溶性，因此能够在各种形式的密闭型电动压缩机中无障碍地使用。无论压缩机的形式如何，都能够适当地确保压缩机的滑动部的润滑性、与制冷剂相溶时的压缩室的密闭性。
冷冻机油的运动粘度可以主要通过改变多元醇酯油的组成来调整。冷冻机油的运动粘度能够基于ISO(International Organization for Standardization、国际标准化机制)3104、ASTM(American Society for Testing and Materials、美国材料试验协会)D445、D7042等规格来测定。
冷冻循环装置的冷冻机油在与制冷剂一起被封入到制冷剂回路内的状态下，优选水分量保持在300重量ppm以下。冷冻机油的水分量更优选为200重量ppm以下，进一步优选为150重量ppm以下，特别优选为100重量ppm以下。
通常，冷冻机油的水分量在制造时减少。但是，水分在向压缩机填充时混入到冷冻机油中，或者侵入到冷冻机油循环的制冷剂回路内。制冷剂回路内的水分在冷冻循环装置运转时并非局部存在为制冷剂的相，而是主要局部存在为冷冻机油的相。
若冷冻机油的水分量降低到300重量ppm以下，则水分与CF3I、POE的反应量变得极小，因此能够大幅度地抑制CF3I、POE的加水分解。认为若CF3I的分解受到抑制，则不会生成碘化氢，由与碘化氢的反应引起的碘化铜的生成也受到抑制。因此，能够长期地抑制制冷剂自身的劣化、冷冻机油的劣化、阀、泵等设备的动作不良。
冷冻机油的水分量例如能够通过冷冻机油的干燥处理、填充冷冻机油时的气氛的调整、在安装制冷剂配管时实施的抽真空的减压程度(真空度等)、向制冷剂回路设置干燥器、干燥剂等来减少。上述减少水分量的方法可以适当组合使用。
冷冻机油的水分量能够从制冷剂回路内提取正与制冷剂相溶的冷冻机油作为测定试样，使用卡尔费休式电量滴定法来测定。冷冻机油中的水分量(油中水分量)的测定能够根据JIS K 2275-3：2015“原油及石油产品-水分的求法-第三部：卡尔费休式电量滴定法”来进行。
冷冻机油的总酸值优选在从向制冷剂回路内的初期封入时到测定总酸值的试验结束时为止保持在0.1mgKOH/g以下。冷冻机油的总酸值更优选为0.05mgKOH/g以下，进一步优选为0.03mgKOH/g以下。
总酸值作为冷冻机油的劣化指标来使用，数值越大则意味着冷冻机油越劣化。在将含有CF3I的混合制冷剂与冷冻机油并用的情况下，不仅有冷冻机油的加水分解、氧化，还有基于CF3I的反应的酸性成分的生成，冷冻机油的总酸值变高。若总酸值超过0.1mgKOH/g，则有产生制冷剂配管等金属材料的腐蚀、压缩机的滑动部的润滑不良的担忧。
相对于此，若冷冻机油的总酸值降低到0.1mgKOH/g以下，则大幅度地抑制金属材料的腐蚀、滑动部的润滑不良。另一方面，在不抑制CF3I的反应的情况下，即，在不进行制冷剂配管的材料的选择、冷冻机油的水分量的减少的情况下、在使用POE以外的材料作为冷冻机油的情况下、在未向冷冻机油添加添加剂的情况下，直到在50～150℃下测定与504个小时的加速劣化试验相当的运转时间后的总酸值的试验结束时为止，难以将总酸值保持在0.1mgKOH/g以下。
冷冻机油的总酸值主要能够通过向冷冻机油添加添加剂、减少冷冻机油的水分量来减小。并且，铜有可能在金属表面上与CF3I自身直接反应，也能够通过制冷剂配管的材料、尤其是在冷冻循环的运转中制冷剂变成约70℃以上的高温的区间的材料的选择来减小。总酸值定义为中和1g油中所含的总酸性成分所需的氢氧化钾(KOH)的毫克(mg)数。总酸值的测定能够根据JIS K 2501：2003“石油产品及润滑油-中和值试验方法”来进行。
冷冻循环装置的冷冻机油可以添加润滑性提高剂、抗氧化剂、稳定剂、酸捕捉剂、消泡剂、金属钝化剂等作为添加剂。
作为润滑性提高剂，能够使用由在热化学方面稳定的磷酸三酯构成的极压剂，例如磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三二甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯、三(2-乙基己基)磷酸酯等。
极压剂在作为添加剂添加的情况下，相对于冷冻机油100质量％优选为0.1质量％以上且2.0质量％以下。但是，POE即使不添加极压剂，润滑性也良好。并且，磷酸三酯类等磷酸酯容易分解成在CF3I的反应中产生的氟化氢等劣化生成物。因此，也可以不向POE添加极压剂。
作为抗氧化剂，例如能够使用DBPC(2，6-二叔丁基对甲酚)等酚系抗氧化剂等。通常，冷冻机油中为抗氧化剂难以被消耗的环境。但是，在使用含有CF3I的混合制冷剂的情况下，生成具有氧化力的碘酸(HIO3)等，因此优选使用抗氧化剂。
抗氧化剂相对于冷冻机油100质量％优选为0.1质量％以上且21.0质量％以下。
作为酸捕捉剂，例如能够使用脂肪族环氧化合物、脂环式环氧化合物、单萜化合物等。脂肪族环氧化合物在低温下与水分反应，因此能够在运转的初期迅速地捕捉冷冻机油所含的水分。并且，能够高效地捕捉在CF3I的反应中产生的酸性物质。脂环式环氧化合物长期残留在制冷剂回路内，示出持续抑制总酸值的作用。
作为脂肪族环氧化合物，例如可以举出烷基缩水甘油酯化合物、烷基缩水甘油醚化合物等。作为烷基缩水甘油酯化合物，优选键合有碳原子数4～12的烷基的单缩水甘油酯。作为烷基缩水甘油醚化合物，优选键合有碳原子数4～12的烷基的单缩水甘油醚。
脂肪族环氧化合物的烷基可以为直链状，也可以为支链状。作为烷基的具体例，可以举出正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、3-戊基、叔戊基、新戊基、1-乙基戊基、异己基、2-乙基己基等。
作为脂环式环氧化合物，例如可以举出1，2-环氧环己烷、1，2-环氧环戊烷、3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己烷羧酸酯、双(3，4-环氧环己基甲基)己二酸酯、外-2，3-环氧降莰烷、双(3，4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、2-(7-氧杂双环[4.1.0]庚-3-基)-螺(1，3-二氧六环-5，3’-[7]氧杂双环[4.1.0]庚烷、4-(1’-甲基环氧乙基)-1，2-环氧-2-甲基环己烷、4-环氧乙基-1，2-环氧环己烷等。
酸捕捉剂相对于冷冻机油100质量％优选为0.1质量％以上且2.0质量％以下。作为酸捕捉剂，优选并用脂肪族环氧化合物和脂环式环氧化合物。
接下来，对在本实施方式的冷冻循环装置中使用的制冷剂配管的详细情况进行说明。
在本实施方式的冷冻循环装置中，作为在冷冻循环的运转中制冷剂变成70℃以上的高温的区间的制冷剂配管，使用铜的含量较低的金属管。作为铜的含量较低的金属管，能够使用Cu量低于0.5质量％的金属管，例如钢管、不锈钢管、铝管、铝合金管等。
在现有的空调机等冷冻循环装置中，从机械强度、加工性高、材料成本低等观点出发，使用铜管作为制冷剂配管。一般的制冷剂配管是铜及铜合金的无缝管。作为制冷剂配管的材料，使用作为无氧铜的合金编号C1020、作为磷脱氧铜的合金编号C1220、C1201等。
通常，制冷剂配管的规格需要遵循在高压气体安全法、冷冻安全规则、冷冻安全规则相关例示基准中规定的技术上的基准。通常，制冷剂配管的耐压种类、最小壁厚从在JISB 8607：2020的附录中举出的制冷剂配管用铜及铜合金管中选定。
对于构成现有的制冷剂配管的铜而言，在使用含有CF3I的混合制冷剂的情况下，确认到通过CF3I的反应在铜管的内表面生成CuI。铜不仅与在CF3I和水分等的反应中产生的碘化氢等反应，还可能在金属表面上与CF3I自身直接反应。
确认到CuI的生成量在制冷剂回路中的铜管中的制冷剂变成约70℃以上的高温的区间较多。尤其是，在与压缩机的喷出侧连接的制冷剂配管中明显多，压缩机与四通阀之间的区间成为主要的产生源。CuI形成为附着于铜管的内表面的形态的粒状物、淤渣，但确认到从铜管的内表面剥离而在制冷剂回路中循环且积存于制冷剂回路内的狭窄的部位。
例如，在CuI流入到四通阀、膨胀阀等阀主体内的情况下，在流路产生堵塞，或者在阀芯、阀杆的滑动部产生咬入，成为动作不良的主要原因。并且，密闭型压缩机在旋转轴内、曲柄周边具备供油泵，但在CuI流入到压缩机的情况下，堆积于供油泵的流路内、供油用凹处等，由供油不足引起动作不良。
并且，CuI的粒状物、淤渣有可能不仅含有CuI，还含有机成分、金属皂等二次反应生成物。作为二次反应生成物，可以是CF3I自身、由CF3I的反应产生的反应生成物与冷冻机油、制冷剂回路中的密封材料等有机材料、来自金属材料的金属离子等反应的反应生成物。
CuI、二次反应生成物的生成不仅意味着提高设备的动作不良的可能性，还意味着CF3I的分解、制冷剂的劣化正在进行。当CF3I的分解进行时，制冷剂的阻燃性变差，并且可能GWP因三氟甲烷(HFC23)等的生成而增大。并且，CuI与二次反应生成物合成，可能容易引起淤渣的堆积、堵塞。
并且，构成现有的制冷剂配管的铜有可能与CF3I自身直接反应，也有可能积极地促进制冷剂自身的劣化。构成制冷剂配管的铜的金属表面有可能在未离子化的状态下催化地作用于CF3I等。在这样的情况下，即使制冷剂回路内的水分量减少，也可能以制冷剂变成高温的部位为起始进行CF3I自身的分解。
针对这样的铜管的使用所引起的问题，当使用铜的含量较低的金属管作为在冷冻循环的运转中制冷剂变成70℃以上的高温的区间的制冷剂配管时，CuI、二次反应生成物的生成受到抑制，因此能够防止CuI、二次反应生成物粘着、堆积于阀、供油泵等。并且，由于铜管与CF3I的直接反应减少，所以认为能够抑制制冷剂自身的劣化。因此，尽管使用含有CF3I的混合制冷剂，也能够抑制制冷剂的劣化，减少由制冷剂的反应产生的CuI的生成量，得到长期地防止各种阀、供油泵等设备的动作不良的能源效率、运转可靠性较高的冷冻循环装置。
作为阀的具体例，可以举出四通阀、室外膨胀阀、向对过冷却制冷剂进行换热的换热器输送过冷却制冷剂的过冷却膨胀阀、内置于压缩机的喷出配管等或压缩机而具备的止回阀、使由冷凝器产生的过冷却制冷剂朝向压缩机旁通的旁通回路所具备的过冷却旁通止回阀、室内膨胀阀、制冷剂回路中的安全阀、多联式空调器所具备的切换阀等。作为供油泵，可以举出利用压力差进行提升油的供油用狭缝、螺杆泵、齿轮泵等各种机构所形成的结构。
使用铜的含量较低的金属管的冷冻循环装置是高楼用多联式空调器、室内空调器、封装式空调器等，装置的种类没有特别限制，但优选为大型的空调机，特别优选为具备多个室内机的高楼用多联式空调器。
大型的空调机的制冷剂封入量较多，制冷剂配管的配管长度较长，也存在压缩机并列形成的情况。在这样的空调机中，若使用含有CF3I的混合制冷剂，且使用铜管作为在冷冻循环的运转中制冷剂变成高温的区间的制冷剂配管，则产生大量的CuI。在制冷剂回路中存在不溶物容易积存的部位，在该情况下，大量的CuI集中于该部位，因此容易引起设备的动作不良等。
相对于此，在大型的空调机中，当使用铜的含量较低的金属管作为在冷冻循环的运转中制冷剂变成约70℃以上的高温的区间的制冷剂配管时，制冷剂回路内的CuI的生成量大幅度地减少，因此能够防止大量的CuI的集中所导致的设备的动作不良，在这一点上是有效的。
对于在制冷剂变成高温的区间中使用的铜的含量较低的金属管而言，形成管的材料的Cu量小于0.5质量％，优选为0.4质量％以下，更优选为0.3质量％以下，进一步优选为0.2质量％以下，更进一步优选为0.1质量％以下。当Cu量小于0.5质量％左右时，即使在冷冻循环的运转中变成约70℃以上的高温的部位，也能够充分地抑制CuI的生成、制冷剂自身的劣化，因此能够适当地作为制冷剂配管来使用。
作为铜的含量较低的金属管，根据制冷剂配管所要求的耐压，将Cu量至少小于0.5质量％的钢管、不锈钢管、铝管、铝合金管等设为满足每种材料且满足每种外径的最小壁厚的尺寸来使用。上述金属管可以是挤出管及拉拔管中的任一种。并且，也可以实施镀敷、阳极氧化处理等表面处理、防锈涂装等涂层。但是，也可以不对管内表面实施涂层。
作为钢管，优选在JIS G 3454：2017中规定的压力配管用碳素钢钢管。作为钢管的优选材料，可以举出Cu量为0.5质量％以下的STPG370、STPG410等。
STPG370以质量％计，C：0.25％以下，Si：0.35％以下，Mn：0.30～0.90％，P：0.040％以下，S：0.040％以下，拉伸强度：370N/mm2以上，屈服强度：215N/mm2以上，伸长率：根据试验片为16～30％以上。
STPG410以质量％计，C：0.30％以下，Si：0.35％以下，Mn：0.30～1.00％，P：0.040％以下，S：0.040％以下，拉伸强度：410N/mm2以上，屈服强度：245N/mm2以上，伸长率：根据试验片为11～25％以上。
作为不锈钢管，优选在JIS G 3459：2016中规定的配管用不锈钢管。作为不锈钢管的优选材料，可以举出Cu量为0.5质量％以下的SUS304、SUS316等。
SUS304以质量％计，C：0.08％以下(H：0.04～0.10％、L：0.030％以下)、Si：1.00％以下(H：0.75％以下)、Mn：2.00％以下、P：0.045％以下(H：0.040％以下)、S：0.030％以下、Ni：8.00～11.00％(L：9.00～13.00％)、Cr：18.00～20.00％、拉伸强度：520N/mm2以上(L：480N/mm2以上)、屈服强度：205N/mm2以上(L：175N/mm2以上)、伸长率：根据试验片为22～35％以上。
SUS316以质量％计，C：0.08％以下(H：0.04～0.10％、L：0.030％以下)、Si：1.00％以下(H：0.75％以下)、Mn：2.00％以下、P：0.045％以下(H：0.030％以下)、S：0.030％以下、Ni：10.00～14.00％(H：11.00～14.00％、L：12.00～16.00％)、Cr：16.00～18.00％、拉伸强度：520N/mm2以上(L：480N/mm2以上)、屈服强度：205N/mm2以上(L：175N/mm2以上)、伸长率：根据试验片为22～35％以上。
作为铝管及铝合金管，优选在JIS H 4080：2015中规定的铝及铝合金无缝管。作为铝合金管的优选材料，可以举出Cu量为0.5质量％以下的A1070、A1100、A3003、A3004、A3005、A3103、A6061、A6063等。
A1070以质量％计，Si：0.20％以下、Fe：0.25％以下、Cu：0.04％以下、Mn：0.03％以下、Mg：0.03％以下、Zn：0.04％以下、V：0.05％以下、Ti：0.03％以下、其它元素：分别为0.03％以下、挤出管的拉伸强度：55N/mm2以上、挤出管的屈服强度：15N/mm2以上、拉拔管的拉伸强度：根据质量为55N/mm2以上且95N/mm2以下～120N/mm2以上。
A1100以质量％计，Si+Fe：0.95％以下、Cu：0.05～0.20％、Mn：0.05％以下、Zn：0.10％以下、其它元素：分别为0.05％以下、合计为0.15％以下、挤出管的拉伸强度：75N/mm2以上、挤出管的屈服强度：20N/mm2以上、挤出管的伸长率：25％以上、拉拔管的拉伸强度：根据质量为75N/mm2以上且110N/mm2以下～155N/mm2以上。
A3003以质量％计，Si：0.6％以下、Fe：0.7％以下、Cu：0.05～0.20％、Mn：1.0～1.5％、Zn：0.10％以下、V：0.05％以下、其它元素：分别为0.03％以下、合计为0.15％以下、挤出管的拉伸强度：95N/mm2以上、挤出管的屈服强度：35N/mm2以上、拉拔管的拉伸强度：根据质量为95N/mm2以上且125N/mm2以下～185N/mm2以上、拉拔管的屈服强度：根据质量为35N/mm2以上～165N/mm2以上、拉拔管的伸长率：根据质量为30％以上～2％以上。
A3103以质量％计，Si：0.50％以下、Fe：0.7％以下、Cu：0.10％以下、Mn：0.9～1.5％、Mg：0.30％以下、Cr：0.10％以下、Zn：0.20％以下、Zr+Ti：0.10％以下、其它元素：分别为0.05％以下、合计为0.15％以下、挤出管的拉伸强度：根据质量为95N/mm2～95N/mm2以上125N/mm2以下、挤出管的屈服强度：35N/mm2以上、挤出管的伸长率：20％以上、拉拔管的拉伸强度：根据质量为95N/mm2以上～95N/mm2以上125N/mm2以下、拉拔管的屈服强度：根据质量为35N/mm2以上～165N/mm2以上、拉拔管的伸长率：根据质量为30％以上～2％以上。
A6061以质量％计，Si：0.40～0.8％、Fe：0.7％以下、Cu：0.15～0.40％、Mn：0.15％以下、Mg：0.8～1.2％、Cr：0.04～0.35％、Zn：0.25％以下、Ti：0.15％以下、其它元素：分别为0.05％以下、合计为0.15％以下、挤出管的拉伸强度：根据质量为145N/mm2以下～265N/mm2以上、挤出管的屈服强度：根据质量为110N/mm2以下～245N/mm2以上、挤出管的伸长率：16％以上～8％以上、拉拔管的拉伸强度：根据质量为145N/mm2以下～295N/mm2以上、拉拔管的屈服强度：根据质量为100N/mm2以下～245N/mm2以上、拉拔管的伸长率：根据质量为20％以上～10％以上。
A6063以质量％计，Si：0.20～0.6％、Fe：0.35％以下、Cu：0.10％以下、Mn：0.10％以下、Mg：0.45～0.9％、Cr：0.10％以下、Zn：0.10％以下、Ti：0.10％以下、其它元素：分别为0.05％以下、合计为0.15％以下、挤出管的拉伸强度：根据质量为135N/mm2以下～245N/mm2以上、挤出管的屈服强度：根据质量为60N/mm2以下～200N/mm2以上、挤出管的伸长率：16％以上～8％以上、拉拔管的拉伸强度：根据质量为125N/mm2以下～275N/mm2以上、拉拔管的屈服强度：根据质量为75N/mm2以上～240N/mm2以上、拉拔管的伸长率：根据质量为16％以上～5％以上。
作为铝合金管的材料，在Cu量为0.5质量％以上的方面，不推荐A2011、A2014、A4032、A7075等。铝管、铝合金管与铜管相比机械强度较低，因此必须增加管的壁厚。
铜的含量较低的金属管在作为在内表面承受压力的压力配管来使用的情况下，需要设为由以下的修改式(I)求出的最小厚度以上(参照冷冻安全规则相关示例基准23.6.1)。
t＝P·Do/(2·σa·η+0.8P)···(I)
此处，t表示管的最小厚度(mm)，P表示设计压力(MPa)，Do表示管的外径(mm)，σa表示材料的允许拉伸应力(N/mm2)，η表示焊接接头的效率。
铜的含量较低的金属管优选至少用于压缩机与四通阀之间的区间。压缩机与四通阀之间的区间是由于制冷剂的温度为70℃以上而容易生成CuI的区间。因此，若使用铜的含量较低的金属管作为这样的区间的制冷剂配管，则能够有效地减少制冷剂回路内的CuI的生成量。在铜的含量较低的金属管中，也可以形成用于防止逆流的U形捕集器、用于抑制振动的曲部。
铜的含量较低的金属管在压缩机与四通阀之间设置油分离器的情况下，优选用于至少连接压缩机与油分离器的制冷剂配管，更优选用于连接压缩机与油分离器的制冷剂配管和连接油分离器与四通阀的制冷剂配管这两者。另外，在为了防止振动、液锤、噪音等而在压缩机的喷出侧设置金属制波纹管等挠性管的情况下，优选用于与挠性管连接的制冷剂配管。
铜的含量较低的金属管除了用于压缩机与四通阀之间的区间以外，还可以用于制冷剂回路中的其它区间。作为制冷剂回路中的其它区间的具体例，可以举出四通阀与室外换热器之间的区间、四通阀与室内换热器之间的区间等。但是，从机械强度、加工性高、材料成本低等观点出发，这些区间、室外换热器与室内换热器之间的区间等优选由铜管构成。
四通阀可以是黄铜制、不锈钢制等中的任一种。铜的含量较低的金属管与四通阀、压缩机的喷出侧的连接可以根据材质通过使用银焊料、铜焊料、黄铜焊料、镍焊料、铝焊料等的钎焊、熔接、共晶压接等来进行。在压缩机的喷出侧等，为了防止异种金属的接触、振动引起的疲劳破坏等，可以使用接头。
根据以上的本实施方式的冷冻循环装置，作为在冷冻循环的运转中制冷剂变成约70℃以上的高温的区间的制冷剂配管，使用铜的含量较低的金属管，因此尽管使用含有CF3I的混合制冷剂，但CuI、有机成分、金属皂等的生成量减少，长期地防止由堵塞等引起的设备的动作不良。由于铜与CF3I自身的直接反应也得到抑制，因此在超过相当于50～150℃时504个小时的加速劣化试验的运转时间的长时间内，能够将冷冻机油的总酸值保持在0.1mgKOH/g以下。另外，在制冷剂为低温的区间使用铜管的情况下，这样低的总酸值有可能向减少铜管与碘化氢的反应的方向起作用。因此，能够提供使用含有兼得低GWP和低燃烧性的CF3I的混合制冷剂的能源效率、运转可靠性高的冷冻循环装置。
以上，对本发明的冷冻循环装置的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离技术范围的情况下包括各种变形例。例如，上述实施方式并不限定于必须具备所说明的所有结构。另外，能够将某实施方式的结构的一部分置换为其它结构，或者在某实施方式的结构中添加其它结构。另外，对于某实施方式的结构的一部分，也能够进行其它结构的追加、结构的删除、结构的置换。
[实施例]
以下，示出实施例对本发明进行具体说明，但本发明的技术范围并不限定于此。
＜试验1～35＞
对于含有三氟碘甲烷(CF3I)的混合制冷剂、冷冻机油和制冷剂配管的管材的组合，为了评价碘化金属的生成倾向，进行使用高压釜的加热引起的加速劣化试验。
作为制冷剂，使用假定为高楼用多联式空调器的HFC32：HFC125：CF3I＝50质量％：10质量％：40质量％的混合制冷剂。
对于试验1～15，作为冷冻机油，使用以下的多元醇酯油(记号POE)。此外，在各冷冻机油中配合作为抗氧化剂的DBPC(2，6-二叔丁基对甲酚)0.25重量％。另外，配合0.5重量％的作为脂环式环氧化合物的CGE(3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己烷羧酸酯)。
(记号POE)受阻型多元醇酯油(季戊四醇系的2-乙基己酸/3，5，5-三甲基己酸的混合脂肪酸酯油、40℃时的运动粘度＝64.9mm2/s)
关于试验16～20，作为冷冻机油，使用不含添加剂的多元醇酯油的基础油(记号POE-B)。
关于试验21～35，作为冷冻机油，使用以下的聚乙烯醚油(符号PVE)。此外，在各冷冻机油中配合0.3重量％的作为抗氧化剂的DBPC(2，6-二叔丁基对甲酚)。另外，配合0.3重量％的环氧系的酸捕捉剂。另外，配合1.0重量％的作为极压剂的TCP(磷酸三甲苯酯)。
(符号PVE)聚乙烯基醚油(为烷氧基乙烯基的聚合物且烷氧基为乙氧基和异丁氧基的共聚物醚油，40℃时的运动粘度＝66.8mm2/s)
(使用高压釜的加速劣化试验)
加速劣化试验按照以下的步骤进行。首先，在清洗过的高压釜(耐压：最大20MPa、内容积：220mL)中放入聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene：PTFE)制的容器。然后，在该PTFE容器中加入24g的冷冻机油和金属管(外径：6.35mm、壁厚：1.2mm、长度：50mm)。
金属管的材质为铜(磷脱氧铜：C1220)、不锈钢(奥氏体系不锈钢：SUS304)、铝合金(添加锰的铝合金：A3005)这三种。金属管在针对每个冷冻机油准备的各PTFE容器中各放入两根。冷冻机油将初期的水分量调节为小于100重量ppm。冷冻机油的水分量根据JIS K2275-3通过卡尔费休式电量滴定法进行测定。
接着，将装有冷冻机油和金属管的PTFE容器的高压釜减压到100Pa以下并抽真空后，导入12g的制冷剂进行密闭。然后，将该高压釜放入恒温槽中进行加热。加热时间为504个小时。加热温度为50℃、75℃、100℃、125℃、150℃中的任一个。75～125℃相当于实机中的高温区域。加热后将PTFE容器开封，测定冷冻机油的总酸值和色相、金属管的重量变化。
总酸值按照JIS K 2501：2003“石油产品及润滑油-中和值试验方法”进行测定。色相根据JIS K 2580：2003“石油产品-颜色试验方法”以ASTM色进行试验。金属管的重量变化是测定与试验前相比的重量的增加量，以表面积的每单位面积(m2)的重量变化量的形式求出。重量的增加量可以说示出金属管的反应所产生的生成物、制冷剂或冷冻机油的反应所产生的生成物等的合计重量。
图3是观察150℃的加速劣化试验后的金属管的表面的扫描型电子显微镜图像。
图3中示出在含有CF3I的混合制冷剂和冷冻机油的存在下，将金属管加热到150℃的高温而使其加速劣化后，用扫描型电子显微镜(Scanning Electron Microscope：SEM)观察金属管的表面的结果。如图3所示，在铜管的情况下，在表面确认到微细的粒状的生成物。另一方面，在不锈钢管、铝合金管的情况下，几乎看不到生成物。
接着，利用SEM-EDX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy：能量色散X射线光谱法)对金属管的表面进行元素分析。其结果，铜管中产生的生成物的化学组成为碳C：4.6质量％、碘I：61.7质量％、铜Cu：33.7质量％。铜管中产生的生成物由碘与铜的摩尔比推定为碘化铜(CuI)，含有有机成分等。另一方面，在不锈钢管或铝合金管的情况下，未检测到碘等卤素。
表1及表2中示出关于试验1～35的冷冻机油的色相、冷冻机油的总酸值、金属管的重量变化的测定结果。
表1
Figure BDA0003314452720000271
表2
Figure BDA0003314452720000281
试验1～15使用添加有添加剂的多元醇酯油作为冷冻机油，但试验后的冷冻机油的总酸值相对于初始值(0.01mgKOH/g以下)被抑制为小的增加。总酸值在全部温度和管材的情况下为0.1mgKOH/g以下，冷冻机油的劣化得到充分抑制。
金属管的重量变化在铜管的情况下最大，其次铝合金管大，不锈钢管最小。金属管的重量变化显示出温度越高则越大的倾向。可知碘化金属等的生成量在铜管的情况下较多，越是高温则越增加。在铜管的情况下，在75～150℃时，产生0.5g/m2以上的大的重量变化，相对于此，在50℃时，停留在小的重量变化。
根据这些结果可知，不锈钢管、铝合金管即使在高温的制冷剂配管内，也能够抑制碘化金属等卤化金属的生成。另外，即使是现有的铜管，只要是低于约75℃的温度，就能够抑制碘化铜的生成，因此可以说能够作为在冷冻循环的运转中不会变成高温的部位的制冷剂配管使用。
试验16～20使用不含添加剂的多元醇酯油的基础油作为冷冻机油，试验后的冷冻机油的总酸值与试验1～15相比大幅度地增加。金属管的重量变化在50℃的低温下也发生。即使在使用多元醇酯油作为冷冻机油的情况下，在未添加适当的添加剂的情况下，也可以说难以将总酸值保持为0.1mgKOH/g以下、将碘化金属等的生成量保持为0.5g/m2以下。
试验21～35使用聚乙烯基醚油作为冷冻机油，试验后的冷冻机油的总酸值与试验1～15相比，显示出高倾向。尤其是在铜管的情况下，总酸值大幅度地增加到0.1mgKOH/g以上。金属管的重量变化显示出比试验1～15大的倾向。
尤其是，如试验21～25所示，在铜管的情况下，即使在50℃的低温下，总酸值也显著增加到0.1mgKOH/g以上，金属管的重量变化也显著变大。在75～150℃时，总酸值、重量变化进一步增大。由这些结果可知，在使用了铜管的制冷剂回路中，不推荐聚乙烯基醚油。
另外，如试验26～30所示，在不锈钢管的情况下，在50～100℃时，总酸值被抑制，金属管的重量变化也变小。但是，在高于100℃的温度下，总酸值稍微增加，并且金属管的重量变化大到0.5g/m2以上。可知在使用聚乙烯基醚油的情况下，即使是不锈钢管也无法成为充分的对策，优选多元醇酯油。
另外，如试验31～35所示，在铝合金管的情况下，在50～75℃时，总酸值被抑制，金属管的重量变化也变小。但是，在高于75℃的温度下，与不锈钢管的情况相比，总酸值增加，并且金属管的重量变化变大。在使用聚乙烯基醚油的情况下，可知即使是铝合金管也不能成为充分的对策，与不锈钢管相比有可能发生反应，优选多元醇酯油。
＜实施例1＞
在图1所示的冷冻循环装置中，将压缩机与四通阀之间的制冷剂配管变更成不锈钢管(材质：SUS304、外径：15.88mm、壁厚：1.0mm)，实施高速高负荷条件下的3000个小时的耐久试验。
作为冷冻循环装置，使用了搭载有涡旋式的密闭型电动压缩机且冷冻能力为28kW的高楼用多联式空调器用的装置。压缩机的转速为6000min－1。在马达的铁芯与线圈的绝缘中，使用了厚度为250μm的耐热PET膜(B种，温度指数：130℃)。线圈使用实施了聚酯酰亚胺-酰胺酰亚胺的双重涂布的双重被覆铜线。
作为制冷剂，与试验1～35相同，使用设想为高楼用多联式空调器的HFC32：HFC125：CF3I＝50质量％：10质量％：40质量％的混合制冷剂。制冷剂在制冷剂回路内封入8000g。作为冷冻机油，与试验1～15相同地使用添加有添加剂的多元醇酯油，在压缩机内封入1500mL。
＜比较例1＞
在图1所示的冷冻循环装置中，用现有的铜管(材质：C1220、外径：15.88mm、壁厚：1.2mm)构成压缩机与四通阀之间的制冷剂配管，与实施例1相同地实施高速高负荷条件下的3000个小时的耐久试验。
(耐久试验)
实施例1的冷冻循环装置和比较例1的冷冻循环装置运转了3000个小时。然后，切断压缩机与四通阀之间的制冷剂配管，切出内表面，用扫描型电子显微镜观察劣化生成物的生成、附着的状态。
图4是观察与压缩机的喷出侧连接的制冷剂配管的耐久试验后的表面的扫描型电子显微镜图像。
如图4所示，在压缩机与四通阀之间的制冷剂配管为不锈钢管的实施例1中，在耐久试验后的不锈钢管的内表面几乎没有发现生成物。另一方面，在压缩机与四通阀之间的制冷剂配管为铜管的比较例1中，在耐久试验后的铜管的内表面确认到大量的生成物的附着。
在为不锈钢管的实施例1中，利用SEM-EDX对耐久试验后的制冷剂配管的内表面进行元素分析，结果未检测到碘等卤素。另外，将耐久试验后的室外换热器的室外膨胀阀和室内膨胀阀解体，观察异物的附着的状态，结果在任一膨胀阀中均未确认到异物的附着。另外，在任意的膨胀阀中，都不发生阀座泄漏，动作电压在标准的范围内。在压缩机的供油泵的吸入口仅存在微量的碘化铜等堆积物。
另一方面，在作为铜管的比较例1中，将耐久试验后的室外换热器的室外膨胀阀和室内膨胀阀解体，观察异物的附着的状态，结果在任一膨胀阀中，都确认了在阀芯的周边附着有大量的异物。另外，在室外换热器的室外膨胀阀中，发生阀座泄漏，在室内膨胀阀中，动作电压处于标准的范围外。在具有压缩机的供油泵的吸入口的供油泵壳体的底部，确认到大量的碘化铜等堆积物。
从以上的结果确认到，关于使用含有兼得低GWP和低燃烧性的CF3I的混合制冷剂的冷冻循环装置，当使用铜的含量较低的金属管作为在冷冻循环的运转中制冷剂变成高温的区间的制冷剂配管时，减少附着或堆积于阀、供油泵等设备的附着物、堆积物，能够长期地防止上述设备的动作不良。

Claims (2)

1.一种冷冻循环装置，具备：压缩机，其压缩制冷剂；四通阀，其切换由上述压缩机压缩的制冷剂的循环方向；冷凝器，其使从上述四通阀流出的制冷剂冷凝；减压器，其对由上述冷凝器冷凝的制冷剂进行减压；以及蒸发器，其使由上述减压器减压后的制冷剂蒸发，
上述冷冻循环装置的特征在于，
上述制冷剂是含有三氟碘甲烷的混合制冷剂，25℃时的蒸气压力为1.1MPa以上且1.8MPa以下，
上述压缩机是密闭型电动压缩机，在密闭容器内具备压缩机构部和驱动上述压缩机构部的马达，而且填充有对滑动部进行润滑的冷冻机油，
上述冷冻机油是总酸值为0.1mgKOH/g以下的多元醇酯油，
在冷冻循环的运转中，制冷剂变成70℃以上的高温的区间的制冷剂配管是钢管、不锈钢管、铝管或铝合金管。
2.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，
上述制冷剂配管是连接上述压缩机与上述四通阀之间的制冷剂配管。
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