DE60032748T2

DE60032748T2 - Kältevorrichtung

Info

Publication number: DE60032748T2
Application number: DE60032748T
Authority: DE
Inventors: Koichi Kanaoka Factory Sakai-shi KITA; Ryuzaburo Kanaoka Factory Sakai-shi YAJIMA
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: WO2000052397A1; US6739143B1; CN2416444Y; EP1162413A1; CN1233969C; EP1162413A4; EP1162413B1; CN1339099A; ES2278591T3; AU2824000A; DE60032748D1; AU766849B2; HK1044983B; HK1044983A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kältevorrichtungen. Diese Erfindung betrifft noch spezieller eine Kältevorrichtung, die ein einzelnes R32-Kältemittel oder eine Mischung aus Kältemitteln verwendet, die R32 enthalten.
STAND DER TECHNIK
Das Kältemittel R22, das für die Verwendung als Kältemittel in Kältevorrichtungen (z.B. einer Klimaanlagen-Vorrichtung) geeignet ist, wurde in vielen Fällen eingesetzt. Aufgrund seines hohen Ozonabbaupotentials (ODP) ist gemäß dem Protokoll von Montreal geplant, die Verwendung von R22 bis zum Jahr 2020 vollständig zu verbieten. Daher wird jetzt die Entwicklung verschiedener Kältemittel, wie der Kältemittel R407C, R410A und R134a, als Ersatz für R22 vorangetrieben.
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
Obwohl es sich bei diesen Ersatz-Kältemitteln, wie in 10 gezeigt, um Kältemittel mit niedrigem ODP handelt, ist ihr Treibhauspotential (GWP) ähnlich dem von R22. Daher sind die vorgenannten Ersatz-Kältemittel im Hinblick auf eine Verhinderung der globalen Erwärmung kaum akzeptabel.
Ferner bewirkt der Einsatz dieser Ersatz-Kältemittel, daß eine Kältevorrichtung im Vergleich zu den derzeit verwendeten, herkömmlichen Kältemitteln eine niedrigere Leistungsziffer (COP) aufweist. Bei einem Anstieg des Stromverbrauchs steigt die Last beispielsweise von Wärmekraftwerken. Dies führt, abgesehen von der direkten globalen Erwärmung aufgrund der Freisetzung von Kältemittel, indirekt zu einer weiteren Förderung der globalen Erwärmung. Es gibt starke Bestrebungen, Ersatz- Kältemittel zu entwickeln, die wirklich zu einer Verhinderung der globalen Erwärmung beitragen können.
Folglich wird jetzt die Entwicklung eines einzelnen R32-Kältemittels oder einer Mischung aus Kältemitteln, die R32 in großer Menge enthalten, als Ersatz-Kältemittel mit niedrigem GWP-Wert vorangetrieben.
Wenn eine vorhandene Kältevorrichtung, die für R22 ausgelegt ist, einfach nur mit einem einzelnen R32-Kältemittel oder mit einer Mischung aus Kältemitteln, die R32 enthalten, befüllt wird, läßt sich allerdings kein voller Nutzen aus den Merkmalen von R32 ziehen, und es ist unmöglich, die globale Erwärmung in ausreichendem Maße zu verhindern.
P. J. Rapin: "Installations frigorifiques Tome 2" (Kälteanlagen, Band 2), März 1988 (1988-03), Verlag PYC, Bayeux, XP002209540 6997, offenbart eine Kältevorrichtung auf der Grundlage einer Ammoniakanlage mit einer Kältemittelleistung von 93 kW, wobei eine gasseitige Leitung einen Durchmesser von 63 mm aufweist und eine flüssigkeitsseitige Leitung einen Durchmesser von 14 mm.
JP 10 325624 A offenbart die Verwendung einer Mischung der Kältemittel R32 und R125 für eine Kältevorrichtung.
Unter Berücksichtigung der oben dargelegten Probleme wurde die vorliegende Erfindung gemacht. Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kältevorrichtung bereitzustellen, die die Merkmale von R32 gut nutzen kann und wirklich dazu beiträgt, die globale Erwärmung zu verhindern.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um die vorgenannte Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung eine Anordnung bereit, bei der der Durchmesser einer gasseitigen Leitung eines Kältemittelkreislaufs derselbe bleibt wie bei einer herkömmlichen gasseitigen Leitung, während der Durchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung geringer festgelegt wird als bei einer herkömmlichen flüssigkeitsseitigen Leitung, wodurch die Kältemittel-Füllmenge des Kältemittelkreislaufs verringert wird, während die Systemleistung auf demselben Niveau beibehalten wird wie bei der herkömmlichen Technologie.
Mit dem "Durchmesser" ist in jeder der oben beschriebenen Erfindungen ein Innen- oder Außendurchmesser gemeint.
Die Erfindung der vorliegenden Anmeldung ist für eine Kältevorrichtung vorgesehen, die als Kältemittel entweder eine Mischung aus nicht weniger als 75 Gewichtsprozent, aber weniger als 100 Gewichtsprozent R32 und R125 oder ein einzelnes R32-Kältemittel verwendet, die einen Kältemittelkreislauf (10) umfaßt, der einen Kühlzyklus bildet, und die eine Nennkühlleistung von mehr als 5 kW, aber nicht mehr als 9 kW aufweist. In der Kältevorrichtung sind eine flüssigkeitsseitige Leitung (32) und eine gasseitige Leitung (31) des Kältemittelkreislaufs (10) so ausgebildet, daß ein Verhältnis dg/dl, das das Verhältnis des Durchmessers dg der gasseitigen Leitung (31) zum Durchmesser dl der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) angibt, in dem Bereich von 2,1 bis 3,5 liegt.
Bevorzugt liegt das Verhältnis dg/dl in dem Bereich von 2,4 bis 3,2.
Noch bevorzugter liegt das Verhältnis dg/dl in dem Bereich von 2,6 bis 3,0.
Ferner ist eine weitere Erfindung der vorliegenden Anmeldung für eine Kältevorrichtung vorgesehen, die als Kältemittel entweder eine Mischung aus nicht weniger als 75 Gewichtsprozent, aber weniger als 100 Gewichtsprozent R32 und R125 oder ein einzelnes R32-Kältemittel verwendet, die einen Kältemittelkreislauf (10) umfaßt, der einen Kühlzyklus bildet, und die eine Nennkühlleistung von nicht mehr als 5 kW oder mehr als 9 kW aufweist. In der Kältevorrichtung sind eine flüssigkeitsseitige Leitung (32) und eine gasseitige Leitung (31) des Kältemittelkreislaufs (10) so ausgebildet sind, daß ein Verhältnis dg/dl, das das Verhältnis des Durchmessers dg der gasseitigen Leitung (31) zum Durchmesser dl der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) angibt, in dem Bereich von 2,6 bis 3,5 liegt.
Bevorzugt liegt das Verhältnis dg/dl in dem Bereich von 2,8 bis 3,3.
Noch bevorzugter liegt das Verhältnis dg/dl in dem Bereich von 2,9 bis 3,1.
In jeder der vorgenannten Erfindungen kann es sich bei der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) um die Gesamtheit einer Leitung zwischen dem Verflüssigerauslaß und dem Verdampfereinlaß oder um einen Teil davon handeln. Gleichermaßen kann es sich bei der gasseitigen Leitung (31) um die Gesamtheit einer Leitung zwischen dem Verdampferauslaß und dem Verflüssigereinlaß handeln, oder um die Gesamtheit einer Leitung zwischen dem Verdampferauslaß und der Saugseite des Verflüssigers, oder um einen Teil davon.
Bei der gasseitigen Leitung (31) und der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) kann es sich um Verbindungsleitungen handeln, die eine im Gebäudeinneren angeordnete Einheit (17) und eine im Freien angeordnete Einheit (16) verbinden.
Bei der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) kann es sich um eine flüssigkeitsseitige Verbindungsleitung handeln, die die im Gebäudeinneren angeordnete Einheit (17) und die im Freien angeordnete Einheit (16) verbindet.
In den vorgenannten Erfindungen ist es wahrscheinlich, daß die Verbindungsleitungen lang sind, so daß der Effekt der Verringerung der Kältemittel-Füllmenge noch deutlicher erreicht wird.
Ferner handelt es sich bei dem Kältemittel bevorzugt um ein einzelnes R32-Kältemittel.
AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Innendurchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) gegenüber herkömmlichen Systemen, die R22 verwenden, verringert. Dadurch ist es möglich, die Kältemittel-Füllmenge des Kältemittelkreislaufs (10) zu verringern, während gleichzeitig die Leistung auf demselben Niveau beibehalten wird wie bei herkömmlichen Systemen. Demgemäß wird es möglich, ein einzelnes R32-Kältemittel oder eine Mischung aus R32 enthaltenden Kältemitteln im Vergleich zu herkömmlichen Fällen besser auszunutzen. Die Verringerung des GWP-Werts des Kältemittels selbst und die Verringerung der Kältemittel-Füllmenge verringern den Effekt der globalen Erwärmung erheblich. Demgemäß sind die Vorrichtungen für den Umweltschutz geeignet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm des Kältemittelkreislaufs einer Klimaanlagen-Vorrichtung.
2 ist ein Mollier-Diagramm.
3 ist eine Tabelle, die die Berechnungsergebnisse für das Innendurchmesser-Verhältnis der Wärmeübertragungsleitung zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht einer Leitung mit Nuten.
5 ist ein Mollier-Diagramm.
6 ist eine Tabelle, die die Berechnungsergebnisse für das Innendurchmesser-Verhältnis der flüssigkeitsseitigen Leitung zeigt.
7 ist ein Diagramm, das die Durchmesser der gasseitigen Leitung und die Durchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung bezogen auf die Nennkühlleistung zeigt.
8 ist ein Diagramm, das das Verhältnis der Innendurchmesser einer gasseitigen Leitung zu einer flüssigkeitsseitigen Leitung bezogen auf die Nennkühlleistung zeigt.
9 ist ein Diagramm, das das Verhältnis einer R22-Kupferleitung zu einer R32-Kupferleitung zeigt.
10 ist eine Tabelle, die GWP-Werte zeigt.
DIE BESTE ART UND WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
STRUKTUR DER KLIMAANLAGEN-VORRICHTUNG
Wie in 1 gezeigt, handelt es sich bei einer Kältevorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels um eine Klimaanlagen-Vorrichtung (1), die durch Verbinden einer im Gebäudeinneren angeordneten Einheit (17) und im Freien angeordneten Einheit (16) gebildet wird. Ein Kältemittelkreislauf (10) der Klimaanlagen-Vorrichtung (1) verwendet als Kältemittel entweder ein einzelnes R32-Kältemittel (im folgenden als "einzelnes R32-Kältemittel" bezeichnet) oder eine Mischung aus nicht weniger als 75 Gewichtsprozent, aber weniger als 100 Gewichtsprozent R32 und R125 (d.h. ein gemischtes Kältemittel, das einen hohen Anteil an R32-Zusammensetzung aufweist, und das im folgenden als "gemischtes R32/R125-Kältemittel" bezeichnet wird).
Bei dem Kältemittelkreislauf (10) handelt es sich um einen Kältemittelkreislauf, der einen Dampfverdichtungs-Kühl-Zyklus bildet. Der Kältemittelkreislauf (10) wird durch Verbinden, hintereinander und in der angegebenen Reihenfolge, eines Verdichters (11), eines Vierwegehahns (12), eines im Freien angeordneten Wärmetauschers (13), eines Expansionsventils (14), bei dem es sich um einen Expansionsmechanismus handelt, und eines im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (15) mittels einer gasseitigen Leitung (31) und einer flüssigkeitsseitigen Leitung (32) gebildet. Bei diesen Leitungen (31) und (32) handelt es sich um Kältemittelleitungen.
Insbesondere sind die Auslaßseite des Verdichters (11) und ein erster Anschluß (12a) des Vierwegehahns (12) durch eine erste gasseitige Leitung (21) miteinander verbunden. Ein zweiter Anschluß (12b) des Vierwegehahns (12) und der im Freien angeordnete Wärmetauscher (13) sind durch eine zweite gasseitige Leitung (22) miteinander verbunden. Der im Freien angeordnete Wärmetauscher (13) und das Expansionsventil (14) sind durch eine erste flüssigkeitsseitige Leitung (25) miteinander verbunden. Das Expansionsventil (14) und der im Gebäudeinneren angeordnete Wärmetauscher (15) sind durch eine zweite flüssigkeitsseitige Leitung (26) miteinander verbunden. Der im Gebäudeinneren angeordnete Wärmetauscher (15) und ein dritter Anschluß (12c) des Vierwegehahns (12) sind durch eine dritte gasseitige Leitung (23) miteinander verbunden. Ein vierter Anschluß (12d) des Vierwegehahns (12) und die Einlaßseite des Verdichters (11) sind durch eine vierte gasseitige Leitung (24) miteinander verbunden.
Der Verdichter (11), die erste gasseitige Leitung (21), der Vierwegehahn (12), die zweite gasseitige Leitung (22), der im Freien angeordnete Wärmetauscher (13), die erste flüssigkeitsseitige Leitung (25), das Expansionsventil (14) und die vierte gasseitige Leitung (24) sind alle, zusammen mit einem im Freien angeordneten Gebläse (nicht gezeigt), in einer im Freien angeordneten Einheit (16) untergebracht. Andererseits ist der im Gebäudeinneren angeordnete Wärmetauscher (15), zusammen mit einem im Gebäudeinneren angeordneten Gebläse (nicht gezeigt), in einer im Gebäudeinneren angeordneten Einheit (17) untergebracht. Ein Teil der zweiten flüssigkeitsseitigen Leitung (26) und ein Teil der dritten gasseitigen Leitung (23) bilden eine sogenannte Verbindungsleitung zum Verbinden der im Freien angeordneten Einheit (16) und der im Gebäudeinneren angeordneten Einheit (17).
STRUKTUR DES WÄRMETAUSCHERS
Da ein einzelnes R32-Kältemittel oder ein gemischtes R32/R125-Kältemittel eine größere Kühlwirkung pro spezifischem Volumen aufweist als das Kältemittel R22, ist die Kältemittel-Zirkulationsmenge, die zum Erreichen einer bestimmten Leistung erforderlich ist, geringer als bei R22. Daher führt dies in dem Fall, daß ein einzelnes R32-Kältemittel (oder ein gemischtes R32/R125-Kältemittel) verwendet wird, zu einer Verringerung der Kältemittel-Zirkulationsmenge, wenn der Innendurchmesser einer Wärmeübergangsleitung eines Wärmetauschers unveränderlich ist. Der Leitungsdruckverlust ist im Vergleich zu R22 geringer.
Wenn der Innendurchmesser einer Wärmeübergangsleitung eines Wärmetauschers verringert wird, führt dies aufgrund der Verringerung der Wärmeübergangsfläche und des Anstiegs des Kältemitteldruckverlusts allgemein zu einem Abfall der gesamten Systemleistung. Wenn jedoch ein einzelnes R32-Kältemittel oder ein gemischtes R32/R125-Kältemittel verwendet wird, so erreicht es, da seine kältemittelseitige Wärmeübergangsrate in der Wärmeübergangsleitung größer ist als bei R22, dieselbe Gesamtleistung wie R22 oder eine bessere Gesamtleistung als R22, selbst wenn der Leitungsdruckverlust bis zu einem Niveau ansteigt, das R22 entspricht.
Abgesehen von dem oben Dargelegten ist in dem im Freien angeordneten Wärmetauscher (13) der größte Abschnitt, der Kältemittel beinhaltet, der Kältemittelkreislauf (10). Wenn folglich der Durchmesser der Wärmeübergangsleitung des im Freien angeordneten Wärmetauschers (13) verringert wird, wird es dementsprechend möglich, die Kältemittel-Füllmenge wirksam zu verringern. Ferner verringert eine solche Verringerung des Durchmessers der Wärmeübergangsleitung die Abmessungen des im Freien und des im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (13) und (15), wodurch es möglich wird, eine kompaktere Bauform der im Freien und der im Gebäudeinneren angeordneten Einheit (16) und (17) zu fördern.
Deshalb wird in der Klimaanlagen-Vorrichtung (1) des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Durchmesser der Wärmeübergangsleitungen für den im Freien und den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (13) und (15) solchermaßen verringert, daß der Leitungsdruck auf dasselbe Niveau abfällt wie bei R22. Insbesondere wird in der Klimaanlagen-Vorrichtung (1) des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Änderung der Kältemittel-Sättigungstemperatur, die einem Druckverlust-Betrag in der Wärmeübergangsleitung entspricht, in Betracht gezogen, und die Innendurchmesser der Wärmeübergangsleitungen des im Freien und des im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (13) und (15) werden so festgelegt, daß die Temperaturänderung dieselbe wie bei R22 ist.
GRUNDPRINZIP DER STRUKTUR DER WÄRMEÜBERGANGSLEITUNGEN
Als Nächstes wird ein Grundprinzip zum Aufbau von Wärmeübergangsleitungen für den im Freien und den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (13) und (15) ausführlich beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, ist hier jede Wärmeübergangsleitung für den im Freien und den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (13) und (15) so festgelegt, daß die Änderung der Sättigungstemperatur ΔTe, die dem Druckverlust des Verdampfungs-Kältemittels entspricht, gleich dem für R22 in einem herkömmlichen System wird.
Also gilt ΔTe = konst. (1)
Hierbei ist

ΔP:: Leitungsdruckverlust (kPa)
L:: Leitungslänge (m)
G:: Kältemittel-Zirkulationsmenge (kg/s)
A:: Querschnittsfläche des Durchflußwegs (m²)
λ:: Verlustkoeffizient
d:: Leitungsinnendurchmesser (m)
ρs:: Verdichter-Ansaug-Kältemitteldichte (kg/m³)

Die Änderung der Sättigungstemperatur ΔTe wird durch den folgenden Ausdruck angegeben. ΔTe = {ΔT/ΔP} × ΔPe (2)
Der Druckverlust ΔP wird mittels des folgenden Ausdrucks berechnet, bei dem es sich um einen Ausdruck für den Reibungsverlust für kreisförmige Leitungen handelt. ΔP = λ·L/d·G2/2·ρs·A2 (3)
Wenn die Kälteleistung Q = G × Δh konstant ist, gilt: ΔPαG2/ρs·d5α(Δh2·ρs·d5)–1 (4)wobei Δh die Kühlwirkung (kJ/kg) ist.
Deshalb ergibt sich aus den Ausdrücken (2) und (4) der Druckverlust ΔP wie folgt: ΔTeα{ΔT/ΔP} × (Δh2·ρs·d5)–1 (5)
Somit kann aus den Ausdrücken (1) und (5) und aus den Werten für die Materialeigenschaften der Kältemittel R22 und R32 das Verhältnis des Innendurchmessers einer Wärmeübergangsleitung für R32 zu einer Wärmeübergangsleitung für R22, d.h. das Verringerungsverhältnis des Durchmessers der Wärmeübergangsleitung, durch den folgenden Ausdruck ermittelt werden. {ΔT/ΔP}22 × (Δh22 2·ρs22·d22 5)–1 = {ΔT/ΔP}32 × (Δh32 2·ρs32·d32 5)–1 d32/d22 = ((Δh32/Δh22)2 × ρs32/ρs22 × ({ΔT/ΔP}32/ΔT/ΔP}22)–1)–1/5 (6)
Unter Bezugnahme auf 3 sind die Ergebnisse von Berechnungen gezeigt, die durch Einsetzen aller Materialeigenschaften in den Ausdruck (6) ermittelt wurden. In den Berechnungen wird davon ausgegangen, daß die Verdampfungstemperatur Te 2 Grad Celsius beträgt und die Kondensationstemperatur 49 Grad Celsius, und daß die Verdampferauslaß-Überhitzung SH = 5 Grad und die Verflüssigerauslaß-Unterkühlung SC = 5 Grad beträgt.
Die Berechnungsergebnisse zeigen, daß der Durchmesser einer R32-Wärmeübergangsleitung gegenüber dem einer R22-Wärmeübergangsleitung etwa um den Faktor 0,76 verringert ist. Ferner zeigen die Berechnungsergebnisse, daß der Durchmesser einer R32/R125-Wärmeübergangsleitung gegenüber dem einer R22-Wärmeübergangsleitung etwa um den Faktor 0,76–0,8 verringert ist. Dieselben Berechnungen wurden für andere Ersatz-Kältemittel zum Vergleich durchgeführt, und die Berechnungsergebnisse zeigen, daß keines von ihnen eine größere Durchmesserverringerung erreichte als R32 (siehe 3).
In der Klimaanlagen-Vorrichtung (1) des vorliegenden Ausführungsbeispiels wurden, auf der Grundlage des vorgenannten Prinzips, Wärmeübergangsleitungen mit den folgenden Innendurchmessern im Vergleich zu der R22-Wärmeübergangsleitung verwendet.
Das bedeutet, daß bei Verwendung eines einzelnen R32-Kältemittels die Wärmeübergangsleitung des im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (15) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet wird, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 4,7 bis 5,9 mm liegt, während die Wärmeübergangsleitung des im Freien angeordneten Wärmetauschers (13) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet wird, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 5,4 bis 6,7 mm liegt.
Wenn andererseits ein gemischtes R32/R125-Kältemittel verwendet wird, wird die Wärmeübergangsleitung des im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (15) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 4,7 bis 6,2 mm liegt, während die Wärmeübergangsleitung des im Freien angeordneten Wärmetauschers (13) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet wird, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 5,4 bis 7,1 mm liegt.
Wenn der Innendurchmesser jeder Wärmeübergangsleitung unterhalb dieses Wertebereichs liegt, steigt der Kältemitteldruckverlust extrem an, obwohl die Kältemittel-Füllmenge weiter verringert ist. Wenn andererseits der Innendurchmesser jeder Wärmeübergangsleitung oberhalb dieses Wertebereichs liegt, wird es schwierig, den Effekt von R32, wie beispielsweise die Verringerung der Kältemittel-Füllmenge voll auszunutzen, obwohl der Kältemitteldruckverlust verringert ist und eine Verbesserung des Systemwirkungsgrads erreicht wird.
Um die obengenannten Probleme zu lösen, werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Innendurchmesser der Wärmeübergangsleitungen für den im Freien und den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (13) und (15) so festgelegt, daß sie in dem obengenannten Wertebereich liegen.
Natürlich können weitere Einschränkungen des Wertebereichs vorgenommen werden, um die Merkmale von R32 noch besser zur Wirkung zu bringen, was von den Einsatzbedingungen des Systems und dergleichen abhängt.
Wenn beispielsweise ein einzelnes R32-Kältemittel verwendet wird, kann die Wärmeübergangsleitung des im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (15) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet werden, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 4,9 bis 5,7 mm liegt, während die Wärmeübergangsleitung des im Freien angeordneten Wärmetauschers (13) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet werden kann, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 5,6 bis 6,5 mm liegt.
Wenn ein einzelnes R32-Kältemittel verwendet wird, kann des weiteren die Wärmeübergangsleitung des im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (15) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet werden, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 5,1 bis 5,5 mm liegt, während die Wärmeübergangsleitung des im Freien angeordneten Wärmetauschers (13) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet werden kann, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 5,8 bis 6,3 mm liegt.
Wenn andererseits ein gemischtes R32/R125-Kältemittel verwendet wird, kann die Wärmeübergangsleitung des im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (15) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet werden, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 4,9 bis 6,0 mm liegt, während die Wärmeübergangsleitung des im Freien angeordneten Wärmetauschers (13) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet werden kann, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 5,6 bis 6,9 mm liegt.
Wenn ein gemischtes R32/R125-Kältemittel verwendet wird, kann des weiteren die Wärmeübergangsleitung des im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (15) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet werden, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 5,2 bis 5,7 mm liegt, während die Wärmeübergangsleitung des im Freien angeordneten Wärmetauschers (13) durch eine Wärmeübergangsleitung gebildet werden kann, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 5,9 bis 6,6 mm liegt.
Hier ist mit "Innendurchmesser einer Wärmeübergangsleitung" im Fall von innen glatten Leitungen ein Innendurchmesser einer Leitung nach der Aufweitung gemeint. Ferner ist, wie in 4 gezeigt, mit "Innendurchmesser einer Wärmeübergangsleitung" im Fall von innen mit Nuten versehenen Leitungen ein Wert gemeint, der bei der Subtraktion eines Wertes, der das Doppelte der Grunddicke beträgt, vom Außendurchmesser der Leitung nach der Aufweitung den Rest bildet, d.h. der Innendurchmesser di = do – 2t.
Verschiedene Wärmeübergangsleitungen, wie eine aus Kupfer oder Aluminium hergestellte Leitung, sind verfügbar. Der im Freien und der im Gebäudeinneren angeordnete Wärmetauscher (13) und (15) des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind jeder durch einen Platten-Röhren-Lamellen-Wärmetauscher ausgebildet, mit einer Kupferleitung und einer Aluminiumlamelle als Luftwärmetauscher, der in der Lage ist, Wärme mit der Luft auszutauschen. Daher handelt es sich bei ihren Wärmeübergangsleitungen um Kupferleitungen.
STRUKTUR DER KÄLTEMITTELLEITUNG
Ferner sind in der Klimaanlagen-Vorrichtung (1) des vorliegenden Ausführungsbeispiels nicht nur die Wärmeübergangsleitungen für die Wärmetauscher (13, 15), sondern auch eine Kältemittelleitung für den Kältemittelkreislauf (10) im Durchmesser verringert, um eine Verringerung der Kältemittel-Füllmenge zu erreichen.
Wie oben beschrieben, wird bei ungestörter Verwendung eines einzelnen R32-Kältemittels oder eines gemischten R32/R125-Kältemittels in einer vorhandenen Kältemittelleitung für R22 der Kältemitteldruckverlust verringert. Wenn deshalb der Innendurchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) des Kältemittelkreislaufs (10) verringert wird, um den Leitungsdruckverlust auf dasselbe Niveau zu erhöhen wie bei R22, wird damit die Systemleistung auf demselben Niveau gehalten wie bei einem herkömmlichen System. Deshalb wird in der Klimaanlagen-Vorrichtung (1) des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Durchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) so verringert, daß der Leitungsdruckverlust dem bei R22 entspricht, um die Kältemittel-Füllmenge im Kältemittelkreislauf (10) zu verringern, während die Systemleistung beibehalten wird.
Wenn andererseits der Durchmesser der gasseitigen Leitung (31), insbesondere der vierten gasseitigen Leitung (24), die als Saugleitung für den Verdichter (11) dient, verringert wird, verringert sich der Systemwirkungsgrad durch den Einfluß des Anstiegs des Saugdruckverlusts in hohem Maße, obwohl die Verringerung der Kältemittel-Füllmenge nicht so hoch ist, wie erwartet. Eine solche Verringerung des Systemwirkungsgrads bewirkt indirekt eine globale Erwärmung.
Deshalb ist in der Klimaanlagen-Vorrichtung (1) des vorliegenden Ausführungsbeispiels die gasseitige Leitung (31) dieselbe wie eine herkömmliche gasseitige Leitung für R22, und nur der Durchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) wird gegenüber dem der herkömmlichen gasseitigen R22-Leitungen verringert.
GRUNDPRINZIP DER STRUKTUR VON KÄLTEMITTELLEITUNGEN
Als nächstes wird ein Grundprinzip zum Ausbilden der flüssigkeitsseitigen Leitung 32 beschrieben.
Hier ist die flüssigkeitsseitige Leitung (32) so ausgelegt, daß das Verhältnis des Druckverlusts der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) zum Abfall des Kältemitteldrucks vom Verflüssigerauslaß bis zum Verdampfereinlaß dasselbe ist wie bei R22. Dies bedeutet, daß der folgende Ausdruck, in dem die in 5 gezeigten Zeichen verwendet werden, wie folgt gilt: (Pco – Pvi) + (Pvo – Pbi)/(Pco – Pei) = konst. (7)
Hierbei ist

Jeder Term des Zählers des Ausdrucks (7) wird mittels des folgenden Ausdrucks berechnet, bei dem es sich um einen Ausdruck für den Reibungsverlust bei kreisförmigen Leitungen handelt. ΔP = λ·L/d·G2/2·ρs·A2 (8)
Hier ist die Kälteleistung Q = G × Δh konstant, und aus dem Ausdruck (8) wird der folgende Ausdruck abgeleitet: ΔPαG2/ρs·d5α(Δh2·ρs·d5)–1 (9)
Hierbei ist

Δh:: Kühlwirkung (kJ/kg)

Deshalb wird der folgende Ausdruck abgeleitet: (Pco – Pvi) + (Pvo – Pbi)α(Δh2·ρs·d5)–1 (10)
Aus den Ausdrücken (7) und (10) wird der folgende Ausdruck abgeleitet: (Pco – Pvi) + (Pvo – Pbi)/(Pco – Pei)α(Δh2·ρs·d5)–1/(HP – LP) (11)
Somit kann aus den Ausdrücken (7) und (11) und aus den Werten für die Materialeigenschaften von R22 und R32 das Verringerungsverhältnis des Innendurchmessers einer Wärmeübergangsleitung für R32 zu einer Wärmeübergangsleitung für R22 durch den folgenden Ausdruck ermittelt werden. (Δh22 2·ρs22·d22 5)–1/(HP22 – LP22) = (Δh32 2·ρs32·d32 5)–1/(HP32 – LP32) d32/d22 = ((Δh32/Δh22)2 × ρs32/ρs22 × (HP32 – LP32)/(HP22 – LP22)–1/5 (12)
Unter Bezugnahme auf 6 sind die Ergebnisse von Berechnungen gezeigt, die durch Einsetzen aller Materialeigenschaften in den Ausdruck (12) ermittelt wurden. In den Berechnungen beträgt außerdem die Verdampfungstemperatur Te 2 Grad Celsius und die Kondensationstemperatur 49 Grad Celsius, und die Überhitzung SH = 5 Grad und die Unterkühlung SC = 5 Grad.
Die Berechnungsergebnisse zeigen, daß der Durchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) für ein einzelnes R32-Kältemittel gegenüber dem einer flüssigkeitsseitigen R22-Leitung etwa um den Faktor 0,76 verringert werden kann. Ferner zeigen die Berechnungsergebnisse, daß es möglich ist, den Durchmesser einer flüssigkeitsseitigen Leitung (32) für ein gemischtes R32/R125-Kältemittel gegenüber dem einer flüssigkeitsseitigen R22-Leitung etwa um den Faktor 0,76 bis 0,8 zu verringern, wenn die R32-Zusammensetzung in einer Menge von nicht weniger als 75 Gewichtsprozent vorhanden ist. Dieselben Berechnungen wurden für andere Ersatz-Kältemittel zum Vergleich durchgeführt, und die Berechnungsergebnisse zeigen, daß keines von ihnen eine größere Durchmesserverringerung erreichte als R32 (siehe 6).
7 ist ein Diagramm, das die Leitungsdurchmesser (Innendurchmesser) von gasseitigen und flüssigkeitsseitigen Leitungen pro Nennkühlleistung in einem herkömmlichen System zeigt, das R22 verwendet.
In der Klimaanlagen-Vorrichtung (1) des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die gasseitige Leitung (31), entsprechend der Nennkühlleistung, durch eine Leitung ausgebildet, die denselben Durchmesser aufweist wie die vorgenannte gasseitige R22-Leitung, während die flüssigkeitsseitige Leitung (32) durch eine Leitung ausgebildet ist, die einen geringeren Durchmesser aufweist als die flüssigkeitsseitige R22-Leitung.
8 ist ein Diagramm, das das Verhältnis des Innendurchmessers dg einer gasseitigen Leitung zum Innendurchmesser dl einer flüssigkeitsseitigen Leitung zeigt, d.h. das Verhältnis der Innendurchmesser (= Innendurchmesser dg der gasseitigen Leitung/Innendurchmesser dl der flüssigkeitsseitigen Leitung). In der Klimaanlagen-Vorrichtung (1) des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden, entsprechend der Nennkühlleistung, die gasseitige Leitung (31) und die flüssigkeitsseitige Leitung (32) mit den folgenden Innendurchmesser-Verhältnissen verwendet.
Wenn also die Nennkühlleistung mehr als 5 kW, aber nicht mehr als 9 kW beträgt, bedeutet dies, daß das Verhältnis des Innendurchmessers der gasseitigen Leitung (31) zur flüssigkeitsseitigen Leitung (32) in dem Bereich von 2,1 bis 3,5 liegt. Wenn die Nennkühlleistung nicht mehr als 5 kW oder mehr als 9 kW beträgt, liegt das Verhältnis des Innendurchmessers der gasseitigen Leitung (31) zur flüssigkeitsseitigen Leitung (32) in dem Bereich von 2,6 bis 3,5.
Wenn außerdem die Nennkühlleistung nicht mehr als 5 kW beträgt, ist die flüssigkeitsseitige Leitung (32) durch eine Leitung ausgebildet, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 3,2 mm bis 4,2 mm liegt. Wenn die Nennkühlleistung mehr als 5 kW, aber weniger als 22,4 kW beträgt, ist die flüssigkeitsseitige Leitung (32) durch eine Leitung ausgebildet, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 5,4 mm bis 7,0 mm liegt. Wenn die Nennkühlleistung nicht geringer als 22,4 kW ist, ist die flüssigkeitsseitige Leitung (32) durch eine Leitung ausgebildet, deren Innendurchmesser in dem Bereich von 7,5 mm bis 9,8 mm liegt.
Wenn das Innendurchmesser-Verhältnis oder der Innendurchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) unterhalb des vorgenannten Wertebereichs liegt, fällt die Systemleistung ab, obwohl die Kältemittel-Füllmenge weiter verringert ist. Wenn andererseits das Innendurchmesser-Verhältnis oder der Innendurchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) oberhalb dieses Wertebereichs liegt, verringert sich der Effekt der Verringerung der Kältemittel-Füllmenge, obwohl der Kältemitteldruckverlust verringert ist und der Systemwirkungsgrad sich verbessert.
Um das obengenannte Problem zu lösen, werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Innendurchmesser der gasseitigen Leitung (31) und der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) so festgelegt, daß sie im obengenannten Wertebereich liegen, so daß die Kältemittel-Füllmenge ausreichend verringert wird, während die Systemleistung beibehalten wird.
Natürlich können weitere Einschränkungen des Wertebereichs vorgenommen werden, was von den Einsatzbedingungen des Systems und dergleichen abhängt.
Wenn beispielsweise die Nennkühlleistung mehr als 5 kW, aber nicht mehr als 9 kW beträgt, kann das Verhältnis der Innendurchmesser so beschränkt sein, daß es in dem Bereich von 2,4 bis 3,2 liegt. Wenn die Nennkühlleistung nicht mehr als 5 kW oder mehr als 9 kW beträgt, kann das Verhältnis der Innendurchmesser so beschränkt sein, daß es in dem Bereich von 2,8 bis 3,3 liegt.
Wenn außerdem die Nennkühlleistung mehr als 5 kW, aber nicht mehr als 9 kW beträgt, kann das Verhältnis der Innendurchmesser so beschränkt sein, daß es in dem Bereich von 2,6 bis 3,0 liegt. Wenn die Nennkühlleistung nicht mehr als 5 kW oder mehr als 9 kW beträgt, kann das Verhältnis der Innendurchmesser so beschränkt sein, daß es in dem Bereich von 2,9 bis 3,1 liegt.
Außerdem kann der Innendurchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) so festgelegt werden, daß er in dem Bereich von 3,5 mm bis 3,9 mm liegt, wenn die Nennkühlleistung nicht mehr als 5 kW beträgt. Wenn die Nennkühlleistung mehr als 5 kW, aber weniger als 22,4 kW beträgt, kann der Innendurchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) so festgelegt werden, daß er in dem Bereich von 5,7 mm bis 6,7 mm liegt. Wenn die Nennkühlleistung nicht weniger als 22,4 kW beträgt, kann der Innendurchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) so festgelegt werden, daß er in dem Bereich von 7,8 mm bis 9,5 mm liegt.
Außerdem kann der Innendurchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) so festgelegt werden, daß er in dem Bereich von 3,6 mm bis 3,8 mm liegt, wenn die Nennkühlleistung nicht mehr als 5 kW beträgt. Wenn die Nennkühlleistung mehr als 5 kW, aber weniger als 22,4 kW beträgt, kann der Innendurchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) so festgelegt werden, daß er in dem Bereich von 6,0 mm bis 6,4 mm liegt. Wenn die Nennkühlleistung nicht weniger als 22,4 kW beträgt, kann der Innendurchmesser der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) so festgelegt werden, daß er in dem Bereich von 8,1 mm bis 9,1 mm liegt.
In vielen Fällen wurden Kupferleitungen als Kältemittelleitungen verwendet, weil sie preiswert und leicht zu handhaben sind. Da verschiedene Norm-Kupferleitungen zur Verfügung stehen, ist es möglich, die Kosten für die Kältemittelleitung (31, 32) zu verringern, indem auf vorhandene Normartikel zurückgegriffen wird. Folglich sind zum Zweck der Verringerung der Systemkosten sowohl die flüssigkeitsseitige Leitung (32) als auch die gasseitige Leitung (31) vorzugsweise ausgebildet, indem nur Normartikel miteinander kombiniert werden, so daß das vorgenannte Innendurchmesser-Verhältnis erreicht wird.
9 ist ein Diagramm zum Vergleichen der Spezifikation einer R22-Kupferleitung (JIS B8607) und einer hochdruckfesten R32-Leitung gemäß einem Vorschlag des Japanischen Industrieverbands für Kälte- und Klimaanlagen (Japanese Refrigeration Air Conditioning Industrial Association).
Im Falle eines einzelnen R32-Kältemittels beträgt das günstigste Verhältnis der Innendurchmesser, das aus der vorgenannten Berechnung ermittelt wird, 0,76, während im Falle eines gemischten R32/R125-Kältemittels, in dem R32 in einer Menge von 75 Gewichtsprozenten enthalten ist, das günstigste Verhältnis der Innendurchmesser bei 0,80 liegt. 9 zeigt, daß sie innerhalb von +10% des günstigsten Innendurchmesser-Verhältnisses einfach durch Kombination von Normartikeln ausgeführt werden können.
So kann beispielsweise anstelle einer Normleitung mit ∅9,5 mm für R22 eine Normleitung mit ∅8,0 mm verwendet werden, wenn R32 eingesetzt wird. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Ausführungsbeispiel, das durch eine Kombination von Normartikeln einfach realisiert werden kann.
LAUFENDER BETRIEB DER KLIMAANLAGEN-VORRICHTUNG (1)
Der laufende Betrieb der Klimaanlagen-Vorrichtung (1) wird auf der Grundlage des Kältemittel-Zirkulationsbetriebs im Kältemittelkreislauf (10) beschrieben.
Während des Kühlbetriebs wird der Vierwegehahn (12), wie in 1 gezeigt, auf die durch die durchgehende Linie dargestellte Seite eingestellt. Dies bedeutet, daß der Vierwegehahn (12) in einen solchen Zustand gebracht wird, daß der erste Anschluß (12a) mit dem zweiten Anschluß (12b) in Verbindung gebracht wird, während der dritte Anschluß (12c) mit dem vierten Anschluß (12d) in Verbindung gebracht wird.
In einem solchen Zustand kondensiert gasförmiges Kältemittel, das aus dem Verdichter (11) ausgelassen wird, nachdem es durch die erste gasseitige Leitung (21), den Vierwegehahn (12) und die zweite gasseitige Leitung (22) geströmt ist, um sich in dem im Freien angeordneten Wärmetauscher (13) in flüssiges Kältemittel zu verwandeln. Das flüssige Kältemittel strömt, nachdem es aus dem im Freien angeordneten Wärmetauscher (13) herausgeströmt ist, durch die erste flüssigkeitsseitige Leitung (25) und wird im Expansionsventil (14) entspannt, um sich in gasförmig/flüssiges zweiphasiges Kältemittel zu verwandeln. Das zweiphasige Kältemittel strömt, nachdem es aus dem Expansionsventil (14) ausgeströmt ist, durch die zweite flüssigkeitsseitige Leitung (26). Anschließend tauscht das zweiphasige Kältemittel in dem im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (15) mit Luft aus dem Gebäudeinneren Wärme aus und verdampft, um sich in ein gasförmiges Kältemittel zu verwandeln, wodurch die Luft aus dem Gebäudeinneren gekühlt wird. Nachdem das gasförmige Kältemittel aus dem im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (15) herausgeströmt ist, strömt es durch die dritte gasseitige Leitung (23), den Vierwegehahn (12) und die vierte gasseitige Leitung (24) und wird danach in den Verdichter (11) eingesaugt.
Andererseits wird während des Heizbetriebs der Vierwegehahn (12), wie in 1 gezeigt, auf die durch die unterbrochene Linie dargestellte Seite gesetzt. Dies bedeutet, daß der Vierwegehahn (12) in einen solchen Zustand gebracht wird, daß der erste Anschluß (12a) mit dem vierten Anschluß (12d) in Verbindung gebracht wird, während der zweite Anschluß (12b) mit dem dritten Anschluß (12c) in Verbindung gebracht wird.
In einem solchen Zustand tritt gasförmiges Kältemittel, das aus dem Verdichter (11) ausgelassen wird, nachdem es durch die erste gasseitige Leitung (21), den Vierwegehahn (12) und die dritte gasseitige Leitung (23) geströmt ist, in den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (15) ein. Das Kältemittel, das in den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (15) geströmt ist, tauscht in dem im Gebäudeinneren angeordnete Wärmetauscher (15) mit Luft aus dem Gebäudeinneren Wärme aus und kondensiert, um sich in ein flüssiges Kältemittel zu verwandeln, wodurch die Luft im Gebäudeinneren erwärmt wird. Nachdem das flüssige Kältemittel aus dem im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (15) herausgeströmt ist, strömt es durch die zweite flüssigkeitsseitige Leitung (26) und wird im Expansionsventil (14) entspannt, um sich in gasförmig/flüssiges zweiphasiges Kältemittel zu verwandeln. Das zweiphasige Kältemittel strömt, nachdem es aus dem Expansionsventil (14) ausgeströmt ist, durch die erste flüssigkeitsseitige Leitung (25) und verdampft, um sich in dem im Freien angeordneten Wärmetauscher (13) in gasförmiges Kältemittel zu verwandeln. Nachdem das gasförmige Kältemittel aus dem im Freien angeordneten Wärmetauscher (13) herausgeströmt ist, strömt es durch die zweite gasseitige Leitung (22), den Vierwegehahn (12) und die vierte gasseitige Leitung (24) und wird danach in den Verdichter (11) eingesaugt.
AUSWIRKUNGEN DES VORLIEGENDEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Da gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein einzelnes R32-Kältemittel oder ein gemischtes R32/R125-Kältemittel als Kältemittel in der Kältevorrichtung verwendet wird und die flüssigkeitsseitige Leitung (32) durch eine Leitung ausgebildet ist, die einen relativ geringen Durchmesser aufweist, wird dadurch die Verringerung der Kältemittel-Füllmenge im Kältemittelkreislauf (10) erreicht, während der Betriebswirkungsgrad auf einem herkömmlichen Niveau gehalten wird. Daher ist es möglich, die Merkmale von R32 voll zu nutzen, das einen geringen GWP-Wert und einen geringen Leitungsdruckverlust aufweist, wodurch ein großer Beitrag zur Verringerung der globalen Erwärmung geleistet wird.
Da ferner die Durchmesser der Wärmeübergangsleitungen für den im Freien und den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (13, 15) verringert werden, wird die Kältemittel-Füllmenge weiter verringert. Die globale Erwärmung wird weiter verringert.
Zusätzlich sind die Durchmesser der Wärmeübergangsleitungen für den im Freien und den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (13, 15) verringert, wodurch es möglich ist, die Kältemittel-Füllmenge und die globale Erwärmung weiter zu verringern.
Ferner ist es aufgrund der Verringerung des Durchmessers der Wärmeübergangsleitungen möglich, die Kosten für den im Freien und den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (13, 15) zu verringern und die Größe des im Freien und des im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (13, 15) kompakt zu gestalten, so daß die im Freien und die im Gebäudeinneren angeordnete Einheit (17, 16) verkleinert werden können.
WEITERE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist für eine Klimaanlagen-Vorrichtung des sogenannten Wärmepumpen-Typs vorgesehen, die wahlweise einen Kühl- oder Heizbetrieb durchführen kann. Die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Klimaanlagen-Vorrichtung des Wärmepumpen-Typs beschränkt. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung auf eine nur kühlende Klimaanlagen-Vorrichtung anwendbar. Ferner wird die vorliegende Erfindung auf eine nur heizende Klimaanlagen-Vorrichtung anwendbar gemacht, indem die Innendurchmesser der gasseitigen und der flüssigkeitsseitigen Leitung (32, 31) pro Nennheizleistung entsprechend der Nennkühlleistung festgelegt werden oder indem ihr Innendurchmesser-Verhältnis entsprechend festgelegt wird.
Weder die gasseitige Leitung (31) noch die flüssigkeitsseitige Leitung (32) ist notwendigerweise durch eine Kupferleitung ausgebildet, und diese Leitungen können selbstverständlich durch jede andere Leitung, wie beispielsweise eine SUS-Leitung, eine Aluminiumleitung oder eine Eisenleitung, gebildet werden.
Der im Freien und der im Gebäudeinneren angeordnete Wärmetauscher (13, 15) sind nicht auf Luft-Wärmetauscher beschränkt, und es kann sich bei ihnen um Flüssigkeits-/Flüssigkeits-Wärmetauscher, wie einen Doppelrohr-Wärmetauscher handeln.
Die Durchmesser der Wärmeübergangsleitungen des im Freien und des im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauschers (13, 15), der gasseitigen Leitung (31) und der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) sind verringert, was dazu führt, daß das Inhaltsvolumen des Kältemittelkreislaufs (10) (d.h. das Inhaltsvolumens eines Bereichs, durch den Kältemittel strömt) verringert ist. Dadurch wird die Menge an Verunreinigungen, wie beispielsweise Luft, Feuchtigkeit und Schmutzteilchen im Kältemittelkreislauf (10) geringer als herkömmlich, mit anderen Worten nimmt die Wahrscheinlichkeit ab, daß das Kühl-Schmiermittel in Kontakt mit Feuchtigkeit kommt. Deshalb ist das Kühl-Schmiermittel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Vergleich zu herkömmlichen Fällen unempfindlich gegen Qualitätsminderungen. Daher kommt in dem Fall, in dem synthetisches Öl, wie Etheröl und Esteröl, als Kühl-Schmiermittel verwendet wird, der Vorteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels noch deutlicher zum Tragen.
Die Kältevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf Kältevorrichtungen in einem eingeschränkten Sinne beschränkt. Das bedeutet, daß die Kältevorrichtung der vorliegenden Erfindung eine breite Palette an Kältevorrichtungen wie beispielsweise ein Kühlsystem und einen Entfeuchten umfaßt, geschweige denn Klimaanlagen-Vorrichtungen.
Ferner ist mit "Nennkühlleistung" im vorgenannten Ausführungsbeispiel die Leistung eines Verdampfers gemeint. Die Nennkühlleistung ist nicht auf die Leistung der Klimaanlagen-Vorrichtung während des Kühlbetriebs beschränkt. Die Nennkühlleistung ist eine Leistung, die unter bestimmten, in japanischen JIS-Normen festgelegten Bedingungen erreicht wird (Trockenkugeltemperatur im Gebäudeinneren: 27 Grad Celsius, Feuchtkugeltemperatur im Freien: 19 Grad Celsius; und Trockenkugeltemperatur im Freien: 35 Grad Celsius), wobei die Länge der Verbindungsleitung 5 m beträgt und der Höhenunterschied zwischen der im Gebäudeinneren angeordneten Einheit und der im freien angeordneten Einheit 0 m beträgt.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben, ist die Kältevorrichtung der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, wenn Kältemittel mit geringem ODP-Wert verwendet werden. Die Kältevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist für Kältevorrichtungen geeignet, die wirklich die globale Erwärmung verhindern.

Claims

Kältevorrichtung, die als Kältemittel entweder eine Mischung aus nicht weniger als 75 Gewichtsprozent, aber weniger als 100 Gewichtsprozent R32 und R125 oder ein einzelnes R32-Kältemittel verwendet, die einen Kältemittelkreislauf (10) umfaßt, der einen Kühlzyklus bildet, und die eine Nennkühlleistung von mehr als 5 kW, aber nicht mehr als 9 kW aufweist, wobei eine flüssigkeitsseitige Leitung (32) und eine gasseitige Leitung (31) des Kältemittelkreislaufs (10) so ausgebildet sind, daß ein Verhältnis dg/dl, das das Verhältnis des Durchmessers dg der gasseitigen Leitung (31) zum Durchmesser dl der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) angibt, in dem Bereich von 2,1 bis 3,5 liegt.
Kältesystem nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis dg/dl in dem Bereich von 2,4 bis 3,2 liegt.
Kältesystem nach Anspruch 2, wobei das Verhältnis dg/dl in dem Bereich von 2,6 bis 3,0 liegt.
Kältevorrichtung, die als Kältemittel entweder eine Mischung aus nicht weniger als 75 Gewichtsprozent, aber weniger als 100 Gewichtsprozent R32 und R125 oder ein einzelnes R32-Kältemittel verwendet, die einen Kältemittelkreislauf (10) umfaßt, der einen Kühlzyklus bildet, und die eine Nennkühlleistung von nicht mehr als 5 kW oder mehr als 9 kW aufweist, wobei eine flüssigkeitsseitige Leitung (32) und eine gasseitige Leitung (31) des Kältemittelkreislaufs (10) so ausgebildet sind, daß ein Verhältnis dg/dl, das das Verhältnis des Durchmessers dg der gasseitigen Leitung (31) zum Durchmesser dl der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) angibt, in dem Bereich von 2,6 bis 3,5 liegt.
Kältesystem nach Anspruch 4, wobei das Verhältnis dg/dl in dem Bereich von 2,8 bis 3,3 liegt.
Kältesystem nach Anspruch 5, wobei das Verhältnis dg/dl in dem Bereich von 2,9 bis 3,1 liegt.
Kältesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei es sich bei der gasseitigen Leitung (31) und der flüssigkeitsseitigen Leitung (32) um Verbindungsleitungen handelt, die eine im Gebäudeinneren angeordnete Einheit (17) und eine im Freien angeordnete Einheit (16) verbinden.
Kältesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei es sich bei dem Kältemittel um ein einzelnes R32-Kältemittel handelt.