WO2020250952A1 - 空調機 - Google Patents

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WO2020250952A1
WO2020250952A1 PCT/JP2020/022922 JP2020022922W WO2020250952A1 WO 2020250952 A1 WO2020250952 A1 WO 2020250952A1 JP 2020022922 W JP2020022922 W JP 2020022922W WO 2020250952 A1 WO2020250952 A1 WO 2020250952A1
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refrigerant
connecting pipe
cycle
diameter
secondary side
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PCT/JP2020/022922
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山田　拓郎
熊倉　英二
吉見　敦史
岩田　育弘
知厚 南田
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ダイキン工業株式会社
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Definitions

  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-74508 discloses a refrigerant cycle system having a cascade heat exchanger. By introducing a cascade heat exchanger, the refrigerant cycle system constitutes a dual refrigerant cycle having a primary side cycle including a heat source heat exchanger and a secondary side cycle including a utilization heat exchanger.
  • the flow velocity of the refrigerant tends to be slower in the secondary side cycle of the dual refrigerant cycle. In this case, it becomes difficult for the refrigerating machine oil that has flowed out of the compressor to return to the compressor again.
  • the refrigerant cycle system includes a vapor compression type primary side cycle for circulating the first refrigerant, a vapor compression type secondary side cycle for circulating the second refrigerant, and a first refrigerant and a second refrigerant. It is equipped with a cascade heat exchanger that allows heat exchange between them.
  • the primary side cycle has a heat source heat exchanger for applying cold or hot heat to the first refrigerant, and a primary side connecting pipe for connecting the cascade heat exchanger and the heat source heat exchanger.
  • the secondary side cycle includes a utilization heat exchanger for utilizing the cold or hot heat obtained from the cascade heat exchanger by the second refrigerant and a secondary side connecting pipe for connecting the cascade heat exchanger and the utilization heat exchanger.
  • the primary side connecting pipe has a primary side gas connecting pipe and a primary side liquid connecting pipe.
  • the secondary side connecting pipe has a secondary side gas connecting pipe and a secondary side liquid connecting pipe.
  • the diameter of the secondary gas connecting pipe is smaller than the diameter of the primary gas connecting pipe, or the diameter of the secondary liquid connecting pipe is smaller than the diameter of the primary liquid connecting pipe. ..
  • the diameter of the connecting pipe in the secondary cycle is smaller than the diameter of the connecting pipe in the primary side cycle. Therefore, since the flow velocity of the refrigerant can be increased in the secondary side cycle, the refrigerating machine oil flowing out of the compressor can easily return to the compressor.
  • the refrigerant cycle system according to the second aspect is the refrigerant cycle system according to the first aspect, and the second refrigerant is carbon dioxide.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 4.5 kW or more and 5.6 kW or less.
  • the diameter of the secondary gas connecting pipe is 7.9 mm (5/16 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the third aspect is the refrigerant cycle system according to the first aspect, and the second refrigerant is carbon dioxide.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 7.1 kW or more and 9.0 kW or less.
  • the diameter of the secondary gas connecting pipe is 9.5 mm (3/8 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the fourth aspect is the refrigerant cycle system according to the first aspect, and the second refrigerant is carbon dioxide.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 16 kW or more and 22.4 kW or less.
  • the diameter of the secondary gas connecting pipe is 12.7 mm (1/2 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the fifth aspect is the refrigerant cycle system according to the first aspect, and the second refrigerant is carbon dioxide.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 5.6 kW or more and 8.0 kW or less.
  • the diameter of the secondary side liquid communication pipe is 4.8 mm (3/16 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the sixth aspect is the refrigerant cycle system according to the first aspect, and the second refrigerant is carbon dioxide.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 11.2 kW or more and 16 kW or less.
  • the diameter of the secondary side liquid communication pipe is 6.4 mm (1/4 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the seventh aspect is the refrigerant cycle system according to the first aspect, and the second refrigerant is carbon dioxide.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 16 kW or more and 28 kW or less.
  • the diameter of the secondary side liquid connecting pipe is 7.9 mm (5/16 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the eighth aspect is the refrigerant cycle system according to the first aspect, and the second refrigerant is carbon dioxide.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 33.5 kW or more and 45 kW or less.
  • the diameter of the secondary side liquid connecting pipe is 9.5 mm (3/8 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the ninth aspect is the refrigerant cycle system according to the first aspect, and the second refrigerant is R32.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 16 kW or more and 22.4 kW or less.
  • the diameter of the secondary gas connecting pipe is 15.9 mm (5/8 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the tenth viewpoint is the refrigerant cycle system according to the first viewpoint, and the second refrigerant is R32.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 2.8 kW or more and 3.6 kW or less.
  • the diameter of the secondary side liquid communication pipe is 4.8 mm (3/16 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the eleventh viewpoint is the refrigerant cycle system according to the first viewpoint, and the second refrigerant is R32.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 14 kW or more and 16 kW or less.
  • the diameter of the secondary side liquid connecting pipe is 7.9 mm (5/16 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the twelfth viewpoint is the refrigerant cycle system according to the first viewpoint, and the second refrigerant is R32.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 28 kW or more and 33.5 kW or less.
  • the diameter of the secondary side liquid connecting pipe is 9.5 mm (3/8 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the thirteenth viewpoint is the refrigerant cycle system according to the first viewpoint, and the second refrigerant is R454B.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 9.0 kW or more and 11.2 kW or less.
  • the diameter of the secondary gas connecting pipe is 15.9 mm (5/8 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the 14th viewpoint is the refrigerant cycle system according to the 1st viewpoint, and the second refrigerant is R454B.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 16.0 kW or more and 22.4 kW or less.
  • the diameter of the secondary gas connecting pipe is 19.1 mm (3/4 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the fifteenth viewpoint is the refrigerant cycle system according to the first viewpoint, and the second refrigerant is R454B.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 16 kW or more and 22.4 kW or less.
  • the diameter of the secondary side liquid connecting pipe is 9.5 mm (3/8 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the 16th viewpoint is the refrigerant cycle system according to the 1st viewpoint, and the second refrigerant is R454B.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 45 kW or more and 56 kW or less.
  • the diameter of the secondary side liquid connecting pipe is 12.7 mm (1/2 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the 17th viewpoint is the refrigerant cycle system according to the 1st viewpoint, and the second refrigerant is R454B.
  • the refrigerating capacity of the secondary cycle is 85 kW or more and 109 kW or less.
  • the diameter of the secondary side liquid connecting pipe is 15.9 mm (5/8 inch).
  • the refrigerant cycle system according to the 18th viewpoint is the refrigerant cycle system according to any one of the 1st to 17th viewpoints, and the pipe diameter of the secondary gas connecting pipe is 90 of the pipe diameter of the primary gas connecting pipe. % Or less, or the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe is 90% or less of the pipe diameter of the primary side liquid connecting pipe.
  • the compression ratio of the secondary side cycle is smaller than the compression ratio of the primary side cycle in the refrigerant cycle system according to any one of the 1st to 18th viewpoints.
  • FIG. 1 shows a refrigerant cycle system 100.
  • the refrigerant cycle system 100 is for acquiring cold or hot from a heat source and providing cold or hot to the user.
  • acquiring cold heat from a heat source means dissipating heat to the heat source.
  • Getting heat from a heat source means endothermic from a heat source.
  • Providing cold heat to the user means endothermic from the environment in which the user is.
  • providing heat to the user means dissipating heat to the environment in which the user is present.
  • the refrigerant cycle system 100 has one heat source unit 10, one cascade unit 30, and one utilization unit 50.
  • the primary side cycle 20 is configured by connecting the heat source unit 10 and the cascade unit 30.
  • the primary side cycle 20 is a vapor compression type circuit that circulates the first refrigerant.
  • the secondary side cycle 40 is configured by connecting the cascade unit 30 and the utilization unit 50.
  • the secondary side cycle 40 is a vapor compression type circuit that circulates the second refrigerant.
  • the first refrigerant and the second refrigerant may be the same refrigerant or may be different refrigerants.
  • the heat source unit 10 acquires cold heat or heat from the outside air which is a heat source.
  • the heat source unit 10 includes a compressor 11, a four-way switching valve 12, a heat source heat exchanger 13, a heat source expansion valve 14, a supercooling expansion valve 15, a supercooling heat exchanger 16, a liquid closing valve 18, and a gas closing valve 19. ..
  • the compressor 11 sucks in the low-pressure gas refrigerant which is the first refrigerant, compresses it, and discharges the high-pressure gas refrigerant.
  • the four-way switching valve 12 makes the connection shown by the solid line in FIG. 1 in the case of cooling operation, and makes the connection shown by the broken line in FIG. 1 in the case of heating operation.
  • the heat source heat exchanger 13 exchanges heat between the first refrigerant and the outside air.
  • the heat source heat exchanger 13 functions as a condenser in the case of cooling operation and functions as an evaporator in the case of heating operation.
  • the heat source expansion valve 14 regulates the flow rate of the first refrigerant. Further, the heat source expansion valve 14 functions as a pressure reducing device for reducing the pressure of the first refrigerant.
  • the supercooling expansion valve 15 decompresses the circulating first refrigerant to produce a cooling gas.
  • the supercooling heat exchanger 16 imparts a degree of supercooling to the first refrigerant by exchanging heat between the circulating first refrigerant and the cooling gas.
  • the liquid shutoff valve 18 and the gas shutoff valve 19 shut off the flow path through which the first refrigerant circulates when the heat source unit 10 is installed.
  • (2-2) Cascade unit 30 The cascade unit 30 is for exchanging heat between the first refrigerant and the second refrigerant.
  • the cascade unit 30 includes a primary side expansion valve 31, a secondary side expansion valve 32, a compressor 33, a four-way switching valve 34, a cascade heat exchanger 35, a liquid closing valve 38, and a gas closing valve 39.
  • the primary side expansion valve 31 adjusts the amount of the first refrigerant circulating in the primary side cycle 20. Further, the primary expansion valve 31 depressurizes the first refrigerant.
  • the secondary side expansion valve 32 adjusts the amount of the second refrigerant circulating in the secondary side cycle 40. Further, the secondary expansion valve 32 depressurizes the second refrigerant.
  • the compressor 33 sucks in the low-pressure gas refrigerant which is the second refrigerant, compresses it, and discharges the high-pressure gas refrigerant.
  • the four-way switching valve 34 functions as a switching device, and makes the connection shown by the solid line in FIG. 1 in the case of cooling operation and the connection shown by the broken line in FIG. 1 in the case of heating operation.
  • the cascade heat exchanger 35 exchanges heat between the first refrigerant and the second refrigerant.
  • the cascade heat exchanger 35 is, for example, a plate heat exchanger.
  • the cascade heat exchanger 35 has a first refrigerant passage 351 and a second refrigerant passage 352.
  • the first refrigerant passage 351 passes the first refrigerant.
  • the second refrigerant passage 352 allows the second refrigerant to pass through.
  • the cascade heat exchanger 35 functions as an evaporator of the first refrigerant and a condenser of the second refrigerant in the case of cooling operation, and as an evaporator of the first refrigerant and a condenser of the second refrigerant in the case of heating operation. Function.
  • the liquid shutoff valve 38 and the gas shutoff valve 39 shut off the flow path through which the second refrigerant circulates when the cascade unit 30 is installed.
  • the utilization unit 50 is for providing cold or hot to the user.
  • the utilization unit 50 includes a utilization heat exchanger 51 and a utilization expansion valve 52.
  • the utilization heat exchanger 51 is for allowing the user to utilize cold heat or hot heat.
  • the utilization heat exchanger 51 is a microchannel heat exchanger and has a flat multi-hole tube.
  • the utilization expansion valve 52 adjusts the amount of the second refrigerant circulating in the secondary side cycle 40. Further, the utilization expansion valve 52 functions as a pressure reducing device for reducing the pressure of the second refrigerant.
  • the primary side connecting pipe includes a primary side liquid connecting pipe 21 and a primary side gas connecting pipe 22.
  • the primary side liquid connecting pipe 21 connects the liquid closing valve 18 of the heat source unit 10 and the cascade unit 30.
  • the primary side gas connecting pipe 22 connects the gas closing valve 19 of the heat source unit 10 and the cascade unit 30.
  • the secondary side connecting pipe includes a secondary side liquid connecting pipe 41 and a secondary side gas connecting pipe 42.
  • the secondary side liquid connecting pipe 41 connects the liquid closing valve 38 of the cascade unit 30 and the utilization unit 50.
  • the secondary side gas connecting pipe 42 connects the gas closing valve 39 of the cascade unit 30 and the utilization unit 50.
  • the high-pressure liquid refrigerant passes through the fully opened heat source expansion valve 14, the supercooling heat exchanger 16, and reaches the primary side expansion valve 31 via the liquid closing valve 18 and the primary side liquid communication pipe 21. To do.
  • the primary expansion valve 31 with an appropriate opening depressurizes the high-pressure liquid refrigerant, thereby producing a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant enters the first refrigerant passage 351 of the cascade heat exchanger 35.
  • the cascade heat exchanger 35 evaporates the low pressure gas-liquid two-phase refrigerant, thereby producing a low pressure gas refrigerant.
  • the first refrigerant absorbs heat from the second refrigerant.
  • the low-pressure gas refrigerant exits the first refrigerant passage 351, passes through the primary side gas connecting pipe 22 and the gas closing valve 19, and is sucked into the compressor 11 via the four-way switching valve 12.
  • a part of the high-pressure liquid refrigerant discharged from the heat source expansion valve 14 is decompressed by the supercooling expansion valve 15 having an appropriate opening degree, and becomes a gas-liquid two-phase cooling gas.
  • the cooling gas passes through the supercooling heat exchanger 16. At this time, the cooling gas gives a degree of supercooling by cooling the high-pressure liquid refrigerant.
  • the cooling gas exits the supercooling heat exchanger 16, mixes with the low-pressure gas refrigerant coming from the four-way switching valve 12, and is sucked into the compressor 11.
  • the compressor 33 sucks in the low-pressure gas refrigerant which is the second refrigerant and discharges the high-pressure gas refrigerant.
  • the high-pressure gas refrigerant enters the second refrigerant passage 352 of the cascade heat exchanger 35 via the four-way switching valve 34.
  • the cascade heat exchanger 35 condenses the high pressure gas refrigerant, thereby producing a high pressure liquid refrigerant.
  • the second refrigerant releases heat to the first refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant exits the second refrigerant passage 352 and reaches the secondary expansion valve 32.
  • the secondary expansion valve 32 which has an appropriate opening degree, depressurizes the high-pressure liquid refrigerant, thereby producing a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant passes through the liquid closing valve 38 and the secondary side liquid connecting pipe 41 and reaches the utilization expansion valve 52.
  • the utilization expansion valve 52 with an appropriate opening degree further reduces the pressure of the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant reaches the utilization heat exchanger 51.
  • the utilization heat exchanger 51 evaporates the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, thereby producing a low-pressure gas refrigerant.
  • the refrigerant which is the second refrigerant, absorbs heat from the environment in which the user is present.
  • the low-pressure gas refrigerant exits the utilization heat exchanger 51, passes through the secondary side gas connecting pipe 42 and the gas closing valve 39, and is sucked into the compressor 33 via the four-way switching valve 12.
  • the high-pressure liquid refrigerant passes through the fully opened primary side expansion valve 31, then passes through the primary side liquid communication pipe 21, the liquid closing valve 18, and the supercooling heat exchanger 16 and reaches the heat source expansion valve 14.
  • the heat source expansion valve 14 having an appropriate opening degree depressurizes the high-pressure liquid refrigerant, thereby producing a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant reaches the heat source heat exchanger 13.
  • the heat source heat exchanger 13 evaporates the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, thereby producing a low-pressure gas refrigerant.
  • the refrigerant which is the first refrigerant, absorbs heat from the outside air.
  • the low-pressure gas refrigerant passes through the four-way switching valve 12 and is sucked into the compressor 11.
  • the compressor 33 sucks in the low-pressure gas refrigerant which is the second refrigerant and discharges the high-pressure gas refrigerant.
  • the high-pressure gas refrigerant passes through the gas closing valve 39 and the secondary side gas connecting pipe 42 via the four-way switching valve 34, and reaches the utilization heat exchanger 51.
  • the utilization heat exchanger 51 condenses the high-pressure gas refrigerant, thereby producing a high-pressure liquid refrigerant.
  • the refrigerant which is the second refrigerant, releases heat to the environment in which the user is present.
  • the high-pressure liquid refrigerant reaches the utilization expansion valve 52.
  • the utilization expansion valve 52 depressurizes the high-pressure liquid refrigerant, thereby producing a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant passes through the secondary side liquid connecting pipe 41 and the liquid closing valve 38, and reaches the secondary side expansion valve 32.
  • the secondary expansion valve 32 with an appropriate opening degree further reduces the pressure of the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant enters the second refrigerant passage 352 of the cascade heat exchanger 35.
  • the cascade heat exchanger 35 evaporates the low pressure gas-liquid two-phase refrigerant, thereby producing a low pressure gas refrigerant.
  • the second refrigerant absorbs heat from the first refrigerant.
  • the low-pressure gas refrigerant exits the second refrigerant passage 352, passes through the four-way switching valve 34, and is sucked into the compressor 33.
  • the pipe diameters of the primary side gas connecting pipe 22 and the primary side liquid connecting pipe 21 in the dual cycle are the same as those shown in the "Unit" column.
  • the numerical values marked in millimeters in the table refer to pipes manufactured according to the standard based on inches. That is, 4.8 mm refers to 3/16 inch. 6.4 mm refers to 1/4 inch. 7.9 mm refers to 5/16 inch. 9.5 mm refers to 3/8 inch. 12.7 mm refers to 1/2 inch. 15.9 mm refers to 5/8 inch. 19.1 mm refers to 3/4 inch. 22.2 mm refers to 7/8 inch. 25.4 mm refers to 1 inch. 28.6 mm refers to 9/8 inch. 31.8 mm refers to 5/4 inch. 38.1 mm refers to 3/2 inch. 44.5 mm refers to 7/4 inch. 50.8 mm refers to 2 inches. 63.5 mm refers to 5/2 inches.
  • Table 1 shows the pipe diameters of the secondary side gas connecting pipe 42 and the secondary side liquid connecting pipe 41 in the refrigerant cycle system 100 using carbon dioxide as the refrigerant. ing.
  • the pipe diameter of the secondary side gas connecting pipe 42 is 7.9 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 9.5 mm of the gas connecting pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side gas connecting pipe 42 is 9.5 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 12.7 mm of the gas connecting pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side gas connecting pipe 42 is 12.7 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 15.9 mm of the gas connecting pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe 41 is 4.8 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 6.4 mm of the liquid communication pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe 41 is 6.4 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 7.9 mm of the liquid communication pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the diameter of the secondary side liquid connecting pipe 41 is 7.9 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 9.5 mm of the liquid communication pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe 41 is 9.5 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 12.7 mm of the liquid communication pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • Table 2 shows the pipe diameters of the secondary side gas connecting pipe 42 and the secondary side liquid connecting pipe 41 in the refrigerant cycle system 100 using R32 as the refrigerant. ..
  • the pipe diameter of the secondary side gas connecting pipe 42 is 15.9 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 19.1 mm of the gas connecting pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe 41 is 4.8 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 6.4 mm of the liquid communication pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe is 7.9 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 9.5 mm of the liquid communication pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe is 9.5 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 12.7 mm of the liquid communication pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • Table 3 shows the pipe diameters of the secondary side gas connecting pipe 42 and the secondary side liquid connecting pipe 41 in the refrigerant cycle system 100 using R454B as the refrigerant. ..
  • the pipe diameter of the secondary side gas connecting pipe 42 is 15.9 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 19.1 mm of the gas connecting pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side gas connecting pipe 42 is 19.1 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 22.2 mm of the gas connecting pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe 41 is 9.5 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 12.7 mm of the liquid communication pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe 41 is 12.7 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 15.9 mm of the liquid communication pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe 41 is 15.9 mm. This pipe diameter is smaller than the pipe diameter of 19.1 mm of the liquid communication pipe in the unit cycle of the same capacity.
  • Table 4 shows the pipe diameters of the secondary side gas connecting pipe 42 and the secondary side liquid connecting pipe 41 in the refrigerant cycle system 100 using R1234yf as the refrigerant. ..
  • Table 5 shows the pipe diameters of the secondary side gas connecting pipe 42 and the secondary side liquid connecting pipe 41 in the refrigerant cycle system 100 using R1234ze as the refrigerant. ..
  • Refrigerant is a Mixed Refrigerant
  • Table 6 shows the secondary side gas communication pipe 42 and the secondary side liquid communication in the refrigerant cycle system 100 using the mixed refrigerant consisting of R32, R1234yf, and R1123 as the refrigerant.
  • the pipe diameter of the pipe 41 is shown.
  • the ratios of R32, R1234yf, and R1123 in the mixed refrigerant are 21.5%, 18.5%, and 60%, respectively.
  • the diameter of the connecting pipe in the secondary cycle 40 is smaller than the diameter of the connecting pipe in the primary side cycle 20. Therefore, since the flow velocity of the refrigerant can be increased in the secondary cycle, the refrigerating machine oil flowing out of the compressor can easily return to the compressor.
  • the pipe diameter of the secondary side gas connecting pipe 42 is 90% or less of the pipe diameter of the primary side gas connecting pipe 22, or the pipe diameter of the secondary side liquid connecting pipe 41 is the pipe diameter of the primary side liquid connecting pipe 21. It may be 90% or less of the pipe diameter.
  • the compression ratio of the secondary cycle 40 may be smaller than the compression ratio of the primary cycle 20.
  • the refrigerant cycle system 100 has one heat source unit 10, one cascade unit 30, and one utilization unit 50.
  • the refrigerant cycle system 100 may have one heat source unit 10, a plurality of cascade units 30, and a plurality of utilization units 50.
  • Heat source unit 13 Heat source heat exchanger 20: Primary side cycle 21: Primary side liquid communication pipe 22: Primary side gas communication pipe 30: Cascade unit 35: Cascade heat exchanger 40: Secondary side cycle 41: Secondary side Liquid communication pipe 42: Secondary gas communication pipe 50: Utilization unit 52: Utilization expansion valve 100: Refrigerator cycle system

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Abstract

冷媒サイクルシステム（１００）は、第１冷媒を循環させる一次側サイクル（２０）と、第２冷媒を二次側サイクル（４０）と、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換を行わせるカスケード熱交換器（３５）と、を備える。一次側サイクル（２０）は、一次側連絡配管を有する。二次側サイクル（４０）は、第二次側連絡配管を有する。一次側連絡配管は、一次側ガス連絡配管（２２）及び一次側液連絡配管（２１）を有する。二次側連絡配管は、二次側ガス連絡配管（４２）及び二次側液連絡配管（４１）を有する。一次側ガス連絡配管（２２）の管径よりも二次側ガス連絡配管（４２）の管径の方が小さいか、又は、一次側液連絡配管（２１）の管径よりも二次側液連絡配管（４１）の管径の方が小さい。

Description

空調機
　カスケード熱交換器を有する冷媒サイクルシステム。
　特許文献１（特開２０１４－７４５０８号公報）には、カスケード熱交換器を有する冷媒サイクルシステムが開示されている。カスケード熱交換器を導入することによって、冷媒サイクルシステムは、熱源熱交換器を含む一次側サイクルと、利用熱交換器を含む二次側サイクルを有する二元冷媒サイクルを構成する。
　カスケード熱交換器を有しない単元冷媒サイクルと比較して、二元冷媒サイクルの二次側サイクルにおいては、冷媒の流速が遅くなる傾向にある。この場合、圧縮機から流出した冷凍機油が再び圧縮機に戻りにくくなる。
　第１観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１冷媒を循環させる蒸気圧縮式の一次側サイクルと、第２冷媒を循環させる蒸気圧縮式の二次側サイクルと、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換を行わせるカスケード熱交換器と、を備える。一次側サイクルは、第１冷媒に冷熱又は温熱を与えるための熱源熱交換器と、カスケード熱交換器及び熱源熱交換器を連絡する一次側連絡配管と、を有する。二次側サイクルは、第２冷媒がカスケード熱交換器から得る冷熱又は温熱を利用するための利用熱交換器と、カスケード熱交換器及び利用熱交換器を連絡する二次側連絡配管と、を有する。一次側連絡配管は、一次側ガス連絡配管及び一次側液連絡配管を有する。二次側連絡配管は、二次側ガス連絡配管及び二次側液連絡配管を有する。一次側ガス連絡配管の管径よりも二次側ガス連絡配管の管径の方が小さいか、又は、一次側液連絡配管の管径よりも二次側液連絡配管の管径の方が小さい。
　この構成によれば、一次側サイクルにおける連絡配管の管径よりも、二次側サイクルにおける連絡配管の管径の方が小さい。したがって、二次側サイクルにおいて冷媒の流速を速めることができるので、圧縮機から流出した冷凍機油が圧縮機に戻りやすくなる。
　第２観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒は二酸化炭素である。二次側サイクルの冷凍能力が４．５ｋＷ以上かつ５．６ｋＷ以下である。二次側ガス連絡配管の管径が７．９ｍｍ（５／１６インチ）である。
　第３観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒は二酸化炭素である。二次側サイクルの冷凍能力が７．１ｋＷ以上かつ９．０ｋＷ以下である。二次側ガス連絡配管の管径が９．５ｍｍ（３／８インチ）である。
　第４観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒は二酸化炭素である。二次側サイクルの冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下である。二次側ガス連絡配管の管径が１２．７ｍｍ（１／２インチ）である。
　第５観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒は二酸化炭素である。二次側サイクルの冷凍能力が５．６ｋＷ以上かつ８．０ｋＷ以下である。二次側液連絡配管の管径が４．８ｍｍ（３／１６インチ）である。
　第６観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒は二酸化炭素である。二次側サイクルの冷凍能力が１１．２ｋＷ以上かつ１６ｋＷ以下である。二次側液連絡配管の管径が６．４ｍｍ（１／４インチ）である。
　第７観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒は二酸化炭素である。二次側サイクルの冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２８ｋＷ以下である。二次側液連絡配管の管径が７．９ｍｍ（５／１６インチ）である。
　第８観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒は二酸化炭素である。二次側サイクルの冷凍能力が３３．５ｋＷ以上かつ４５ｋＷ以下である。二次側液連絡配管の管径が９．５ｍｍ（３／８インチ）である。
　第９観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒はＲ３２である。二次側サイクルの冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下である。二次側ガス連絡配管の管径が１５．９ｍｍ（５／８インチ）である。
　第１０観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒はＲ３２である。二次側サイクルの冷凍能力が２．８ｋＷ以上かつ３．６ｋＷ以下である。二次側液連絡配管の管径が４．８ｍｍ（３／１６インチ）である。
　第１１観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒はＲ３２である。二次側サイクルの冷凍能力が１４ｋＷ以上かつ１６ｋＷ以下である。二次側液連絡配管の管径が７．９ｍｍ（５／１６インチ）である。
　第１２観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒はＲ３２である。二次側サイクルの冷凍能力が２８ｋＷ以上かつ３３．５ｋＷ以下である。二次側液連絡配管の管径が９．５ｍｍ（３／８インチ）である。
　第１３観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒はＲ４５４Ｂである。二次側サイクルの冷凍能力が９．０ｋＷ以上かつ１１．２ｋＷ以下である。二次側ガス連絡配管の管径が１５．９ｍｍ（５／８インチ）である。
　第１４観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒はＲ４５４Ｂである。二次側サイクルの冷凍能力が１６．０ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下である。二次側ガス連絡配管の管径が１９．１ｍｍ（３／４インチ）である。
　第１５観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒はＲ４５４Ｂである。二次側サイクルの冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下である。二次側液連絡配管の管径が９．５ｍｍ（３／８インチ）である。
　第１６観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒はＲ４５４Ｂである。二次側サイクルの冷凍能力が４５ｋＷ以上かつ５６ｋＷ以下である。二次側液連絡配管の管径が１２．７ｍｍ（１／２インチ）である。
　第１７観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点に係る冷媒サイクルシステムにおいて、第２冷媒はＲ４５４Ｂである。二次側サイクルの冷凍能力が８５ｋＷ以上かつ１０９ｋＷ以下である。二次側液連絡配管の管径が１５．９ｍｍ（５／８インチ）である。
　第１８観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点から第１７観点のいずれか１つに係る冷媒サイクルシステムにおいて、二次側ガス連絡配管の管径は、一次側ガス連絡配管の管径の９０％以下であるか、又は、二次側液連絡配管の管径は、一次側液連絡配管の管径の９０％以下である。
　第１９観点に係る冷媒サイクルシステムは、第１観点から第１８観点のいずれか１つに係る冷媒サイクルシステムにおいて、一次側サイクルの圧縮比よりも、二次側サイクルの圧縮比の方が小さい。
第１実施形態に係る冷媒サイクルシステム１００を示す図である。
　（１）全体構成
　図１は、冷媒サイクルシステム１００を示す。冷媒サイクルシステム１００は、熱源から冷熱又は温熱を取得して、ユーザに冷熱又は温熱を提供するためのものである。ここで、「熱源から冷熱を取得する」とは熱源に放熱することを意味する。「熱源から温熱を取得する」とは熱源から吸熱することを意味する。「ユーザに冷熱を提供する」とはユーザがいる環境から吸熱することを意味する。また、「ユーザに温熱を提供する」とはユーザがいる環境に放熱することを意味する。
　冷媒サイクルシステム１００は、１台の熱源ユニット１０、１台のカスケードユニット３０、１台の利用ユニット５０を有する。
　熱源ユニット１０と、カスケードユニット３０とを接続することによって、一次側サイクル２０が構成される。一次側サイクル２０は第１冷媒を循環させる蒸気圧縮式の回路である。
　カスケードユニット３０と、利用ユニット５０とを接続することによって、二次側サイクル４０が構成される。二次側サイクル４０は第２冷媒を循環させる蒸気圧縮式の回路である。第１冷媒と第２冷媒は同一の冷媒であってもよいし、異なる冷媒であってもよい。
　（２）詳細構成
　（２－１）熱源ユニット１０
　熱源ユニット１０は、熱源である外気から、冷熱又は温熱を取得する。熱源ユニット１０は、圧縮機１１、四路切換弁１２、熱源熱交換器１３、熱源膨張弁１４、過冷却膨張弁１５、過冷却熱交換器１６、液閉鎖弁１８、ガス閉鎖弁１９を有する。
　圧縮機１１は、第１冷媒である低圧ガス冷媒を吸入し、それを圧縮して、高圧ガス冷媒を吐出する。四路切換弁１２は、冷房運転の場合には図１の実線で示す接続を行い、暖房運転の場合には図１の破線で示す接続を行う。熱源熱交換器１３は、第１冷媒と外気との間で熱交換を行うものである。熱源熱交換器１３は、冷房運転の場合には凝縮機として機能し、暖房運転の場合には蒸発機として機能する。熱源膨張弁１４は、第１冷媒の流量を調節する。さらに、熱源膨張弁１４は、第１冷媒を減圧させる減圧装置として機能する。
　過冷却膨張弁１５は、循環する第１冷媒を減圧して、冷却用ガスを作り出す。過冷却熱交換器１６は、循環する第１冷媒と冷却用ガスとを熱交換させることによって、第１冷媒に過冷却度を与える。
　液閉鎖弁１８、ガス閉鎖弁１９は、熱源ユニット１０の設置工事の場合などに、第１冷媒の循環する流路を遮断する。
　（２－２）カスケードユニット３０
　カスケードユニット３０は、第１冷媒と第２冷媒の間で熱交換をさせるためのものである。
　カスケードユニット３０は、一次側膨張弁３１、二次側膨張弁３２、圧縮機３３、四路切換弁３４、カスケード熱交換器３５、液閉鎖弁３８、ガス閉鎖弁３９、を有する。
　一次側膨張弁３１は、一次側サイクル２０を循環する第１冷媒の量を調節する。さらに、一次側膨張弁３１は、第１冷媒を減圧させる。
　二次側膨張弁３２は、二次側サイクル４０を循環する第２冷媒の量を調節する。さらに、二次側膨張弁３２は、第２冷媒を減圧させる。
　圧縮機３３は、第２冷媒である低圧ガス冷媒を吸入し、それを圧縮して、高圧ガス冷媒を吐出する。四路切換弁３４は切換装置として機能し、冷房運転の場合には図１の実線で示す接続を行い、暖房運転の場合には図１の破線で示す接続を行う。
　カスケード熱交換器３５は、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換を行うものである。カスケード熱交換器３５は、例えば、プレート熱交換器である。カスケード熱交換器３５は、第１冷媒通路３５１及び第２冷媒通路３５２を有する。第１冷媒通路３５１は、第１冷媒を通過させる。第２冷媒通路３５２は、第２冷媒を通過させる。カスケード熱交換器３５は、冷房運転の場合には第１冷媒の蒸発器かつ第２冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転の場合には第１冷媒の蒸発器かつ第２冷媒の凝縮器として機能する。
　液閉鎖弁３８、ガス閉鎖弁３９は、カスケードユニット３０の設置工事の場合などに、第２冷媒の循環する流路を遮断する。
　（２－３）利用ユニット５０
　利用ユニット５０は、ユーザに冷熱又は温熱を提供するためのものである。利用ユニット５０は、利用熱交換器５１、利用膨張弁５２を有する。利用熱交換器５１は、冷熱又は温熱をユーザに利用させるためのものである。利用熱交換器５１は、マイクロチャネル熱交換器であり、扁平多穴管を有する。利用膨張弁５２は、二次側サイクル４０を循環する第２冷媒の量を調節する。さらに、利用膨張弁５２は、第２冷媒を減圧させる減圧装置として機能する。
　（２－４）一次側連絡配管
　一次側連絡配管は、一次側液連絡配管２１及び一次側ガス連絡配管２２を含む。一次側液連絡配管２１は、熱源ユニット１０の液閉鎖弁１８と、カスケードユニット３０とを接続する。一次側ガス連絡配管２２は、熱源ユニット１０のガス閉鎖弁１９と、カスケードユニット３０とを接続する。
　（２－５）二次側連絡配管
　二次側連絡配管は、二次側液連絡配管４１及び二次側ガス連絡配管４２を含む。二次側液連絡配管４１は、カスケードユニット３０の液閉鎖弁３８と、利用ユニット５０とを接続する。二次側ガス連絡配管４２は、カスケードユニット３０のガス閉鎖弁３９と、利用ユニット５０とを接続する。
　（３）動作
　（３－１）冷房運転
　（３－１－１）一次側サイクル２０の動作
　圧縮機１１は、第１冷媒である低圧ガス冷媒を吸入し、高圧ガス冷媒を吐出する。高圧ガス冷媒は、四路切換弁１２を経由して、熱源熱交換器１３へ到達する。熱源熱交換器１３は、高圧ガス冷媒を凝縮させ、それによって高圧液冷媒を作る。このとき、第１冷媒である冷媒は外気へ熱を放出する。高圧液冷媒は、全開にされた熱源膨張弁１４を通過し、過冷却熱交換器１６を通過し、液閉鎖弁１８及び一次側液連絡配管２１を経由して、一次側膨張弁３１へ到達する。適切な開度を設定された一次側膨張弁３１は、高圧液冷媒を減圧し、それによって低圧気液二相冷媒を作る。低圧気液二相冷媒は、カスケード熱交換器３５の第１冷媒通路３５１に入る。カスケード熱交換器３５は、低圧気液二相冷媒を蒸発させ、それによって低圧ガス冷媒を作る。このとき、第１冷媒は第２冷媒から熱を吸収する。低圧ガス冷媒は、第１冷媒通路３５１を出て、一次側ガス連絡配管２２及びガス閉鎖弁１９を通過し、四路切換弁１２を経由して、圧縮機１１に吸入される。
　熱源膨張弁１４を出た高圧液冷媒の一部は、適切な開度を設定された過冷却膨張弁１５によって減圧され、気液二相の冷却用ガスとなる。冷却用ガスは過冷却熱交換器１６を通過する。このとき、冷却用ガスは、高圧液冷媒を冷やすことによって過冷却度を与える。冷却用ガスは、過冷却熱交換器１６を出て、四路切換弁１２から来る低圧ガス冷媒と混ざり、圧縮機１１へ吸入される。
　（３－１－２）二次側サイクル４０の動作
　圧縮機３３は、第２冷媒である低圧ガス冷媒を吸入し、高圧ガス冷媒を吐出する。高圧ガス冷媒は、四路切換弁３４を経由して、カスケード熱交換器３５の第２冷媒通路３５２へ入る。カスケード熱交換器３５は、高圧ガス冷媒を凝縮させ、それによって高圧液冷媒を作る。このとき、第２冷媒は第１冷媒へ熱を放出する。高圧液冷媒は、第２冷媒通路３５２を出て、二次側膨張弁３２へ到達する。適切な開度を設定された二次側膨張弁３２は、高圧液冷媒を減圧し、それによって低圧気液二相冷媒を作る。低圧気液二相冷媒は、液閉鎖弁３８及び二次側液連絡配管４１を通過し、利用膨張弁５２へ到達する。適切な開度を設定された利用膨張弁５２は、低圧気液二相冷媒の圧力をさらに低下させる。低圧気液二相冷媒は、利用熱交換器５１へ到達する。利用熱交換器５１は、低圧気液二相冷媒を蒸発させ、それによって低圧ガス冷媒を作る。このとき、第２冷媒である冷媒は、ユーザのいる環境から熱を吸収する。低圧ガス冷媒は、利用熱交換器５１を出て、二次側ガス連絡配管４２及びガス閉鎖弁３９を通過し、四路切換弁１２を経由して、圧縮機３３に吸入される。
　（３－２）暖房運転
　（３－２－１）一次側サイクル２０の動作
　圧縮機１１は、第１冷媒である低圧ガス冷媒を吸入し、高圧ガス冷媒を吐出する。高圧ガス冷媒は、四路切換弁１２を経由して、ガス閉鎖弁１９及び一次側ガス連絡配管２２を通過し、カスケード熱交換器３５の第１冷媒通路３５１へ入る。カスケード熱交換器３５は、高圧ガス冷媒を凝縮させ、それによって高圧液冷媒を作る。このとき、第１冷媒は第２冷媒に熱を放出する。高圧液冷媒は、全開にされた一次側膨張弁３１を通過し、次いで一次側液連絡配管２１、液閉鎖弁１８及び過冷却熱交換器１６を通過し、熱源膨張弁１４へ到達する。適切な開度を設定された熱源膨張弁１４は、高圧液冷媒を減圧し、それによって低圧気液二相冷媒を作る。低圧気液二相冷媒は、熱源熱交換器１３に到達する。熱源熱交換器１３は、低圧気液二相冷媒を蒸発させ、それによって低圧ガス冷媒を作る。このとき、第１冷媒である冷媒は外気から熱を吸収する。低圧ガス冷媒は、四路切換弁１２を通過し、圧縮機１１に吸入される。
　（３－２－２）二次側サイクル４０の動作
　圧縮機３３は、第２冷媒である低圧ガス冷媒を吸入し、高圧ガス冷媒を吐出する。高圧ガス冷媒は、四路切換弁３４を経由して、ガス閉鎖弁３９及び二次側ガス連絡配管４２を通過し、利用熱交換器５１に到達する。利用熱交換器５１は、高圧ガス冷媒を凝縮させ、それによって高圧液冷媒を作る。このとき、第２冷媒である冷媒は、ユーザのいる環境に対して熱を放出する。高圧液冷媒は、利用膨張弁５２へ到達する。適切な開度を設定された利用膨張弁５２は、高圧液冷媒を減圧し、それによって低圧気液二相冷媒を作る。低圧気液二相冷媒は、二次側液連絡配管４１及び液閉鎖弁３８を通過し、二次側膨張弁３２へ到達する。適切な開度を設定された二次側膨張弁３２は、低圧気液二相冷媒の圧力をさらに低下させる。低圧気液二相冷媒は、カスケード熱交換器３５の第２冷媒通路３５２へ入る。カスケード熱交換器３５は、低圧気液二相冷媒を蒸発させ、それによって低圧ガス冷媒を作る。このとき、第２冷媒は第１冷媒から熱を吸収する。低圧ガス冷媒は、第２冷媒通路３５２を出て、四路切換弁３４を通過し、圧縮機３３に吸入される。
　（４）二次側連絡配管の管径
　表１～表６に二次側連絡配管の管径の例を示す。「馬力」及び「冷房能力」の欄には、実現すべき能力を異なる単位で記した数値が示されている。「単元」の欄には、「冷凍能力」で示した能力を単元サイクルにおいて実現するために必要な、ガス連絡配管及び液連絡配管の管径が示されている。「二元」の欄には、「冷凍能力」で示した能力を二元サイクルにおいて実現するために必要な、二次側ガス連絡配管４２及び二次側液連絡配管４１の管径が示されている。
　二元サイクルにおける一次側ガス連絡配管２２及び一次側液連絡配管２１の管径は、「単元」の欄に示したものと同等である。
　管径に関して、表中においてミリメートル単位で標記している数値は、インチ単位に基づく規格によって製造された管を指している。すなわち、４．８ｍｍは３／１６インチを指す。６．４ｍｍは１／４インチを指す。７．９ｍｍは５／１６インチを指す。９．５ｍｍは３／８インチを指す。１２．７ｍｍは１／２インチを指す。１５．９ｍｍは５／８インチを指す。１９．１ｍｍは３／４インチを指す。２２．２ｍｍは７／８インチを指す。２５．４ｍｍは１インチを指す。２８．６ｍｍは９／８インチを指す。３１．８ｍｍは５／４インチを指す。３８．１ｍｍは３／２インチを指す。４４．５ｍｍは７／４インチを指す。５０．８ｍｍは２インチを指す。６３．５ｍｍは５／２インチを指す。
　（４－１）冷媒が二酸化炭素である場合
　表１には、冷媒として二酸化炭素を用いる冷媒サイクルシステム１００における、二次側ガス連絡配管４２及び二次側液連絡配管４１の管径が示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　二次側サイクル４０の冷凍能力が４．５ｋＷ以上かつ５．６ｋＷ以下である場合において、二次側ガス連絡配管４２の管径が７．９ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおけるガス連絡配管の管径９．５ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が７．１ｋＷ以上かつ９．０ｋＷ以下である場合において、二次側ガス連絡配管４２の管径が９．５ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおけるガス連絡配管の管径１２．７ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下である場合において、二次側ガス連絡配管４２の管径が１２．７ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおけるガス連絡配管の管径１５．９ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が５．６ｋＷ以上かつ８．０ｋＷ以下である場合において、二次側液連絡配管４１の管径が４．８ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおける液連絡配管の管径６．４ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が１１．２ｋＷ以上かつ１６ｋＷ以下である場合において、二次側液連絡配管４１の管径が６．４ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおける液連絡配管の管径７．９ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２８ｋＷ以下である場合において、
二次側液連絡配管４１の管径が７．９ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおける液連絡配管の管径９．５ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が３３．５ｋＷ以上かつ４５ｋＷ以下である場合において、二次側液連絡配管４１の前記管径が９．５ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおける液連絡配管の管径１２．７ｍｍよりも小さい。
　（４－２）冷媒がＲ３２である場合
　表２には、冷媒としてＲ３２を用いる冷媒サイクルシステム１００における、二次側ガス連絡配管４２及び二次側液連絡配管４１の管径が示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　二次側サイクル４０の冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下である場合において、二次側ガス連絡配管４２の管径が１５．９ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおけるガス連絡配管の管径１９．１ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が２．８ｋＷ以上かつ３．６ｋＷ以下である場合において、二次側液連絡配管４１の管径が４．８ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおける液連絡配管の管径６．４ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が１４ｋＷ以上かつ１６ｋＷ以下である場合において、二次側液連絡配管の管径が７．９ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおける液連絡配管の管径９．５ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が２８ｋＷ以上かつ３３．５ｋＷ以下である場合において、二次側液連絡配管の管径が９．５ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおける液連絡配管の管径１２．７ｍｍよりも小さい。
　（４－３）冷媒がＲ４５４Ｂである場合
　表３には、冷媒としてＲ４５４Ｂを用いる冷媒サイクルシステム１００における、二次側ガス連絡配管４２及び二次側液連絡配管４１の管径が示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　二次側サイクル４０の冷凍能力が９．０ｋＷ以上かつ１１．２ｋＷ以下である場合において、二次側ガス連絡配管４２の管径が１５．９ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおけるガス連絡配管の管径１９．１ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が１６．０ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下である場合において、二次側ガス連絡配管４２の管径が１９．１ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおけるガス連絡配管の管径２２．２ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下である場合において、二次側液連絡配管４１の管径が９．５ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおける液連絡配管の管径１２．７ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が４５ｋＷ以上かつ５６ｋＷ以下である場合において、二次側液連絡配管４１の管径が１２．７ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおける液連絡配管の管径１５．９ｍｍよりも小さい。
　二次側サイクル４０の冷凍能力が８５ｋＷ以上かつ１０９ｋＷ以下である場合において、二次側液連絡配管４１の管径が１５．９ｍｍである。この管径は、同等能力の単元サイクルにおける液連絡配管の管径１９．１ｍｍよりも小さい。
　（４－４）冷媒がＲ１２３４ｙｆである場合
　表４には、冷媒としてＲ１２３４ｙｆを用いる冷媒サイクルシステム１００における、二次側ガス連絡配管４２及び二次側液連絡配管４１の管径が示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　（４－５）冷媒がＲ１２３４ｚｅである場合
　表５には、冷媒としてＲ１２３４ｚｅを用いる冷媒サイクルシステム１００における、二次側ガス連絡配管４２及び二次側液連絡配管４１の管径が示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　（４－６）冷媒が混合冷媒である場合
　表６には、冷媒としてＲ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、及びＲ１１２３からなる混合冷媒を用いる冷媒サイクルシステム１００における、二次側ガス連絡配管４２及び二次側液連絡配管４１の管径が示されている。ここで、混合冷媒におけるＲ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、及びＲ１１２３の比率は、それぞれ、２１．５％、１８．５％、及び６０％である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　（５）特徴
　（５－１）
　一次側サイクル２０における連絡配管の管径よりも、二次側サイクル４０における連絡配管の管径の方が小さい。したがって、二次側サイクルにおいて冷媒の流速を速めることができるので、圧縮機から流出した冷凍機油が圧縮機に戻りやすくなる。
　（５－２）
　二次側ガス連絡配管４２の管径は、一次側ガス連絡配管２２の管径の９０％以下であるか、又は、二次側液連絡配管４１の管径は、一次側液連絡配管２１の管径の９０％以下であってもよい。
　（５－３）
　一次側サイクル２０の圧縮比よりも、二次側サイクル４０の圧縮比の方が小さくともよい。
　（６）変形例
　前述の実施形態において、冷媒サイクルシステム１００は、１台の熱源ユニット１０、１台のカスケードユニット３０、１台の利用ユニット５０を有する。これに代えて、冷媒サイクルシステム１００は、１台の熱源ユニット１０と、複数台のカスケードユニット３０、及び複数台の利用ユニット５０を有していてもよい。
　＜むすび＞
　以上、本開示の実施形態を説明したが、請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
１０　　：熱源ユニット
１３　　：熱源熱交換器
２０　　：一次側サイクル
２１　　：一次側液連絡配管
２２　　：一次側ガス連絡配管
３０　　：カスケードユニット
３５　　：カスケード熱交換器
４０　　：二次側サイクル
４１　　：二次側液連絡配管
４２　　：二次側ガス連絡配管
５０　　：利用ユニット
５２　　：利用膨張弁
１００　：冷媒サイクルシステム
特開２０１４－７４５０８号公報

Claims (19)

  1. 　第１冷媒を循環させる蒸気圧縮式の一次側サイクル（２０）と、
    　第２冷媒を循環させる蒸気圧縮式の二次側サイクル（４０）と、
    　前記第１冷媒と前記第２冷媒との間で熱交換を行わせるカスケード熱交換器（３５）と、
    を備え、
    　前記一次側サイクルは、前記第１冷媒に冷熱又は温熱を与えるための熱源熱交換器（１３）と、前記カスケード熱交換器及び前記熱源熱交換器を連絡する一次側連絡配管（２１、２２）と、を有し、
    　前記二次側サイクルは、前記第２冷媒が前記カスケード熱交換器から得る前記冷熱又は前記温熱を利用するための利用熱交換器（５１）と、前記カスケード熱交換器及び前記利用熱交換器を連絡する二次側連絡配管（４１、４２）と、を有し、
    　前記一次側連絡配管は、一次側ガス連絡配管及（２２）び一次側液連絡配管（２１）を有し、
    　前記二次側連絡配管は、二次側ガス連絡配管（４２）及び二次側液連絡配管（４１）を有し、
    　前記一次側ガス連絡配管の管径よりも前記二次側ガス連絡配管の管径の方が小さいか、又は、前記一次側液連絡配管の管径よりも前記二次側液連絡配管の管径の方が小さい、
    冷媒サイクルシステム。
  2. 　前記第２冷媒は二酸化炭素であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が４．５ｋＷ以上かつ５．６ｋＷ以下であり、
    　前記二次側ガス連絡配管の前記管径が７．９ｍｍ（５／１６インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  3. 　前記第２冷媒は二酸化炭素であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が７．１ｋＷ以上かつ９．０ｋＷ以下であり、
    　前記二次側ガス連絡配管の前記管径が９．５ｍｍ（３／８インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  4. 　前記第２冷媒は二酸化炭素であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下であり、
    　前記二次側ガス連絡配管の前記管径が１２．７ｍｍ（１／２インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  5. 　前記第２冷媒は二酸化炭素であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が５．６ｋＷ以上かつ８．０ｋＷ以下であり、
    　前記二次側液連絡配管の前記管径が４．８ｍｍ（３／１６インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  6. 　前記第２冷媒は二酸化炭素であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が１１．２ｋＷ以上かつ１６ｋＷ以下であり、
    　前記二次側液連絡配管の前記管径が６．４ｍｍ（１／４インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  7. 　前記第２冷媒は二酸化炭素であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２８ｋＷ以下であり、
    　前記二次側液連絡配管の前記管径が７．９ｍｍ（５／１６インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  8. 　前記第２冷媒は二酸化炭素であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が３３．５ｋＷ以上かつ４５ｋＷ以下であり、
    　前記二次側液連絡配管の前記管径が９．５ｍｍ（３／８インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  9. 　前記第２冷媒はＲ３２であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下であり、
    　前記二次側ガス連絡配管の前記管径が１５．９ｍｍ（５／８インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  10. 　前記第２冷媒はＲ３２であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が２．８ｋＷ以上かつ３．６ｋＷ以下であり、
    　前記二次側液連絡配管の前記管径が４．８ｍｍ（３／１６インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  11. 　前記第２冷媒はＲ３２であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が１４ｋＷ以上かつ１６ｋＷ以下であり、
    　前記二次側液連絡配管の前記管径が７．９ｍｍ（５／１６インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  12. 　前記第２冷媒はＲ３２であり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が２８ｋＷ以上かつ３３．５ｋＷ以下であり、
    　前記二次側液連絡配管の前記管径が９．５ｍｍ（３／８インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  13. 　前記第２冷媒はＲ４５４Ｂであり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が９．０ｋＷ以上かつ１１．２ｋＷ以下であり、
    　前記二次側ガス連絡配管の前記管径が１５．９ｍｍ（５／８インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  14. 　前記第２冷媒はＲ４５４Ｂであり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が１６．０ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下であり、
    　前記二次側ガス連絡配管の前記管径が１９．１ｍｍ（３／４インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  15. 　前記第２冷媒はＲ４５４Ｂであり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が１６ｋＷ以上かつ２２．４ｋＷ以下であり、
    　前記二次側液連絡配管の前記管径が９．５ｍｍ（３／８インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  16. 　前記第２冷媒はＲ４５４Ｂであり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が４５ｋＷ以上かつ５６ｋＷ以下であり、
    　前記二次側液連絡配管の前記管径が１２．７ｍｍ（１／２インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  17. 　前記第２冷媒はＲ４５４Ｂであり、
    　前記二次側サイクルの冷凍能力が８５ｋＷ以上かつ１０９ｋＷ以下であり、
    　前記二次側液連絡配管の前記管径が１５．９ｍｍ（５／８インチ）である、
    請求項１に記載の冷媒サイクルシステム。
  18. 　前記二次側ガス連絡配管の前記管径は、前記一次側ガス連絡配管の前記管径の９０％以下であるか、又は、前記二次側液連絡配管の前記管径は、前記一次側液連絡配管の前記管径の９０％以下である、
    請求項１から１７のいずれか１項に記載の冷媒サイクルシステム。
  19. 　前記一次側サイクルの圧縮比よりも、前記二次側サイクルの圧縮比の方が小さい、
    請求項１から１８のいずれか１項に記載の冷媒サイクルシステム。
     
     
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