WO2021065914A1 - 冷凍装置 - Google Patents
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- F28D1/05383—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits
Definitions
- the present invention relates to a refrigerating apparatus using an HFO refrigerant or a mixed refrigerant containing an HFO refrigerant.
- the volume of the outdoor heat exchanger is generally the volume of the outdoor heat exchanger. Is set larger than the indoor heat exchanger. The larger the volume difference between the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger, the more the refrigerant shortage or the excess refrigerant occurs in the cooling operation and the heating operation, and the COP decreases. In the above air conditioner, the volume of the outdoor heat exchanger is larger than the volume of the indoor heat exchanger.
- the refrigerant tends to be surplus in the heating operation.
- the amount of refrigerant in the system is optimally adjusted in the heating operation, the refrigerant becomes insufficient in the cooling operation.
- the refrigerant density in the condenser is higher than that of R32, so that the excess or deficiency of the refrigerant becomes remarkable. Therefore, there is a problem that the volume ratio of the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger is set to a volume ratio suitable for the HFO-based refrigerant to suppress excess or deficiency of the refrigerant.
- the refrigerant flows in the order of the compressor, the outdoor heat exchanger, the expansion mechanism and the indoor heat exchanger during the cooling operation, and the compressor, the indoor heat exchanger, the expansion mechanism and the outdoor heat exchange during the heating operation.
- the refrigerant is an HFO refrigerant or a mixed refrigerant containing the HFO refrigerant.
- Both the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger are cross-fin heat exchangers or laminated heat exchangers.
- the volume ratio S [%] of the outdoor heat exchanger to the indoor heat exchanger is 100 ⁇ S ⁇ 1.0112 E-03 x ⁇ ⁇ 2-1.5836E + 00 x ⁇ + 8.2472E + 02, ⁇ [kg / m ⁇ 3]: Average density of saturated liquid gas at a condensation temperature of 45 ° C. Satisfy the relational expression of.
- the refrigerant flows in the order of the compressor, the outdoor heat exchanger, the expansion mechanism and the indoor heat exchanger during the cooling operation, and the compressor, the indoor heat exchanger, the expansion mechanism and the outdoor heat exchange during the heating operation.
- the refrigerant is an HFO refrigerant or a mixed refrigerant containing the HFO refrigerant.
- Both the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger are cross-fin heat exchangers or laminated heat exchangers.
- the volume ratio S [%] of the outdoor heat exchanger to the indoor heat exchanger is 130 ⁇ S ⁇ 1.3483E-03 x ⁇ ⁇ 2-2.1115E + 00 x ⁇ + 1.0996E + 03, ⁇ [kg / m ⁇ 3]: Average density of saturated liquid gas at a condensation temperature of 45 ° C. Satisfy the relational expression of.
- the refrigerant flows in the order of the compressor, the outdoor heat exchanger, the expansion mechanism and the indoor heat exchanger during the cooling operation, and the compressor, the indoor heat exchanger, the expansion mechanism and the outdoor heat exchange during the heating operation.
- the refrigerant is an HFO refrigerant or a mixed refrigerant containing the HFO refrigerant.
- the indoor heat exchanger is a cross-fin type heat exchanger, and the outdoor heat exchanger is a laminated heat exchanger.
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- ⁇ ⁇ ⁇ Volume ratio of the laminated heat exchanger to the cross fin heat exchanger when the cross fin type heat exchanger and the laminated heat exchanger have the same heat exchange performance.
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- the refrigerant flows in the order of the compressor, the outdoor heat exchanger, the expansion mechanism and the indoor heat exchanger during the cooling operation, and the compressor, the indoor heat exchanger, the expansion mechanism and the outdoor heat exchange during the heating operation.
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- the refrigerating apparatus is the refrigerating apparatus according to any one of the second aspect, the fourth aspect and the sixth aspect, and a high voltage receiver is provided between the outdoor heat exchanger and the expansion mechanism. There is.
- the volume of the outdoor heat exchanger includes the volume of the high voltage receiver.
- the refrigerating apparatus according to the eighth aspect is a refrigerating apparatus according to any one of the first to seventh aspects, and 476.1 ⁇ .
- the refrigerating apparatus according to the ninth aspect is the refrigerating apparatus according to any one of the first to eighth aspects, and the HFO refrigerant is any one of R1132 (E), R1123, R1234yf and R1234ze.
- FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an air conditioner as a refrigerating device according to an embodiment of the present disclosure.
- the graph which shows the relationship between the liquid gas average density of the HFO-based refrigerant and the upper limit value of the volume ratio S with respect to the indoor heat exchanger of an outdoor heat exchanger when the outdoor heat exchanger is a single row heat exchanger.
- FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an air conditioner as a refrigerating device according to a modification of the present disclosure.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioning device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
- the air conditioner 1 is a refrigerating device that performs a cooling operation and a heating operation by a vapor compression refrigeration cycle.
- the refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit 2 and the indoor unit 4 via the liquid refrigerant connecting pipe 5 and the gas refrigerant connecting pipe 6.
- the refrigerant sealed in the refrigerant circuit 10 is an HFO refrigerant or a mixed refrigerant containing an HFO refrigerant.
- the HFO refrigerant is one of R1132 (E), R1123, R1234yf and R1234ze.
- the indoor unit 4 is installed indoors and constitutes a part of the refrigerant circuit 10.
- the indoor unit 4 includes an indoor heat exchanger 41, an indoor fan 42, and an indoor control unit 44.
- the indoor heat exchanger 41 functions as a refrigerant evaporator during the cooling operation to cool the indoor air. Further, the indoor heat exchanger 41 functions as a radiator of the refrigerant during the heating operation to heat the indoor air.
- the inlet side of the refrigerant of the indoor heat exchanger 41 during the cooling operation is connected to the liquid refrigerant connecting pipe 5, and the outlet side of the refrigerant is connected to the gas refrigerant connecting pipe 6.
- the indoor heat exchanger 41 As the indoor heat exchanger 41, a cross fin type heat exchanger or a laminated heat exchanger is adopted.
- the cross-fin type heat exchanger and the laminated heat exchanger will be described in "(3) Selection of indoor heat exchanger 41 and outdoor heat exchanger 23".
- the indoor fan 42 sucks indoor air into the indoor unit 4, exchanges heat with the refrigerant in the indoor heat exchanger 41, and then supplies the air to the room.
- a centrifugal fan, a multi-blade fan, or the like is adopted as the indoor fan 42.
- the indoor fan 42 is driven by the indoor fan motor 43.
- the indoor control unit 44 controls the operation of each unit constituting the indoor unit 4.
- the indoor control unit 44 has a microcomputer and a memory for controlling the indoor unit 4.
- the indoor control unit 44 transmits and receives control signals and the like to and from a remote controller (not shown). Further, the indoor control unit 44 transmits and receives a control signal and the like via the transmission line 8a to and from the outdoor control unit 38 of the outdoor unit 2.
- Outdoor unit 2 The outdoor unit 2 is installed outdoors and constitutes a part of the refrigerant circuit 10.
- the outdoor unit 2 includes a compressor 21, a four-way switching valve 22, an outdoor heat exchanger 23, an expansion valve 26, a liquid side closing valve 27, and a gas side closing valve 28.
- the compressor 21 is a device that compresses the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle.
- the compressor 21 rotates and drives a positive displacement compression element (not shown) such as a rotary type or a scroll type by a compressor motor 21a.
- the suction pipe 31 is connected to the suction side, and the discharge pipe 32 is connected to the discharge side.
- the suction pipe 31 is a refrigerant pipe that connects the suction side of the compressor 21 and the four-way switching valve 22.
- the discharge pipe 32 is a refrigerant pipe that connects the discharge side of the compressor 21 and the four-way switching valve 22.
- the accumulator 29 is connected to the suction pipe 31.
- the accumulator 29 separates the inflowing refrigerant into a liquid refrigerant and a gas refrigerant, and causes only the gas refrigerant to flow to the suction side of the compressor 21.
- the four-way switching valve 22 switches the direction of the refrigerant flow in the refrigerant circuit 10.
- the four-way switching valve 22 causes the outdoor heat exchanger 23 to function as a refrigerant radiator and the indoor heat exchanger 41 to function as a refrigerant evaporator during cooling operation.
- the four-way switching valve 22 connects the discharge pipe 32 of the compressor 21 and the first gas refrigerant pipe 33 of the outdoor heat exchanger 23 during the cooling operation (see the solid line of the four-way switching valve 22 in FIG. 1). Further, the suction pipe 31 of the compressor 21 and the second gas refrigerant pipe 34 are connected (see the solid line of the four-way switching valve 22 in FIG. 1).
- the four-way switching valve 22 switches to a heating cycle state in which the outdoor heat exchanger 23 functions as a refrigerant evaporator and the indoor heat exchanger 41 functions as a refrigerant radiator during the heating operation. ..
- the four-way switching valve 22 connects the discharge pipe 32 of the compressor 21 and the second gas refrigerant pipe 34 during the heating operation (see the broken line of the four-way switching valve 22 in FIG. 1), and further, the compressor 21
- the suction pipe 31 and the first gas refrigerant pipe 33 of the outdoor heat exchanger 23 are connected (see the broken line of the four-way switching valve 22 in FIG. 1).
- the first gas refrigerant pipe 33 is a refrigerant pipe that connects the four-way switching valve 22 and the refrigerant inlet during the cooling operation of the outdoor heat exchanger 23.
- the second gas refrigerant pipe 34 is a refrigerant pipe that connects the four-way switching valve 22 and the gas side closing valve 28.
- Outdoor heat exchanger 23 functions as a radiator of the refrigerant during the cooling operation. Further, the outdoor heat exchanger 23 functions as a refrigerant evaporator during the heating operation. One end of the liquid refrigerant pipe 35 is connected to the refrigerant outlet during the cooling operation of the outdoor heat exchanger 23. The other end of the liquid refrigerant pipe 35 is connected to the expansion valve 26.
- a cross fin type heat exchanger or a laminated heat exchanger is adopted as the outdoor heat exchanger 23.
- the cross-fin type heat exchanger and the laminated heat exchanger will be described in "(3) Selection of indoor heat exchanger 41 and outdoor heat exchanger 23".
- the expansion valve 26 is an electric expansion valve.
- the expansion valve 26 decompresses the high-pressure refrigerant sent from the outdoor heat exchanger 23 to a low pressure during the cooling operation. Further, the expansion valve 26 reduces the high-pressure refrigerant sent from the indoor heat exchanger 41 to a low pressure during the heating operation.
- liquid side closing valve 27 (1-2-5) Liquid side closing valve 27 and gas side closing valve 28
- the liquid side closing valve 27 is connected to the liquid refrigerant connecting pipe 5.
- the gas side closing valve 28 is connected to the gas refrigerant connecting pipe 6.
- the liquid side closing valve 27 is located downstream of the expansion valve 26 in the refrigerant circulation direction during the cooling operation.
- the gas side closing valve 28 is located upstream of the four-way switching valve 22 in the refrigerant circulation direction during cooling operation.
- Outdoor fan 36 The outdoor unit 2 includes an outdoor fan 36.
- the outdoor fan 36 sucks outdoor air into the outdoor unit 2, exchanges heat with the refrigerant in the outdoor heat exchanger 23, and then discharges the air to the outside.
- a propeller fan or the like is adopted as the outdoor fan 36.
- the outdoor fan 36 is driven by the outdoor fan motor 37.
- Outdoor control unit 38 The outdoor control unit 38 controls the operation of each unit constituting the outdoor unit 2.
- the outdoor control unit 38 has a microcomputer and a memory for controlling the outdoor unit 2.
- the outdoor control unit 38 transmits and receives a control signal and the like via the transmission line 8a to and from the indoor control unit 44 of the indoor unit 4.
- the refrigerant connecting pipes 5 and 6 are refrigerant pipes to be installed on-site when the air conditioner 1 is installed at an installation location such as a building.
- the refrigerant connecting pipes 5 and 6 pipes having an appropriate length and diameter are adopted according to the installation location and the installation conditions such as the combination of the outdoor unit 2 and the indoor unit 4.
- the air conditioner 1 can perform a cooling operation and a heating operation as basic operations.
- the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 is sent to the outdoor heat exchanger 23 via the four-way switching valve 22.
- the high-pressure gas refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the outdoor air supplied from the outdoor fan 36 in the outdoor heat exchanger 23 that functions as a radiator to dissipate heat, and is a high-pressure liquid refrigerant. become.
- the high-pressure liquid refrigerant is sent to the expansion valve 26.
- the high-pressure liquid refrigerant sent to the expansion valve 26 is depressurized to the low pressure of the refrigeration cycle by the expansion valve 26 to become a low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant.
- the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant decompressed by the expansion valve 26 is sent to the indoor heat exchanger 41 via the liquid-side closing valve 27 and the liquid-refrigerant connecting pipe 5.
- the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the indoor heat exchanger 41 evaporates by exchanging heat with the indoor air supplied from the indoor fan 42 in the indoor heat exchanger 41. As a result, the indoor air is cooled, and then the cooled air is supplied to the room to cool the room.
- the low-pressure gas refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 41 is sucked into the compressor 21 again via the gas refrigerant connecting pipe 6, the gas side closing valve 28, and the four-way switching valve 22.
- the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 is sent to the indoor heat exchanger 41 via the four-way switching valve 22, the gas side closing valve 28, and the gas refrigerant connecting pipe 6.
- the high-pressure gas refrigerant sent to the indoor heat exchanger 41 exchanges heat with the indoor air supplied from the indoor fan 42 in the indoor heat exchanger 41 to dissipate heat, and becomes a high-pressure liquid refrigerant. As a result, the room air is heated, and then the heated air is supplied to the room to heat the room.
- the high-pressure liquid refrigerant radiated by the indoor heat exchanger 41 is sent to the expansion valve 26 via the liquid refrigerant connecting pipe 5 and the liquid side closing valve 27.
- the high-pressure liquid refrigerant sent to the expansion valve 26 is depressurized to the low pressure of the refrigeration cycle by the expansion valve 26 to become a low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant.
- the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant decompressed by the expansion valve 26 is sent to the outdoor heat exchanger 23.
- the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the outdoor air supplied from the outdoor fan 36 in the outdoor heat exchanger 23 to evaporate, and is a low-pressure gas refrigerant. become.
- the low-pressure refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 23 is sucked into the compressor 21 again through the four-way switching valve 22.
- FIG. 2 is a front view of the cross-fin type heat exchanger 51.
- the cross-fin type heat exchanger 51 has a heat transfer fin 512 and a heat transfer tube 511.
- the heat transfer fin 512 is a flat plate made of thin aluminum. A plurality of through holes are formed in the heat transfer fin 512.
- the heat transfer tube 511 has a straight tube 511a inserted into the through hole of the heat transfer fin 512, and a U-shaped tube 511b, 511c that connects the ends of the adjacent straight tubes 511a.
- the straight tube 511a comes into close contact with the heat transfer fin 512 by being inserted into the through hole of the heat transfer fin 512 and then expanded.
- the straight pipe 511a and the first U-shaped pipe 511b are integrally formed.
- the second U-shaped pipe 511c is connected to the end of the straight pipe 511a by welding, brazing, or the like after the straight pipe 511a is inserted into the through hole of the heat transfer fin 512 and expanded.
- FIG. 3 is an external perspective view of the laminated heat exchanger 53.
- the laminated heat exchanger 53 includes a plurality of flat tubes 531 and a plurality of heat transfer fins 532.
- the flat tube 531 is a multi-hole tube.
- the flat tube 531 is formed of aluminum or an aluminum alloy, and has a flat surface portion 531a serving as a heat transfer surface and a plurality of internal flow paths 531b through which a refrigerant flows.
- the flat pipes 531 are arranged in a plurality of stages so as to be stacked with a space (ventilation space) in a state where the flat surface portion 531a is directed vertically.
- the heat transfer fin 532 is a fin made of aluminum or an aluminum alloy.
- the heat transfer fins 532 are arranged in a ventilation space sandwiched between vertically adjacent flat pipes 531 and are in contact with the flat surface portion 531a of the flat pipes 531.
- the heat transfer fin 532 has a notch 532c into which the flat tube 531 is inserted. After the flat tube 531 is inserted into the notch 532c of the heat transfer fin 532, the heat transfer fin 532 and the flat surface portion 531a of the flat tube 531 are joined by brazing or the like.
- the headers 533a and 533b are connected to both ends of the flat tubes 531 arranged in a plurality of stages in the vertical direction.
- the headers 533a and 533b have a function of supporting the flat pipe 531, a function of guiding the refrigerant to the internal flow path of the flat pipe 531 and a function of collecting the refrigerant coming out of the internal flow path.
- the refrigerant flows into the first header 533a.
- the refrigerant flowing into the first header 533a is distributed substantially evenly to each internal flow path 531b of the flat pipe 531 in each stage, and flows toward the second header 533b.
- the refrigerant flowing through each internal flow path of the flat pipe 531 at each stage absorbs heat from the air flow flowing through the ventilation space via the heat transfer fin 532.
- the refrigerant flowing through each internal flow path of the flat pipe 531 in each stage collects in the second header 533b and flows out from the second header 533b.
- the refrigerant flows into the second header 533b.
- the refrigerant flowing into the second header 533b is distributed substantially evenly to each internal flow path 531b of the flat pipe 531 in each stage, and flows toward the first header 533a.
- the refrigerant flowing through each internal flow path of the flat pipe 531 at each stage dissipates heat to the air flow flowing through the ventilation space via the heat transfer fin 532.
- the refrigerant flowing through each internal flow path of the flat pipe 531 in each stage collects in the first header 533a and flows out from the first header 533a.
- one indoor unit 4 is operated by one outdoor unit 2.
- the volume of the outdoor heat exchanger is generally larger than the volume of the indoor heat exchanger.
- the temperature difference between the ambient temperature and the evaporation temperature or condensation temperature is set smaller in the outdoor heat exchanger.
- the difference between the evaporation temperature and the atmospheric temperature is very small so as not to cause frost formation.
- the appropriate amount of refrigerant is determined in consideration of the influence of excess or deficiency of the amount of refrigerant.
- an HFO-based refrigerant is sealed in place of the refrigerant of the HFC-based refrigerant air conditioner (hereinafter referred to as an HFC machine)
- the amount of the refrigerant is adjusted so that the degree of supercooling is the same as that of the HFC machine in the cooling operation. Then, in the heating operation, the amount of refrigerant becomes excessive. Further, in the heating operation, if the amount of the refrigerant is adjusted so as to have the same degree of supercooling as that of the HFC machine, the amount of the refrigerant becomes further insufficient in the cooling operation, particularly in the low load condition.
- the HFO-based refrigerant has a higher average liquid gas density than the HFC refrigerant, especially the gas density, than the HFC refrigerant. Further, when the degree of supercooling is the same, the amount of refrigerant retained in the heat exchanger increases.
- FIG. 4 is a list of target models for setting the upper limit of the volume ratio S.
- the outdoor heat exchanger 23 is roughly classified into two types, a type in which the outdoor heat exchanger 23 is a single-row heat exchanger and a type in which the outdoor heat exchanger 23 is a double-row heat exchanger.
- both the indoor heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 23 are cross fin type or laminated type.
- the indoor heat exchanger 41 is a cross fin type and the outdoor heat exchanger 23 is a laminated type.
- type C the indoor heat exchanger 41 is a laminated type and the outdoor heat exchanger 23 is a cross fin type.
- both the indoor heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 23 are cross fin type or laminated type.
- the indoor heat exchanger 41 is a cross fin type and the outdoor heat exchanger 23 is a laminated type.
- the indoor heat exchanger 41 is a laminated type and the outdoor heat exchanger 23 is a cross fin type.
- both the indoor heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 23 are cross fin type or laminated type, the outdoor heat exchanger 23 is a single row heat exchanger, and the indoor heat exchanger 41 is a double row heat exchange. It is a vessel, and the operation mode is heating operation.
- the heat exchange capacity Qc of the indoor heat exchanger 41 and the heat exchange capacity Qe of the outdoor heat exchanger 23 in the heating operation are roughly represented by the following equations.
- Qc K ⁇ Ac ⁇ ⁇ Tc
- Qe K ⁇ Ae ⁇ ⁇ Te
- K Thermal transmission rate (based on front area)
- Ac Front area of indoor heat exchanger 41
- Ae Front area of outdoor heat exchanger 23
- Tc Difference between condensation temperature and heating standard indoor temperature
- Te Difference between heating standard outdoor temperature and evaporation temperature
- condensation temperature is about 43 ° C. and the heating standard room temperature is 20 ° C.
- ⁇ Tc 23.
- the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger to the indoor heat exchanger in the refrigerant circuit using R32 is 300%.
- the HFO-based refrigerant has a larger average liquid gas density ⁇ in the condensed region than R32.
- the liquid gas average density ⁇ is defined as the average value of the saturated liquid density and the saturated gas density at a temperature of 45 ° C.
- the required volume of the outdoor heat exchanger 23 is [ ⁇ R32] with respect to the volume of the outdoor heat exchanger using R32. / ⁇ HFO] times.
- the upper limit of the volume ratio S corresponding to each HFO-based refrigerant can be calculated from the average liquid gas density of several types of HFO-based refrigerants.
- FIG. 5A shows the average liquid gas density ⁇ of the HFO-based refrigerant and the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger 23 with respect to the indoor heat exchanger 41 when the outdoor heat exchanger 23 is a single-row heat exchanger. It is a table showing the relationship.
- the HFO-based refrigerant to be compared with the liquid gas average density of R32 of the HFC-based refrigerant mixed refrigerant A, mixed refrigerant B, R1123, R1234yf and R1234ze are selected, and the liquid gas average density of each refrigerant, ⁇ R32 / ⁇ HFO, And the volume ratio S upper limit value is calculated and described.
- Both the mixed refrigerant A and the mixed refrigerant B are mixed refrigerants of R1132 (E), R1123 and R1234yf, but there is a difference in the three-component composition diagram. However, the details are not described in this application.
- the indoor heat exchanger 41 is a cross fin type
- the outdoor heat exchanger 23 is a laminated type
- the outdoor heat exchanger 23 is a single row heat exchanger
- the indoor heat exchanger 41 is a double row heat exchanger.
- the operation mode is heating operation.
- the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger to the indoor heat exchanger is the upper limit. Was 300%.
- the indoor heat exchanger 41 is a laminated type
- the outdoor heat exchanger 23 is a cross fin type
- the outdoor heat exchanger 23 is a single-row heat exchanger
- the indoor heat exchanger 41 is a double-row heat exchanger.
- the operation mode is heating operation.
- the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger to the indoor heat exchanger is the upper limit. Was 300%.
- FIG. 5B shows the average liquid gas density ⁇ of the HFO-based refrigerant and the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger 23 with respect to the indoor heat exchanger 41 when the outdoor heat exchanger 23 is a single-row heat exchanger. It is a graph which shows the relationship.
- the horizontal axis of the graph indicates the average liquid gas density [kg / m 3].
- the vertical axis of the graph shows the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger 23 with respect to the indoor heat exchanger 41.
- the curve SA1 is a curve obtained by plotting the volume ratio S upper limit values of R32, the mixed refrigerant A, the mixed refrigerant B, R1123, R1234yf and R1234z in the type A1.
- the curve SA1 is represented by "1.0112E-03 ⁇ ⁇ ⁇ 2-1.5836E + 00 ⁇ ⁇ + 8.2472E + 02", and the relationship with the volume ratio S is 100 ⁇ S ⁇ 1.0112 E-03 x ⁇ ⁇ 2-1.5836E + 00 x ⁇ + 8.2472E + 02, Will be.
- the curve SB1 is a curve obtained by plotting the volume ratio S upper limit values of R32, mixed refrigerant A, mixed refrigerant B, R1123, R1234yf and R1234z in type B1.
- the curve SC1 is a curve obtained by plotting the volume ratio S upper limit values of R32, mixed refrigerant A, mixed refrigerant B, R1123, R1234yf and R1234z in type C1.
- both the indoor heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 23 are cross-fin type or laminated type, the outdoor heat exchanger 23 is a two-row heat exchanger, and the indoor heat exchanger 41 is a three-row heat exchange. It is a vessel, and the operation mode is heating operation.
- the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger to the indoor heat exchanger in the refrigerant circuit using R32 is 400%.
- the HFO-based refrigerant has a larger average liquid gas density ⁇ in the condensed region than R32.
- the liquid gas average density ⁇ is defined as the average value of the saturated liquid density and the saturated gas density at a temperature of 45 ° C.
- the required volume of the outdoor heat exchanger is [ ⁇ R32 / ⁇ HFO] times.
- the upper limit of the volume ratio S corresponding to each HFO-based refrigerant can be calculated from the average liquid gas density of several types of HFO-based refrigerants.
- FIG. 6A shows the average liquid gas density ⁇ of the HFO-based refrigerant and the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger 23 with respect to the indoor heat exchanger 41 when the outdoor heat exchanger 23 is a two-row heat exchanger. It is a table showing the relationship.
- the HFO-based refrigerant to be compared with the liquid gas average density of R32 of the HFC-based refrigerant mixed refrigerant A, mixed refrigerant B, R1123, R1234yf and R1234ze are selected, and the liquid gas average density of each refrigerant, ⁇ R32 / ⁇ HFO, And the volume ratio S upper limit value is calculated and described.
- Both the mixed refrigerant A and the mixed refrigerant B are mixed refrigerants of R1132 (E), R1123 and R1234yf, but there is a difference in the three-component composition diagram. However, the details are not described in this application.
- the indoor heat exchanger 41 is a cross fin type
- the outdoor heat exchanger 23 is a laminated type
- the outdoor heat exchanger 23 is a two-row heat exchanger
- the indoor heat exchanger 41 is a three-row heat exchanger.
- the operation mode is heating operation.
- the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger to the indoor heat exchanger is the upper limit. Was 400%.
- the indoor heat exchanger 41 is a laminated type
- the outdoor heat exchanger 23 is a cross fin type
- the outdoor heat exchanger 23 is a two-row heat exchanger
- the indoor heat exchanger 41 is a three-row heat exchanger.
- the operation mode is heating operation.
- the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger to the indoor heat exchanger is the upper limit. Was 400%.
- FIG. 6B shows the average liquid gas density ⁇ of the HFO-based refrigerant and the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger 23 with respect to the indoor heat exchanger 41 when the outdoor heat exchanger 23 is a two-row heat exchanger. It is a graph which shows the relationship.
- the horizontal axis of the graph shows the average liquid gas density ⁇ [kg / m 3 ].
- the vertical axis of the graph shows the upper limit of the volume ratio S of the outdoor heat exchanger 23 with respect to the indoor heat exchanger 41.
- the curve SA2 is a curve obtained by plotting the volume ratio S upper limit values of R32, the mixed refrigerant A, the mixed refrigerant B, R1123, R1234yf and R1234z in the type A2.
- the curve SA2 is represented by "1.3483E-03 ⁇ ⁇ ⁇ 2-2.1115E + 00 ⁇ ⁇ + 1.0996E + 03", and the relationship with the volume ratio S is 130 ⁇ S ⁇ 1.3483E-03 x ⁇ ⁇ 2-2.1115E + 00 x ⁇ + 1.0996E + 03, Will be.
- the curve SB2 is a curve obtained by plotting the volume ratio S upper limit values of R32, mixed refrigerant A, mixed refrigerant B, R1123, R1234yf and R1234z in type B2.
- the curve SC2 is a curve obtained by plotting the volume ratio S upper limit values of R32, mixed refrigerant A, mixed refrigerant B, R1123, R1234yf and R1234z in type C2.
- the outdoor heat exchanger 23 is a single-row heat exchanger
- the indoor heat exchanger 41 is a double-row heat exchanger
- the operation mode is heating operation
- the indoor heat exchanger is indoor.
- Type A1 is a model in which both the heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 23 are cross-fin type or laminated type
- the model in which the indoor heat exchanger 41 is a cross-fin type and the outdoor heat exchanger 23 is a laminated type is type.
- B1 the model in which the indoor heat exchanger 41 is a laminated type and the outdoor heat exchanger 23 is a cross fin type is type C1.
- the relationship between the average liquid gas density ⁇ and the volume ratio S in type A1 is 100 ⁇ S ⁇ 1.0112 E-03 x ⁇ ⁇ 2-1.5836E + 00 x ⁇ + 8.2472E + 02
- the relationship between the average liquid gas density ⁇ and the volume ratio S in type B1 is 100 ⁇ ⁇ ⁇ S ⁇ (1.0112E-03 ⁇ ⁇ ⁇ 2-1.5836E + 00 ⁇ ⁇ + 8.2427E + 02) ⁇ ⁇
- the relationship between the average liquid gas density ⁇ and the volume ratio S in type C1 is 100 / ⁇ S ⁇ (1.0112E-03 x ⁇ ⁇ 2-1.5836E + 00 x ⁇ + 8.2472E + 02) / ⁇ Will be.
- ⁇ is the volume ratio of the laminated heat exchanger to the cross fin heat exchanger when the cross fin type heat exchanger and the laminated heat exchanger have the same heat exchange performance, and is ⁇ [kg / m ⁇ 3] is the average density of the saturated liquid gas at the condensation temperature of 45 ° C.
- the outdoor heat exchanger 23 is a two-row heat exchanger
- the indoor heat exchanger 41 is a three-row heat exchanger
- the operation mode is heating operation
- the indoor heat exchanger is indoor.
- Type A2 is a model in which both the heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 23 are cross fin type or laminated type, and the model in which the indoor heat exchanger 41 is a cross fin type and the outdoor heat exchanger 23 is a laminated type.
- ⁇ is the volume ratio of the laminated heat exchanger to the cross fin heat exchanger when the cross fin type heat exchanger and the laminated heat exchanger have the same heat exchange performance, and is ⁇ [kg / m ⁇ 3] is the average density of the saturated liquid gas at the condensation temperature of 45 ° C.
- the HFO refrigerant is one of R1132 (E), R1123, R1234yf and R1234ze.
- FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an air conditioner as a refrigerating device according to the modified example of the present disclosure.
- the difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that the receiver 24 connected between the outdoor heat exchanger 23 of the refrigerant circuit 10 and the expansion valve 26, and the receiver 24 and the suction pipe 31 are connected.
- the point is that the bypass pipe 30 and the flow rate adjusting valve 25 connected in the middle of the bypass pipe 30 are provided.
- the same as the embodiment shown in FIG. 1, and thus the description thereof will be omitted.
- the receiver 24 is a container capable of storing excess refrigerant.
- the optimum amount of refrigerant during cooling operation and the optimum amount of refrigerant during heating operation are different. Therefore, the appropriate volume of the outdoor heat exchanger that functions as a condenser during cooling operation and during heating operation The proper volume of the indoor heat exchanger that functions as a condenser is different.
- the volume of the outdoor heat exchanger is larger than the volume of the indoor heat exchanger, and the refrigerant that cannot be stored in the indoor heat exchanger during the heating operation is temporarily stored in the accumulator 29 or the like.
- the excess liquid refrigerant that cannot be contained in the accumulator 29 is stored in the receiver 24.
- the refrigerant immediately before entering the receiver 24 contains a gas component generated when passing through the expansion valve 26, but after entering the receiver 24, the refrigerant is separated into a liquid refrigerant and a gas refrigerant. Liquid refrigerant is stored on the lower side, and gas refrigerant is stored on the upper side.
- the gas refrigerant separated by the receiver 24 flows to the suction pipe 31 through the bypass pipe 30. Further, the liquid refrigerant separated by the receiver 24 flows to the outdoor heat exchanger 23.
- a flow rate adjusting valve 25 is connected in the middle of the bypass pipe 30. In this modification, the flow rate adjusting valve 25 is an electric expansion valve.
- the indoor heat exchanger 41 is a cross fin type and the outdoor heat exchanger 23 is a laminated type
- the volume of the outdoor heat exchanger 23 is smaller than the volume of the indoor heat exchanger, and the outdoor heat exchanger is used during the cooling operation.
- Refrigerant surplus refrigerant
- the amount exceeds the amount that can be stored in the accumulator 29 or the like.
- the receiver 24 stores the excess liquid refrigerant that cannot be stored in the outdoor heat exchanger 23 during the cooling operation.
- the volume of the outdoor heat exchanger 23 is the volume including the volume of the receiver 24.
- the volume of the heat exchanger means the internal volume that can be filled with the refrigerant from the refrigerant inlet to the refrigerant outlet of the heat exchanger itself.
- the volume of the outdoor heat exchanger 23 can be filled with the refrigerant from the refrigerant inlet of the outdoor heat exchanger 23 itself to the refrigerant outlet of the receiver 24 itself. Refers to the internal volume.
- the present disclosure is widely applicable to a refrigerating device (for example, a low temperature device) capable of performing a cooling operation and a heating operation.
- a refrigerating device for example, a low temperature device
- Air conditioner (refrigerator) 21 Compressor 23 Outdoor heat exchanger 24 Receiver (high voltage receiver) 26 Expansion valve (expansion mechanism) 41 Indoor heat exchanger
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Abstract
室外熱交換器と室内熱交換器の容積比をHFO系冷媒に適した容積比に設定し、冷媒の過不足を抑制する。冷媒が、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒であり、室内熱交換器(41)および室外熱交換器(23)がともにクロスフィン型熱交換器または積層型熱交換器であって、且つ、室外熱交換器(23)が1列構成である場合、室外熱交換器(23)の室内熱交換器(41)に対する容積比S[%]は、 100≦S≦1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02、 ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、 の関係式を満たす。
Description
HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒を用いた冷凍装置に関する。
一台の室内機を一台の室外機で運転させる空調機では、例えば、特許文献1(特開2012-077983号公報)の背景技術に記載されている通り、一般に、室外熱交換器の容積が室内熱交換器よりも大きく設定されている。室外熱交換器と室内熱交換器との容積差が大きいほど、冷房運転および暖房運転において冷媒不足または冷媒過多が生じ、COPが低下する。上記空調機では、室外熱交換器の容積は室内熱交換器の容積よりも大きいので、冷房運転において系内の冷媒量を最適に調節すると、暖房運転で冷媒が余剰気味になる。一方、暖房運転において系内の冷媒量を最適に調節すると、冷房運転で冷媒が不足する。
一方、空調機に採用される冷媒としては、主流であったR410Aから地球温暖化係数がより小さいR32へ移行しつつあるが、将来的には、さらに地球温暖化係数の小さいHFO系冷媒が有望視されている。
しかしながら、HFO系冷媒の場合、凝縮器内の冷媒密度、特にガス密度がR32に比べて大きいので、冷媒の過不足が顕著になる。それゆえ、室外熱交換器と室内熱交換器の容積比をHFO系冷媒に適した容積比に設定し、冷媒の過不足を抑制するという課題がある。
第1観点に係る冷凍装置は、冷却運転時に圧縮機、室外熱交換器、膨張機構および室内熱交換器の順に冷媒が流れ、加熱運転時に圧縮機、室内熱交換器、膨張機構および室外熱交換器の順に冷媒が流れる冷凍装置において、冷媒が、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒である。室内熱交換器および室外熱交換器がともにクロスフィン型熱交換器または積層型熱交換器である。さらに、室外熱交換器が1列構成である場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
100≦S≦1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
100≦S≦1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
この冷凍装置では、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sが上記関係式を満たす値に設定されることによって、冷却運転、加熱運転における冷媒量の過不足が抑制される。
第2観点に係る冷凍装置は、冷却運転時に圧縮機、室外熱交換器、膨張機構および室内熱交換器の順に冷媒が流れ、加熱運転時に圧縮機、室内熱交換器、膨張機構および室外熱交換器の順に冷媒が流れる冷凍装置において、冷媒が、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒である。室内熱交換器および室外熱交換器がともにクロスフィン型熱交換器または積層型熱交換器である。さらに、室外熱交換器が2列構成である場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
130≦S≦1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
130≦S≦1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
この冷凍装置では、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sが上記関係式を満たす値に設定されることによって、冷却運転、加熱運転における冷媒量の過不足が抑制される。
第3観点に係る冷凍装置は、冷却運転時に圧縮機、室外熱交換器、膨張機構および室内熱交換器の順に冷媒が流れ、加熱運転時に圧縮機、室内熱交換器、膨張機構および室外熱交換器の順に冷媒が流れる冷凍装置において、冷媒が、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒である。室内熱交換器がクロスフィン型熱交換器、室外熱交換器が積層型熱交換器である。さらに、室外熱交換器が1列構成である場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
100×α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2427E+02)×α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
100×α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2427E+02)×α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
この冷凍装置では、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sが上記関係式を満たす値に設定されることによって、冷却運転、加熱運転における冷媒量の過不足が抑制される。
第4観点に係る冷凍装置は、冷却運転時に圧縮機、室外熱交換器、膨張機構および室内熱交換器の順に冷媒が流れ、加熱運転時に圧縮機、室内熱交換器、膨張機構および室外熱交換器の順に冷媒が流れる冷凍装置において、冷媒が、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒である。室内熱交換器がクロスフィン型熱交換器、室外熱交換器が積層型熱交換器である。さらに、室外熱交換器が2列構成である場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
130×α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)×α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
130×α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)×α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
この冷凍装置では、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sが上記関係式を満たす値に設定されることによって、冷却運転、加熱運転における冷媒量の過不足が抑制される。
第5観点に係る冷凍装置は、冷却運転時に圧縮機、室外熱交換器、膨張機構および室内熱交換器の順に冷媒が流れ、加熱運転時に圧縮機、室内熱交換器、膨張機構および室外熱交換器の順に冷媒が流れる冷凍装置において、冷媒が、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒である、室内熱交換器が積層型熱交換器、室外熱交換器がクロスフィン型熱交換器である。さらに、室外熱交換器が1列構成である場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
100/α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02)/α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
100/α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02)/α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
この冷凍装置では、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sが上記関係式を満たす値に設定されることによって、冷却運転、加熱運転における冷媒量の過不足が抑制される。
第6観点に係る冷凍装置は、冷却運転時に圧縮機、室外熱交換器、膨張機構および室内熱交換器の順に冷媒が流れ、加熱運転時に圧縮機、室内熱交換器、膨張機構および室外熱交換器の順に冷媒が流れる冷凍装置において、冷媒が、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒である。室内熱交換器が積層型熱交換器、室外熱交換器がクロスフィン型熱交換器である。さらに、室外熱交換器が2列構成である場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
130/α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)/α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
130/α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)/α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす。
この冷凍装置では、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sが上記関係式を満たす値に設定されることによって、冷却運転、加熱運転における冷媒量の過不足が抑制される。
第7観点に係る冷凍装置は、第2観点、第4観点および第6観点のいずれか1つに係る冷凍装置であって、室外熱交換器と膨張機構との間に高圧レシーバが設けられている。室外熱交換器の容積は、高圧レシーバの容積を含む。
第8観点に係る冷凍装置は、第1観点から第7観点のいずれか1つに係る冷凍装置であって、476.1<ρである。
第9観点に係る冷凍装置は、第1観点から第8観点のいずれか1つに係る冷凍装置であって、HFO冷媒が、R1132(E)、R1123、R1234yfおよびR1234zeのいずれかである。
<第1実施形態>
(1)空気調和装置1の構成
図1は、本開示の一実施形態に係る空気調和装置1の概略構成図である。図1において、空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、冷房運転及び暖房運転を行う冷凍装置である。
(1)空気調和装置1の構成
図1は、本開示の一実施形態に係る空気調和装置1の概略構成図である。図1において、空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、冷房運転及び暖房運転を行う冷凍装置である。
空気調和装置1の冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット4とが液冷媒連絡管5及びガス冷媒連絡管6を介して接続されることによって構成されている。
冷媒回路10に封入されている冷媒は、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒である。HFO冷媒は、R1132(E)、R1123、R1234yfおよびR1234zeのいずれかである。
(1-1)室内ユニット4
室内ユニット4は、室内に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室内ユニット4は、室内熱交換器41、室内ファン42、および室内側制御部44を含んでいる。
室内ユニット4は、室内に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室内ユニット4は、室内熱交換器41、室内ファン42、および室内側制御部44を含んでいる。
(1-1-1)室内熱交換器41
室内熱交換器41は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却する。また、室内熱交換器41は、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する。冷房運転時における室内熱交換器41の冷媒の入口側は液冷媒連絡管5と接続されており、冷媒の出口側はガス冷媒連絡管6と接続されている。
室内熱交換器41は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却する。また、室内熱交換器41は、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する。冷房運転時における室内熱交換器41の冷媒の入口側は液冷媒連絡管5と接続されており、冷媒の出口側はガス冷媒連絡管6と接続されている。
室内熱交換器41としては、クロスフィン型熱交換器、または積層型熱交換器が採用される。クロスフィン型熱交換器、および積層型熱交換器については、「(3)室内熱交換器41および室外熱交換器23の選定」において説明する。
(1-1-2)室内ファン42
室内ファン42は、室内ユニット4内に室内空気を吸入して、室内熱交換器41において冷媒と熱交換させた後に、その空気を室内に供給する。室内ファン42として、遠心ファンや多翼ファン等が採用される。室内ファン42は、室内ファンモータ43によって駆動される。
室内ファン42は、室内ユニット4内に室内空気を吸入して、室内熱交換器41において冷媒と熱交換させた後に、その空気を室内に供給する。室内ファン42として、遠心ファンや多翼ファン等が採用される。室内ファン42は、室内ファンモータ43によって駆動される。
(1-1-3)室内側制御部44
室内側制御部44は、室内ユニット4を構成する各部の動作を制御する。室内側制御部44は、室内ユニット4の制御を行うためのマイクロコンピュータおよびメモリを有している。
室内側制御部44は、室内ユニット4を構成する各部の動作を制御する。室内側制御部44は、室内ユニット4の制御を行うためのマイクロコンピュータおよびメモリを有している。
室内側制御部44は、リモートコントローラ(図示せず)との間で制御信号等の送受信を行う。また、室内側制御部44は、室外ユニット2の室外側制御部38との間で伝送線8aを介した制御信号等の送受信を行う。
(1-2)室外ユニット2
室外ユニット2は、室外に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室外ユニット2は、圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、膨張弁26、液側閉鎖弁27、およびガス側閉鎖弁28を含んでいる。
室外ユニット2は、室外に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室外ユニット2は、圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、膨張弁26、液側閉鎖弁27、およびガス側閉鎖弁28を含んでいる。
(1-2-1)圧縮機21
圧縮機21は、冷凍サイクルの低圧の冷媒を圧縮する機器である。圧縮機21は、ロータリ式、スクロール式等の容積式の圧縮要素(図示せず)を圧縮機用モータ21aによって回転駆動する。
圧縮機21は、冷凍サイクルの低圧の冷媒を圧縮する機器である。圧縮機21は、ロータリ式、スクロール式等の容積式の圧縮要素(図示せず)を圧縮機用モータ21aによって回転駆動する。
圧縮機21は、吸入側に吸入管31が接続されており、吐出側に吐出管32が接続されている。吸入管31は、圧縮機21の吸入側と四路切換弁22とを接続する冷媒管である。吐出管32は、圧縮機21の吐出側と四路切換弁22とを接続する冷媒管である。
吸入管31には、アキュムレータ29が接続されている。アキュムレータ29は、流入した冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを圧縮機21の吸入側へ流す。
(1-2-2)四路切換弁22
四路切換弁22は、冷媒回路10における冷媒の流れの方向を切り換える。四路切換弁22は、冷房運転時には、室外熱交換器23を冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室内熱交換器41を冷媒の蒸発器として機能させる。
四路切換弁22は、冷媒回路10における冷媒の流れの方向を切り換える。四路切換弁22は、冷房運転時には、室外熱交換器23を冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室内熱交換器41を冷媒の蒸発器として機能させる。
四路切換弁22は、冷房運転時には、圧縮機21の吐出管32と室外熱交換器23の第1ガス冷媒管33とを接続し(図1の四路切換弁22の実線を参照)、さらに、圧縮機21の吸入管31と第2ガス冷媒管34とを接続する(図1の四路切換弁22の実線を参照)。
また、四路切換弁22は、暖房運転時には、室外熱交換器23を冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、室内熱交換器41を冷媒の放熱器として機能させる暖房サイクル状態への切り換えを行う。
四路切換弁22は、暖房運転時には、圧縮機21の吐出管32と第2ガス冷媒管34とを接続し(図1の四路切換弁22の破線を参照)、さらに、圧縮機21の吸入管31と室外熱交換器23の第1ガス冷媒管33とを接続する(図1の四路切換弁22の破線を参照)。
ここで、第1ガス冷媒管33は、四路切換弁22と、室外熱交換器23の冷房運転時における冷媒入口とを接続する冷媒管である。また、第2ガス冷媒管34は、四路切換弁22とガス側閉鎖弁28とを接続する冷媒管である。
(1-2-3)室外熱交換器23
室外熱交換器23は、冷房運転時には冷媒の放熱器として機能する。また、室外熱交換器23は、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。室外熱交換器23の冷房運転時における冷媒出口には、液冷媒管35の一端が接続されている。液冷媒管35の他端は、膨張弁26に接続されている。
室外熱交換器23は、冷房運転時には冷媒の放熱器として機能する。また、室外熱交換器23は、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。室外熱交換器23の冷房運転時における冷媒出口には、液冷媒管35の一端が接続されている。液冷媒管35の他端は、膨張弁26に接続されている。
室外熱交換器23としては、クロスフィン型熱交換器、または積層型熱交換器が採用される。クロスフィン型熱交換器、および積層型熱交換器については、「(3)室内熱交換器41および室外熱交換器23の選定」において説明する。
(1-2-4)膨張弁26
膨張弁26は、電動膨張弁である。膨張弁26は、冷房運転時には、室外熱交換器23から送られてくる高圧の冷媒を低圧まで減圧する。また、膨張弁26は、暖房運転時には、室内熱交換器41から送られてくる高圧の冷媒を低圧まで減圧する。
膨張弁26は、電動膨張弁である。膨張弁26は、冷房運転時には、室外熱交換器23から送られてくる高圧の冷媒を低圧まで減圧する。また、膨張弁26は、暖房運転時には、室内熱交換器41から送られてくる高圧の冷媒を低圧まで減圧する。
(1-2-5)液側閉鎖弁27及びガス側閉鎖弁28
液側閉鎖弁27は、液冷媒連絡管5と接続される。ガス側閉鎖弁28は、ガス冷媒連絡管6と接続される。液側閉鎖弁27は、冷房運転時の冷媒循環方向における膨張弁26の下流に位置する。ガス側閉鎖弁28は、冷房運転時の冷媒循環方向における四路切換弁22の上流に位置する。
液側閉鎖弁27は、液冷媒連絡管5と接続される。ガス側閉鎖弁28は、ガス冷媒連絡管6と接続される。液側閉鎖弁27は、冷房運転時の冷媒循環方向における膨張弁26の下流に位置する。ガス側閉鎖弁28は、冷房運転時の冷媒循環方向における四路切換弁22の上流に位置する。
(1-2-6)室外ファン36
室外ユニット2は、室外ファン36を含んでいる。室外ファン36は、室外ユニット2内に室外空気を吸入して、室外熱交換器23において冷媒と熱交換させた後に、その空気を外部に排出する。室外ファン36として、プロペラファン等が採用される。室外ファン36は、室外ファン用モータ37によって駆動される。
室外ユニット2は、室外ファン36を含んでいる。室外ファン36は、室外ユニット2内に室外空気を吸入して、室外熱交換器23において冷媒と熱交換させた後に、その空気を外部に排出する。室外ファン36として、プロペラファン等が採用される。室外ファン36は、室外ファン用モータ37によって駆動される。
(1-2-7)室外側制御部38
室外側制御部38は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する。室外側制御部38は、室外ユニット2の制御を行うためのマイクロコンピュータおよびメモリを有している。
室外側制御部38は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する。室外側制御部38は、室外ユニット2の制御を行うためのマイクロコンピュータおよびメモリを有している。
室外側制御部38は、室内ユニット4の室内側制御部44との間で伝送線8aを介した制御信号等の送受信を行う。
(1-3)冷媒連絡管5、6
冷媒連絡管5、6は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。冷媒連絡管5、6は、設置場所や、室外ユニット2と室内ユニット4との組み合わせ等の設置条件に応じて、適切な長さおよび径の管が採用される。
冷媒連絡管5、6は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。冷媒連絡管5、6は、設置場所や、室外ユニット2と室内ユニット4との組み合わせ等の設置条件に応じて、適切な長さおよび径の管が採用される。
(2)空気調和装置1の基本動作
次に、図1を用いて、空気調和装置1の基本動作について説明する。空気調和装置1は、基本動作として、冷房運転及び暖房運転を行うことができる。
次に、図1を用いて、空気調和装置1の基本動作について説明する。空気調和装置1は、基本動作として、冷房運転及び暖房運転を行うことができる。
(2-1)冷房運転
冷房運転時には、四路切換弁22が冷房サイクル状態(図1の実線で示される状態)に切り換えられる。冷媒回路10において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され、圧縮された後に吐出される。
冷房運転時には、四路切換弁22が冷房サイクル状態(図1の実線で示される状態)に切り換えられる。冷媒回路10において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され、圧縮された後に吐出される。
圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁22を介して、室外熱交換器23に送られる。
室外熱交換器23に送られた高圧のガス冷媒は、放熱器として機能する室外熱交換器23において、室外ファン36から供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。高圧の液冷媒は、膨張弁26に送られる。
膨張弁26に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁26によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁26で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、液側閉鎖弁27及び液冷媒連絡管5を介して、室内熱交換器41に送られる。
室内熱交換器41に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器41において、室内ファン42から供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、その冷却された空気が室内に供給されることによって室内の冷房が行われる。
室内熱交換器41において蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管6、ガス側閉鎖弁28及び四路切換弁22を介して、再び、圧縮機21に吸入される。
(2-2)暖房運転
暖房運転時には、四路切換弁22が暖房サイクル状態(図1の破線で示される状態)に切り換えられる。冷媒回路10において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され、圧縮された後に吐出される。
暖房運転時には、四路切換弁22が暖房サイクル状態(図1の破線で示される状態)に切り換えられる。冷媒回路10において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され、圧縮された後に吐出される。
圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁22、ガス側閉鎖弁28及びガス冷媒連絡管6を介して、室内熱交換器41に送られる。
室内熱交換器41に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器41において、室内ファン42から供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、その加熱された空気が室内に供給されることによって室内の暖房が行われる。
室内熱交換器41で放熱した高圧の液冷媒は、液冷媒連絡管5及び液側閉鎖弁27を介して、膨張弁26に送られる。
膨張弁26に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁26によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁26で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器23に送られる。
室外熱交換器23に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器23において、室外ファン36から供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。
室外熱交換器23で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁22を通じて、再び、圧縮機21に吸入される。
(3)熱交換器の選定
ここでは、室内熱交換器41および室外熱交換器23に採用されるクロスフィン型熱交換器、または積層型熱交換器について、その概要を説明する。
ここでは、室内熱交換器41および室外熱交換器23に採用されるクロスフィン型熱交換器、または積層型熱交換器について、その概要を説明する。
(3-1)クロスフィン型熱交換器の概略
図2は、クロスフィン型熱交換器51の正面図である。図2において、クロスフィン型熱交換器51は、伝熱フィン512と、伝熱管511とを有している。
図2は、クロスフィン型熱交換器51の正面図である。図2において、クロスフィン型熱交換器51は、伝熱フィン512と、伝熱管511とを有している。
伝熱フィン512は、薄いアルミニウム製の平板である。伝熱フィン512には、複数の貫通孔が形成されている。伝熱管511は、伝熱フィン512の貫通孔に挿入される直管511aと、隣り合う直管511aの端部同士を連結するU字管511b、511cとを有している。
直管511aは、伝熱フィン512の貫通孔に挿入された後に拡管加工されることによって、伝熱フィン512と密着する。直管511aと第1U字管511bとは一体に形成されている。第2U字管511cは、直管511aが伝熱フィン512の貫通孔に挿入され拡管加工された後に、溶接やろう付け等によって直管511aの端部に連結される。
(3-2)積層型熱交換器の概要
図3は、積層型熱交換器53の外観斜視図である。図3において、積層型熱交換器53は、複数の扁平管531と複数の伝熱フィン532とを含んでいる。
図3は、積層型熱交換器53の外観斜視図である。図3において、積層型熱交換器53は、複数の扁平管531と複数の伝熱フィン532とを含んでいる。
(3-2-1)扁平管531
扁平管531は、多穴管である。扁平管531は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で成形されており、伝熱面となる平面部531aと、冷媒が流れる複数の内部流路531bを有している。
扁平管531は、多穴管である。扁平管531は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で成形されており、伝熱面となる平面部531aと、冷媒が流れる複数の内部流路531bを有している。
扁平管531は、平面部531aを上下に向けた状態で間隔(通風空間)を空けて積み重なるように複数段配列されている。
(3-2-2)伝熱フィン532
伝熱フィン532は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製のフィンである。伝熱フィン532は、上下に隣接する扁平管531に挟まれた通風空間に配置され、扁平管531の平面部531aと接触している。
伝熱フィン532は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製のフィンである。伝熱フィン532は、上下に隣接する扁平管531に挟まれた通風空間に配置され、扁平管531の平面部531aと接触している。
伝熱フィン532は、扁平管531が差し込まれる切り欠き532cが形成されている。扁平管531は、伝熱フィン532の切り欠き532cに差し込まれた後、伝熱フィン532と扁平管531の平面部531aとがロウ付け等によって接合されている。
(3-2-3)ヘッダ533a、533b
ヘッダ533a、533bは、上下方向に複数段配列された扁平管531の両端に連結されている。ヘッダ533a、533bは、扁平管531を支持する機能と、冷媒を扁平管531の内部流路に導く機能と、内部流路から出てきた冷媒を集合させる機能とを有している。
ヘッダ533a、533bは、上下方向に複数段配列された扁平管531の両端に連結されている。ヘッダ533a、533bは、扁平管531を支持する機能と、冷媒を扁平管531の内部流路に導く機能と、内部流路から出てきた冷媒を集合させる機能とを有している。
積層型熱交換器53が冷媒の蒸発器として機能する場合、冷媒は第1ヘッダ533aに流入する。第1ヘッダ533aに流入した冷媒は、各段の扁平管531の各内部流路531bへほぼ均等に分配され、第2ヘッダ533bに向って流れる。各段の扁平管531の各内部流路を流れる冷媒は、伝熱フィン532を介して通風空間を流れる空気流から吸熱する。各段の扁平管531の各内部流路を流れた冷媒は、第2ヘッダ533bで集合し、第2ヘッダ533bから流出する。
積層型熱交換器53が冷媒の放熱器として機能する場合、冷媒は第2ヘッダ533bに流入する。第2ヘッダ533bに流入した冷媒は、各段の扁平管531の各内部流路531bへほぼ均等に分配され、第1ヘッダ533aに向って流れる。各段の扁平管531の各内部流路を流れる冷媒は、伝熱フィン532を介して通風空間を流れる空気流に放熱する。各段の扁平管531の各内部流路を流れた冷媒は、第1ヘッダ533aで集合し、第1ヘッダ533aから流出する。
(4)室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比S
(4-1)HFO系冷媒の影響
本実施形態に係る空気調和装置1では、一台の室内ユニット4を一台の室外ユニット2で運転させる。
(4-1)HFO系冷媒の影響
本実施形態に係る空気調和装置1では、一台の室内ユニット4を一台の室外ユニット2で運転させる。
このような空気調和装置では、一般的に、室外熱交換器の容積が室内熱交換器の容積よりも大きい。
これは、雰囲気温度と蒸発温度あるいは凝縮温度との温度差が、室外熱交換器のほうが小さく設定されるためである。特に、暖房運転時の室外熱交換器では、なるべく着霜しないように、蒸発温度と雰囲気温度との差が非常に小さい。
上記のような事情により、室内熱交換器と室外熱交換器との容積差が生じる。例えば、室外熱交換器よりも容積が小さい室内熱交換器が凝縮器となる暖房運転で、冷媒量が不足しないようにその量を決定しても、冷房運転では冷媒が不足し、凝縮器出口で過冷却がつかなくなる傾向がある。
それゆえ、一般的には、冷媒量の過不足による影響を考慮し、適正冷媒量が決定されている。
しかしながら、HFC系冷媒の空気調和装置(以下、HFC機という。)の冷媒に替えて、HFO系冷媒を封入した場合、冷房運転においてHFC機と同一の過冷却度となるように冷媒量を調整すると、暖房運転ではさらに冷媒量過多となる。また、暖房運転において、HFC機と同一の過冷却度となるように冷媒量を調整すると、冷房運転、特に、低負荷条件では、さらに冷媒量不足となる。
これは、HFO系冷媒はHFC冷媒よりも高圧での液ガス平均密度、特にガス密度がHFC冷媒よりも大きいことに起因している。また、同一の過冷却度の場合、熱交換器における保有冷媒量が多くなる。
上記の通り、空気調和装置においてHFO系冷媒を使用する場合、「室内熱交換器と室外熱交換器との容積比の違い」、および「高圧における液ガス平均密度の違い」によって、従来機よりも冷媒量の過不足の状態になりやすい。
(4-2)対象モデル
ここでは、空気調和装置においてHFO系冷媒を使用する場合、室外熱交換器23の室内熱交換器41に対する容積比Sを誤って設計することを回避するために、容積比Sの上限値を設定する。
ここでは、空気調和装置においてHFO系冷媒を使用する場合、室外熱交換器23の室内熱交換器41に対する容積比Sを誤って設計することを回避するために、容積比Sの上限値を設定する。
図4は、容積比Sの上限値設定の対象モデルの一覧表である。図4において、先ず、室外熱交換器23が1列熱交換器であるタイプと、室外熱交換器23が2列熱交換器であるタイプの2種類に大別した。
(4-2-1)タイプA1,B1,C1
次に、室外熱交換器23が1列熱交換器であることを前提に、室内熱交換器41および室外熱交換器23に対して熱交換器の種別の組合せをタイプA1、タイプB1およびタイプC1の3タイプに分けた。
次に、室外熱交換器23が1列熱交換器であることを前提に、室内熱交換器41および室外熱交換器23に対して熱交換器の種別の組合せをタイプA1、タイプB1およびタイプC1の3タイプに分けた。
タイプA1は、室内熱交換器41および室外熱交換器23がともにクロスフィン型、或いは、積層型である。タイプB1は、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型である。タイプC1は、室内熱交換器41が積層型、室外熱交換器23がクロスフィン型である。
(4-2-2)タイプA2,B2,C2
次に、室外熱交換器23が2列熱交換器であることを前提に、室内熱交換器41および室外熱交換器23に対して熱交換器の種別の組合せをタイプA2、タイプB2およびタイプC2の3タイプに分けた。
次に、室外熱交換器23が2列熱交換器であることを前提に、室内熱交換器41および室外熱交換器23に対して熱交換器の種別の組合せをタイプA2、タイプB2およびタイプC2の3タイプに分けた。
タイプA2は、室内熱交換器41および室外熱交換器23がともにクロスフィン型、或いは、積層型である。タイプB2は、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型である。タイプC2は、室内熱交換器41が積層型、室外熱交換器23がクロスフィン型である。
(4-3)タイプA1,B1,C1の容積比S上限値
HFO系冷媒を使用する冷媒回路において、室外熱交換器23の室内熱交換器41に対する容積比Sを決定するため、比較基準となる従来冷媒であるHFC-32(以下、R32という。)を使用する冷媒回路において、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比について説明する。
HFO系冷媒を使用する冷媒回路において、室外熱交換器23の室内熱交換器41に対する容積比Sを決定するため、比較基準となる従来冷媒であるHFC-32(以下、R32という。)を使用する冷媒回路において、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比について説明する。
(4-3-1)タイプA1
前提として、室内熱交換器41および室外熱交換器23がともにクロスフィン型、或いは、積層型で、且つ、室外熱交換器23が1列熱交換器、室内熱交換器41が2列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
前提として、室内熱交換器41および室外熱交換器23がともにクロスフィン型、或いは、積層型で、且つ、室外熱交換器23が1列熱交換器、室内熱交換器41が2列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
ここで、暖房運転における室内熱交換器41の熱交換能力Qc、室外熱交換器23の熱交換能力Qeは、概略的に下記の式で表わされる。
Qc=K×Ac×△Tc
Qe=K×Ae×△Te
K:熱貫流率(前面面積基準)
Ac:室内熱交換器41の前面面積
Ae:室外熱交換器23の前面面積
△Tc:凝縮温度と暖房標準室内温度の差
△Te:暖房標準室外温度と蒸発温度との差
Qc=K×Ac×△Tc
Qe=K×Ae×△Te
K:熱貫流率(前面面積基準)
Ac:室内熱交換器41の前面面積
Ae:室外熱交換器23の前面面積
△Tc:凝縮温度と暖房標準室内温度の差
△Te:暖房標準室外温度と蒸発温度との差
ここで、凝縮温度が約43℃、暖房標準室内温度が20℃であるとすれば、△Tc=23である。また、暖房標準室外温度が6℃、蒸発温度が約0℃であるとすれば、△Te=6である。
したがって、
Qc=K×Ac×23・・・[1]
Qe=K×Ae×6・・・・[2]
である。
Qc=K×Ac×23・・・[1]
Qe=K×Ae×6・・・・[2]
である。
暖房運転時の成績係数(COP)を5としたとき、
Qc/Qe≒5/4・・・・[3]
である。
Qc/Qe≒5/4・・・・[3]
である。
[1]、[2]および[3]式より、
Ac/Ae≒1/3となる。
Ac/Ae≒1/3となる。
これが容積比Sの上限値となる。
よって、R32を使用する冷媒回路における室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sの上限値は300%となる。
HFO系冷媒はR32よりも凝縮域での液ガス平均密度ρが大きい。ここで、液ガス平均密度ρを、温度45℃における飽和液密度と飽和ガス密度の平均値、と定義する。
R32の液ガス平均密度をρR32、HFO系冷媒の液ガス平均密度をρHFOとすれば、必要な室外熱交換器23の容積は、R32を使用する室外熱交換器の容積に対して、[ρR32/ρHFO]倍となる。
したがって、数種類のHFO系冷媒の液ガス平均密度から各HFO系冷媒に対応する容積比Sの上限値を算出することができる。
図5Aは、室外熱交換器23が1列熱交換器であるとき、HFO系冷媒の液ガス平均密度ρと、室外熱交換器23の室内熱交換器41に対する容積比Sの上限値との関係を示す表である。図5Aにおいて、HFC系冷媒のR32の液ガス平均密度と対比するHFO系冷媒として、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zeを選び、各冷媒における液ガス平均密度、ρR32/ρHFO、および容積比S上限値を求めて記載している。
混合冷媒Aおよび混合冷媒Bはともに、R1132(E)、R1123およびR1234yfの混合冷媒であるが、3成分組成図に差異がある。但し、本願では詳細は述べない。
(4-3-2)タイプB1
前提として、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型で、且つ、室外熱交換器23が1列熱交換器、室内熱交換器41が2列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
前提として、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型で、且つ、室外熱交換器23が1列熱交換器、室内熱交換器41が2列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
タイプA1で説明したように、R32を使用する冷媒回路において、室内熱交換器および室外熱交換器がともにクロスフィン型である場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sの上限値は300%であった。
一般に、クロスフィン型熱交換器に対する積層型熱交換器の容積比α(但し、α<1;望ましくはα=0.6)である。それゆえ、R32を使用する冷媒回路において、室内熱交換器がクロスフィン型、室外熱交換器が積層型の場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sの上限値は300×α%である。
したがって、に対して、300×α%に対して[ρR32/ρHFO]倍すれば、HFO系冷媒に対応する容積比Sの上限値を算出することができる。
図5Aに、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zeについて、タイプB1における容積比S上限値を冷媒毎に求めて記載している。但し、α=0.6で算出している。
(4-3-3)タイプC1
前提として、室内熱交換器41が積層型、室外熱交換器23がクロスフィン型で、且つ、室外熱交換器23が1列熱交換器、室内熱交換器41が2列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
前提として、室内熱交換器41が積層型、室外熱交換器23がクロスフィン型で、且つ、室外熱交換器23が1列熱交換器、室内熱交換器41が2列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
タイプA1で説明したように、R32を使用する冷媒回路において、室内熱交換器および室外熱交換器がともにクロスフィン型である場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sの上限値は300%であった。
一般に、クロスフィン型熱交換器に対する積層型熱交換器の容積比α(但し、α<1;望ましくはα=0.6)である。それゆえ、R32を使用する冷媒回路において、室内熱交換器が積層型、室外熱交換器がクロスフィン型の場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sの上限値は300/α%である。
したがって、に対して、300/α%に対して[ρR32/ρHFO]倍すれば、HFO系冷媒に対応する容積比Sの上限値を算出することができる。
図5Aに、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zeについて、タイプC1における容積比S上限値を冷媒毎に求めて記載している。但し、α=0.6で算出している。
図5Bは、室外熱交換器23が1列熱交換器であるとき、HFO系冷媒の液ガス平均密度ρと、室外熱交換器23の室内熱交換器41に対する容積比Sの上限値との関係を示すグラフである。図5Bにおいて、グラフの横軸は液ガス平均密度[kg/m3]を示す。グラフの縦軸は室外熱交換器23の室内熱交換器41に対する容積比Sの上限値を示す。
曲線SA1は、タイプA1において、R32、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zの容積比S上限値をプロットして得られた曲線である。曲線SA1は、「1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02」で表され、容積比Sとの関係は、
100≦S≦1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02、
となる。
100≦S≦1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02、
となる。
同様に、曲線SB1は、タイプB1において、R32、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zの容積比S上限値をプロットして得られた曲線である。
曲線SB1は、「(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2427E+02)×α」で表されるので、容積比Sとの関係は、
100×α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2427E+02)×α
となる。
100×α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2427E+02)×α
となる。
同様に、曲線SC1は、タイプC1において、R32、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zの容積比S上限値をプロットして得られた曲線である。
曲線SC1は、「(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02)/α」で表されるので、容積比Sとの関係は、
100/α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02)/α
となる。
100/α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02)/α
となる。
(4-4)タイプA2,B2,C2の容積比S上限値
(4-4-1)タイプA2
前提として、室内熱交換器41および室外熱交換器23がともにクロスフィン型、或いは、積層型で、且つ、室外熱交換器23が2列熱交換器、室内熱交換器41が3列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
(4-4-1)タイプA2
前提として、室内熱交換器41および室外熱交換器23がともにクロスフィン型、或いは、積層型で、且つ、室外熱交換器23が2列熱交換器、室内熱交換器41が3列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
かかる場合、タイプA1に比べて室外熱交換器の前面面積Aeが2倍、室内熱交換器の前面面積Acが1.5倍になる。タイプA1では「Ac/Ae≒1/3」であることから、タイプA2では、Ac/Ae≒(1/3)×(1.5/2)=1/4となる。
したがって、R32を使用する冷媒回路における室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sの上限値は400%となる。
HFO系冷媒はR32よりも凝縮域での液ガス平均密度ρが大きい。ここで、液ガス平均密度ρを、温度45℃における飽和液密度と飽和ガス密度の平均値、と定義する。
R32の液ガス平均密度をρR32、HFO系冷媒の液ガス平均密度をρHFOとすれば、必要な室外熱交換器の容積は、R32を使用する室外熱交換器の容積に対して、[ρR32/ρHFO]倍となる。
したがって、数種類のHFO系冷媒の液ガス平均密度から各HFO系冷媒に対応する容積比Sの上限値を算出することができる。
図6Aは、室外熱交換器23が2列熱交換器であるとき、HFO系冷媒の液ガス平均密度ρと、室外熱交換器23の室内熱交換器41に対する容積比Sの上限値との関係を示す表である。図6Aにおいて、HFC系冷媒のR32の液ガス平均密度と対比するHFO系冷媒として、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zeを選び、各冷媒における液ガス平均密度、ρR32/ρHFO、および容積比S上限値を求めて記載している。
混合冷媒Aおよび混合冷媒Bはともに、R1132(E)、R1123およびR1234yfの混合冷媒であるが、3成分組成図に差異がある。但し、本願では詳細は述べない。
(4-4-2)タイプB2
前提として、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型で、且つ、室外熱交換器23が2列熱交換器、室内熱交換器41が3列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
前提として、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型で、且つ、室外熱交換器23が2列熱交換器、室内熱交換器41が3列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
タイプA2で説明したように、R32を使用する冷媒回路において、室内熱交換器および室外熱交換器がともにクロスフィン型である場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sの上限値は400%であった。
一般に、クロスフィン型熱交換器に対する積層型熱交換器の容積比α(但し、α<1;望ましくはα=0.6)である。それゆえ、R32を使用する冷媒回路において、室内熱交換器がクロスフィン型、室外熱交換器が積層型の場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sの上限値は400×α%である。
したがって、に対して、400×α%に対して[ρR32/ρHFO]倍すれば、HFO系冷媒に対応する容積比Sの上限値を算出することができる。
図6Aに、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zeについて、タイプB1における容積比S上限値を冷媒毎に求めて記載している。但し、α=0.6で算出している。
(4-4-3)タイプC2
前提として、室内熱交換器41が積層型、室外熱交換器23がクロスフィン型で、且つ、室外熱交換器23が2列熱交換器、室内熱交換器41が3列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
前提として、室内熱交換器41が積層型、室外熱交換器23がクロスフィン型で、且つ、室外熱交換器23が2列熱交換器、室内熱交換器41が3列熱交換器であり、運転モードは、暖房運転とする。
タイプA2で説明したように、R32を使用する冷媒回路において、室内熱交換器および室外熱交換器がともにクロスフィン型である場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sの上限値は400%であった。
一般に、クロスフィン型熱交換器に対する積層型熱交換器の容積比α(但し、α<1;望ましくはα=0.6)である。それゆえ、R32を使用する冷媒回路において、室内熱交換器が積層型、室外熱交換器がクロスフィン型の場合、室外熱交換器の室内熱交換器に対する容積比Sの上限値は400/α%である。
したがって、に対して、400/α%に対して[ρR32/ρHFO]倍すれば、HFO系冷媒に対応する容積比Sの上限値を算出することができる。
図6Aに、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zeについて、タイプC1における容積比S上限値を冷媒毎に求めて記載している。但し、α=0.6で算出している。
図6Bは、室外熱交換器23が2列熱交換器であるとき、HFO系冷媒の液ガス平均密度ρと、室外熱交換器23の室内熱交換器41に対する容積比Sの上限値との関係を示すグラフである。図6Bにおいて、グラフの横軸は液ガス平均密度ρ[kg/m3]を示す。グラフの縦軸は室外熱交換器23の室内熱交換器41に対する容積比Sの上限値を示す。
曲線SA2は、タイプA2において、R32、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zの容積比S上限値をプロットして得られた曲線である。曲線SA2は、「1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03」で表され、容積比Sとの関係は、
130≦S≦1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03、
となる。
130≦S≦1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03、
となる。
同様に、曲線SB2は、タイプB2において、R32、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zの容積比S上限値をプロットして得られた曲線である。
曲線SB1は、(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)×αで表されるので、容積比Sとの関係は、
130×α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)×α、
となる。
130×α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)×α、
となる。
同様に、曲線SC2は、タイプC2において、R32、混合冷媒A、混合冷媒B、R1123、R1234yfおよびR1234zの容積比S上限値をプロットして得られた曲線である。
曲線SC1は、(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)/αで表されるので、容積比Sとの関係は、
130/α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)/α
となる。
130/α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)/α
となる。
(5)特徴
(5-1)
HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒を用いる冷凍装置において、室外熱交換器23が1列熱交換器、室内熱交換器41が2列熱交換器であり、運転モードが暖房運転であり、室内熱交換器41および室外熱交換器23がともにクロスフィン型、或いは、積層型であるモデルをタイプA1、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型であるモデルをタイプB1、室内熱交換器41が積層型、室外熱交換器23がクロスフィン型であるモデルをタイプC1としたとき、
タイプA1における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
100≦S≦1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02、
タイプB1における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
100×α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2427E+02)×α
タイプC1における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
100/α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02)/α
となる。
(5-1)
HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒を用いる冷凍装置において、室外熱交換器23が1列熱交換器、室内熱交換器41が2列熱交換器であり、運転モードが暖房運転であり、室内熱交換器41および室外熱交換器23がともにクロスフィン型、或いは、積層型であるモデルをタイプA1、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型であるモデルをタイプB1、室内熱交換器41が積層型、室外熱交換器23がクロスフィン型であるモデルをタイプC1としたとき、
タイプA1における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
100≦S≦1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02、
タイプB1における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
100×α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2427E+02)×α
タイプC1における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
100/α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02)/α
となる。
但し、αはクロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比であり、ρ[kg/m^3]は凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度である。
(5-2)
HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒が流れる冷凍装置において、室外熱交換器23が2列熱交換器、室内熱交換器41が3列熱交換器であり、運転モードが暖房運転であり、室内熱交換器41および室外熱交換器23がともにクロスフィン型、或いは、積層型であるモデルをタイプA2、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型であるモデルをタイプB2、室内熱交換器41が積層型、室外熱交換器23がクロスフィン型であるモデルをタイプC2としたとき、
タイプA2における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
130≦S≦1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03、
タイプB2における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
130×α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)×α、
タイプC2における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
130/α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)/α
となる。
HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒が流れる冷凍装置において、室外熱交換器23が2列熱交換器、室内熱交換器41が3列熱交換器であり、運転モードが暖房運転であり、室内熱交換器41および室外熱交換器23がともにクロスフィン型、或いは、積層型であるモデルをタイプA2、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型であるモデルをタイプB2、室内熱交換器41が積層型、室外熱交換器23がクロスフィン型であるモデルをタイプC2としたとき、
タイプA2における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
130≦S≦1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03、
タイプB2における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
130×α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)×α、
タイプC2における液ガス平均密度ρと容積比Sとの関係は、
130/α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)/α
となる。
但し、αはクロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比であり、ρ[kg/m^3]は凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度である。
(5-3)
476.1<ρである。
476.1<ρである。
(5-4)
HFO冷媒は、R1132(E)、R1123、R1234yfおよびR1234zeのいずれかである。
HFO冷媒は、R1132(E)、R1123、R1234yfおよびR1234zeのいずれかである。
(6)変形例
図7は、本開示の変形例に係る冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。図7において、図1に記載の実施形態との相違点は、冷媒回路10の室外熱交換器23と膨張弁26との間に接続されるレシーバ24と、レシーバ24と吸入管31とを結ぶバイパス管30と、バイパス管30の途中に接続される流量調整弁25とを備えている点である。上記以外は、図1に記載の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
図7は、本開示の変形例に係る冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。図7において、図1に記載の実施形態との相違点は、冷媒回路10の室外熱交換器23と膨張弁26との間に接続されるレシーバ24と、レシーバ24と吸入管31とを結ぶバイパス管30と、バイパス管30の途中に接続される流量調整弁25とを備えている点である。上記以外は、図1に記載の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
レシーバ24は、余剰冷媒を溜めることが可能な容器である。一般に、空気調和装置の冷媒回路では、冷房運転時に最適な冷媒量と暖房運転時に最適な冷媒量とが異なるため、冷房運転時に凝縮器として機能する室外熱交換器の適正容積と、暖房運転時に凝縮器として機能する室内熱交換器の適正容積とが異なる。
通常は、室外熱交換器の容積が室内熱交換器の容積よりも大きく、暖房運転時に室内熱交換器で収容しきれない冷媒はアキュムレータ29などに一時的に貯留される。アキュムレータ29に収容しきれずに余った液冷媒は、レシーバ24に収容される。
暖房運転時、レシーバ24に入る直前の冷媒には、膨張弁26を通過するときに発生したガス成分が含まれているが、レシーバ24に入った後、液冷媒とガス冷媒とに分離され、下部側に液冷媒、上部側にガス冷媒が貯留される。
レシーバ24で分離されたガス冷媒は、バイパス管30を通って吸入管31へ流れる。また、レシーバ24で分離された液冷媒は、室外熱交換器23へ流れる。なお、バイパス管30の途中には、流量調整弁25が接続されている。本変形例では、流量調整弁25は電動膨張弁である。
一方、室内熱交換器41がクロスフィン型、室外熱交換器23が積層型である場合、室外熱交換器23の容積が室内熱交換器の容積よりも小さくなり、冷房運転時に室外熱交換器23で収容しきれない冷媒(余剰冷媒)が発生し、その量はアキュムレータ29などに貯留可能な量を超えてしまう。
かかる場合、レシーバ24は、冷房運転時に室外熱交換器23に収容しきれずに余った液冷媒を収容する。
本変形例では、室外熱交換器23と膨張弁26との間にレシーバ24が設けられているので、室外熱交換器23の容積はレシーバ24の容積を含んだ容積とする。
(7)用語の定義
熱交換器の容積とは、熱交換器自体の冷媒入口から冷媒出口までの、冷媒で満たすことができる内容積をいう。
熱交換器の容積とは、熱交換器自体の冷媒入口から冷媒出口までの、冷媒で満たすことができる内容積をいう。
上記変形例のように、冷媒を溜めるレシーバ24がある場合、室外熱交換器23の容積は、室外熱交換器23自体の冷媒入口からレシーバ24自体の冷媒出口までの、冷媒で満たすことができる内容積をいう。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許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。
本開示は、冷却運転及び加熱運転を行うことが可能な冷凍装置(例えば、低温装置)に対して、広く適用可能である。
1 空気調和装置(冷凍装置)
21 圧縮機
23 室外熱交換器
24 レシーバ(高圧レシーバ)
26 膨張弁(膨張機構)
41 室内熱交換器
21 圧縮機
23 室外熱交換器
24 レシーバ(高圧レシーバ)
26 膨張弁(膨張機構)
41 室内熱交換器
Claims (9)
- 冷却運転時に圧縮機(21)、室外熱交換器(23)、膨張機構(26)及び室内熱交換器(41)の順に冷媒が流れ、加熱運転時に前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記膨張機構及び前記室外熱交換器の順に前記冷媒が流れる冷凍装置において、
前記冷媒は、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒であり、
前記室内熱交換器および前記室外熱交換器がともにクロスフィン型熱交換器または積層型熱交換器であって、且つ、前記室外熱交換器が1列構成である場合、
前記室外熱交換器の前記室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
100≦S≦1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす、
冷凍装置。 - 冷却運転時に圧縮機(21)、室外熱交換器(23)、膨張機構(26)及び室内熱交換器(41)の順に冷媒が流れ、加熱運転時に前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記膨張機構及び前記室外熱交換器の順に前記冷媒が流れる冷凍装置において、
前記冷媒は、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒であり、
前記室内熱交換器および前記室外熱交換器がともにクロスフィン型熱交換器または積層型熱交換器であって、且つ、前記室外熱交換器が2列構成である場合、
前記室外熱交換器の前記室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
130≦S≦1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす、
冷凍装置。 - 冷却運転時に圧縮機(21)、室外熱交換器(23)、膨張機構(26)及び室内熱交換器(41)の順に冷媒が流れ、加熱運転時に前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記膨張機構及び前記室外熱交換器の順に前記冷媒が流れる冷凍装置において、
前記冷媒は、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒であり、
前記室内熱交換器がクロスフィン型熱交換器、前記室外熱交換器が積層型熱交換器であって、且つ、前記室外熱交換器が1列構成である場合、
前記室外熱交換器の前記室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
100×α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2427E+02)×α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす、
冷凍装置。 - 冷却運転時に圧縮機(21)、室外熱交換器(23)、膨張機構(26)及び室内熱交換器(41)の順に冷媒が流れ、加熱運転時に前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記膨張機構及び前記室外熱交換器の順に前記冷媒が流れる冷凍装置において、
前記冷媒は、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒であり、
前記室内熱交換器がクロスフィン型熱交換器、前記室外熱交換器が積層型熱交換器であって、且つ、前記室外熱交換器が2列構成である場合、
前記室外熱交換器の前記室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
130×α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)×α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす、
冷凍装置。 - 冷却運転時に圧縮機(21)、室外熱交換器(23)、膨張機構(26)及び室内熱交換器(41)の順に冷媒が流れ、加熱運転時に前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記膨張機構及び前記室外熱交換器の順に前記冷媒が流れる冷凍装置において、
前記冷媒は、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒であり、
前記室内熱交換器が積層型熱交換器、前記室外熱交換器がクロスフィン型熱交換器であって、且つ、前記室外熱交換器が1列構成である場合、
前記室外熱交換器の前記室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
100/α≦S≦(1.0112E-03×ρ^2-1.5836E+00×ρ+8.2472E+02)/α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす、
冷凍装置。 - 冷却運転時に圧縮機(21)、室外熱交換器(23)、膨張機構(26)及び室内熱交換器(41)の順に冷媒が流れ、加熱運転時に前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記膨張機構及び前記室外熱交換器の順に前記冷媒が流れる冷凍装置において、
前記冷媒は、HFO冷媒またはHFO冷媒を含む混合冷媒であり、
前記室内熱交換器が積層型熱交換器、前記室外熱交換器がクロスフィン型熱交換器であって、且つ、前記室外熱交換器が2列構成である場合、
前記室外熱交換器の前記室内熱交換器に対する容積比S[%]は、
130/α≦S≦(1.3483E-03×ρ^2-2.1115E+00×ρ+1.0996E+03)/α
α:クロスフィン型熱交換器および積層型熱交換器が同じ熱交換性能を有する場合の、積層型熱交換器のクロスフィン型熱交換器に対する容積比、
ρ[kg/m^3]:凝縮温度45℃における飽和液ガスの平均密度、
の関係式を満たす、
冷凍装置。 - 前記室外熱交換器と前記膨張機構との間に高圧レシーバ(24)が設けられており、
前記室外熱交換器の容積は、前記高圧レシーバの容積を含む、
請求項2、請求項4および請求項6のいずれか1項に記載の冷凍装置。 - 476.1<ρ
である、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の冷凍装置。 - HFO冷媒は、R1132(E)、R1123、R1234yfおよびR1234zeのいずれかである、
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の冷凍装置。
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