特許 5964996 冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5964996

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20160721BHJP

   F25B 13/00 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   F25B1/00 396A

   F25B13/00 104

   F25B13/00 R

【請求項の数】8

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-559437(P2014-559437)

(86)(22)【出願日】2013年1月31日

(86)【国際出願番号】JP2013052222

(87)【国際公開番号】WO2014118945

(87)【国際公開日】20140807

【審査請求日】2015年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】515294031

【氏名又は名称】ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー（ホンコン）リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】坪江 宏明

(72)【発明者】

【氏名】横関 敦彦

(72)【発明者】

【氏名】塚田 福治

(72)【発明者】

【氏名】中山 進

(72)【発明者】

【氏名】野中 正之

【審査官】 鈴木 充

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１０３４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５６９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４９０５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機及び熱源側熱交換器を備え、液側接続配管及びガス側接続配管により、利用側熱交換器を備える室内機と接続されて冷凍サイクル装置を構成する室外機において、
冷媒としてＲ３２が使用され、
室外機の設計圧力が３．７ＭＰａ（絶対圧力）以下になるように制御する制御装置を備えることを特徴とする室外機。

【請求項2】

請求項１に記載の室外機において、前記制御装置は前記設計圧力が３．４〜３．７ＭＰａ（絶対圧力）になるように制御することを特徴とする室外機。

【請求項3】

請求項１に記載の室外機において、前記制御装置により制御される前記設計圧力を設定するための制御圧力設定部を備えることを特徴とする室外機。

【請求項4】

請求項１に記載の室外機において、前記制御装置は前記圧縮機からの冷媒の吐出温度を冷媒Ｒ４１０Ａと同程度に制御することを特徴とする室外機。

【請求項5】

請求項１から請求項４の何れか一項に記載の室外機と前記室内機とが前記液側接続配管及び前記ガス側接続配管により接続されて構成されることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項6】

請求項１に記載の室外機と前記室内機とが１対１で前記液側接続配管及び前記ガス側接続配管により接続されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項7】

請求項１に記載の室外機と複数台の前記室内機とが前記液側接続配管及び前記ガス側接続配管により分岐管を介して接続され、前記制御装置は前記設計圧力が３．４ＭＰａ（絶対圧力）以下になるように制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項8】

請求項７に記載の冷凍サイクル装置において、前記室内機側の条件は同一とし、前記熱源側熱交換器の伝熱面積及び冷却ファンにより送風される風量、発生能力が、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した場合と、冷媒Ｒ３２を使用した場合で同一となる点を基準点とし、前記基準点における熱源側熱交換器の伝熱面積に対する比（伝熱面積比）をＡ_０、前記基準点における風量に対する比（風量比）をＱ_０としたとき、
Ａ_０×Ｑ_０^１．８≧３．６
の関係を満たすように、前記伝熱面積比Ａ_０及び前記風量比Ｑ_０を設定していることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷凍サイクルを利用した空気調和機、冷凍機などの冷凍サイクル装置に関し、特に、冷凍サイクルに使用する冷媒としてＲ３２（ジフルオロメタン）を使用した冷凍サイクル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、空気調和機、冷凍機などの冷凍サイクル装置では、一般に冷凍サイクル内に封入する冷媒として冷媒Ｒ４１０Ａを採用している。冷媒Ｒ４１０Ａは、ＧＷＰ（地球温暖化係数）が高い冷媒ではあるが、機器効率の向上による消費電力の低減によって二酸化炭素の発生量を削減することができ、また冷媒漏えい対策等による冷媒漏えいを抑制することにより、地球温暖化防止に貢献している。しかし、更なる地球温暖化防止の観点からは、冷媒Ｒ４１０ＡよりもＧＷＰの低い冷媒を冷凍サイクルに使用することが望ましく、候補冷媒としては冷媒Ｒ３２が考えられる。

【0003】

しかしながら、冷媒Ｒ３２は、冷媒物性上、圧縮機の吐出温度が、冷媒Ｒ４１０Ａに対して、同一運転条件（同一の標準状態の運転条件）ならば約１５℃上昇する。このため、高圧チャンバ方式の圧縮機、即ち、モータが圧縮機チャンバ内に密閉され、且つこのモータ周囲の雰囲気が圧縮機構部から吐出されたガス冷媒によりモータを冷却する方式の圧縮機では、前記モータの絶縁材料である有機材料を、冷媒としてＲ４１０Ａを使用していた場合の材料よりも、高温で使用可能な材料に変更する必要がある。更に、前記モータのロータに永久磁石を採用しているものでは、前記永久磁石が高温になるため減磁し易いという課題もある。

【0004】

そこで、冷媒Ｒ３２を使用する従来の冷凍サイクル装置においては、例えば特許文献１に記載されているように、圧縮機吸入側を湿り状態に設定することで、圧縮機吐出温度を低下させるようにしたものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−１９４０１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１に記載の従来の技術では、圧縮機吸入側のかわき度が０．６５〜０．８５の冷媒Ｒ３２を用いることが記載されている。しかし、例えば、かわき度が０．６５の場合、圧縮室をシールしている冷凍機油の粘度が液冷媒により低下し、圧縮室内の冷媒の漏れや摩擦の増加による機械損失の増加や、圧縮室内での液冷媒の蒸発による圧縮室の圧力上昇に伴う過圧縮が生じて、圧縮機の効率が低下し、消費電力量が増加することにより、発電時の二酸化炭素発生量が増加する課題がある。

【0007】

一方、冷媒Ｒ２２、或いは冷媒Ｒ４０７Ｃを使用していた従来の空気調和機（旧機）などを、冷媒Ｒ３２を使用する新しい空気調和機（新機）などへ交換する場合、旧機の室内機と室外機とを接続していた既設の冷媒接続配管（既設配管）を再利用する場合がある。更に、室内機が複数台接続されているような場合には、前記既設配管は途中で分岐管により分岐され各室内機に接続されているが、この分岐管も再利用する場合がある。

【0008】

前記冷媒Ｒ２２を使用していた機器ではその使用時の最大圧力（設計圧力）は３．０ＭＰａ（絶対圧力）であり、冷媒Ｒ４０７Ｃを使用していた機器での設計圧力は３．４ＭＰａ（絶対圧力）である。そして、既設の前記冷媒接続配管や前記分岐管は、上記設計圧力を満たす材質、肉厚が選定されている。即ち、空気調和機の室内機と室外機とを接続している既設の前記冷媒接続配管は、設計圧力が３．７ＭＰａ（絶対圧力）以上のものが使用されているが、前記既設の分岐管の設計圧力は、冷媒Ｒ４０７Ｃ用で３．４ＭＰａ（絶対圧力）のものが使用されている。
一方、冷媒Ｒ３２を使用した空気調和機での設計圧力は、４．２〜４．３ＭＰａ（絶対圧力）であり、冷媒Ｒ２２やＲ４０７Ｃを使用していた空気調和機における既設の前記冷媒接続配管や分岐管を再利用することができないという課題もあった。

【0009】

本発明の目的は、冷媒としてＲ３２を採用しつつ、既設の冷媒接続配管を再利用することもできる冷凍サイクル装置を得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明は、圧縮機及び熱源側熱交換器を備える室外機と、利用側熱交換器を備える室内機と、前記室外機と前記室内機を接続する液側接続配管及びガス側接続配管を備えた冷凍サイクル装置において、前記冷凍サイクル装置に使用する冷媒としてＲ３２を使用し、前記冷凍サイクル装置を制御する制御装置を備え、前記制御装置により制御される制御圧力の上限値は、冷媒Ｒ２２または冷媒Ｒ４０７Ｃを使用していた冷凍サイクル装置での制御圧力の上限値と同等に設定或いは設定可能に構成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、冷媒としてＲ３２を採用しつつ、既設の冷媒接続配管を再利用することもできる冷凍サイクル装置を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の冷凍サイクル装置の実施例１を示す冷凍サイクル系統図。

【図2】熱源側熱交換器の伝熱面積、冷媒循環量及び吐出圧力との関係を説明する線図。

【図3】熱源側熱交換器の風量、冷媒循環量及び吐出圧力との関係を説明する線図。

【図4】同一冷房能力における、熱源側熱交換器の伝熱面積、風量及び吐出圧力との関係を説明する線図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の冷凍サイクル装置の具体的実施例を図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0014】

以下、図１〜図４により、本発明の冷凍サイクル装置の実施例１を説明する。本実施例では、冷凍サイクル装置として、冷媒Ｒ３２を使用している空気調和機の例で説明する。
まず、図１により、本実施例の冷凍サイクル装置としての空気調和機の構成を説明する。図１は本発明の冷凍サイクル装置の実施例１を示す冷凍サイクル系統図である。

【0015】

図１に示すように、本実施例の空気調和機は、室外機４０及び室内機２０を備え、これら室外機４０と室内機２０は液側接続配管７及びガス側接続配管８により接続されている。

【0016】

冷房運転の場合、室外機４０に設けられた圧縮機（密閉式圧縮機）１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は冷凍機油と共に圧縮機１から吐出され、ガス冷媒が四方弁２を経て、熱源側熱交換器３へ流入し、ここで外部の空気（室外空気）や水などの熱源側媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒（液冷媒）は全開状態の第１の膨張装置４を通過し、阻止弁６を通って、液側接続配管７から前記室内機２０へ送られる。

【0017】

室内機２０に流入した液冷媒は、第２の膨張装置２１において低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、利用側熱交換器２２に入って室内空気などの利用側媒体と熱交換して蒸発、ガス化する。その後、このガス冷媒は、ガス側接続配管８を通り、阻止弁９、四方弁２を経てアキュムレータ１０に入り、ここから前記圧縮機１に再び吸入されることで冷凍サイクルを構成している。余剰冷媒は前記アキュムレータ１０に貯留され、冷凍サイクルの運転圧力、温度が正常な状態に保たれる。

【0018】

暖房運転の場合には、前記圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は冷凍機油と共に圧縮機１から吐出され、四方弁２、阻止弁９、ガス側接続配管８を経て、室内機２０の利用側熱交換器２２へ流入し、ここで室内空気などの利用側媒体と熱交換して利用側媒体を加熱すると共に自らは凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、液側接続配管７、阻止弁６を経て、前記第１の膨張装置４で減圧され、前記熱源側熱交換器３で室外空気や水などの熱源側媒体と熱交換して蒸発、ガス化する。蒸発、ガス化した冷媒は四方弁２、アキュムレータ１０を経て前記圧縮機１へ戻り、冷凍サイクルが構成される。

【0019】

なお、本実施例における冷凍サイクル装置（空気調和機）では、冷媒としてＲ３２を使用し、また前記冷凍サイクル装置を制御する制御装置（図示せず）を備えている。そして、この制御装置により、冷凍サイクル装置の設計圧力（制御圧力の上限値）を、冷媒Ｒ２２や冷媒Ｒ４０７Ｃを採用した冷凍サイクル装置での設計圧力（制御圧力の上限値）と同等に設定或いは設定可能に構成されている。これにより、吐出圧力の最大値を下げるように構成している。

【0020】

前記圧縮機１から吐出されたガス冷媒の温度である吐出温度は、圧縮機１から吐出されたガス冷媒の圧力である吐出圧力における冷媒の凝縮温度と、吐出されたガス冷媒の過熱度により表すことができる。ここで、圧縮機１から吐出されたガス冷媒の過熱度が一定になるように、前記膨張装置４，２１を制御した場合には、前記凝縮温度が低いほど、つまり前記吐出圧力が低いほど、前記吐出温度を低く設定することが可能である。

【0021】

次に、図２〜図４により、前記吐出圧力がより高くなり、設計圧力を下げた際に尤度が小さくなる冷房運転、特に冷房過負荷条件における冷房運転時においても、前記設計圧力、即ち、冷媒Ｒ２２や冷媒Ｒ４０７Ｃでの設計圧力以下に制御するための方法について説明する。図２は熱源側熱交換器の伝熱面積、冷媒循環量及び吐出圧力との関係を説明する線図、図３は熱源側熱交換器の風量、冷媒循環量及び吐出圧力との関係を説明する線図、図４は同一冷房能力における、熱源側熱交換器の伝熱面積、風量及び吐出圧力との関係を説明する線図である。

【0022】

なお、以下説明する吐出圧力の検討には、冷凍サイクルの運転状態を模擬するサイクルシミュレータ（例えば、第３４回空気調和・冷凍連合講演会論文集（２０００年４月１７〜１９日）の１３〜１６頁、２００５年度日本冷凍空調学会年次大会講演論文集（２００５年１０月２３〜２７日）のＢ２０４−１〜４を参照）によって模擬し、その計算値を使用した。

【0023】

図２〜図４において、Ａは基準を表し、室内機側の条件は同一とし、熱源側熱交換器の伝熱面積及び風量、発生能力が、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した場合と、冷媒Ｒ３２を使用した場合で同一となる条件で吐出圧力を計算した結果、吐出圧力が、Ｒ４１０Ａを使用した場合とＲ３２を使用した場合とで同一となった点である。各図の縦軸は、この点Ａでの吐出圧力を基準としてＲ３２を使用した場合の吐出圧力を比で表している。なお、図２及び図３における冷媒循環量比は、冷媒Ｒ３２の「冷媒循環量比×１．０」を基準としている。冷媒循環量比が同一の曲線上では冷媒循環量は一定となっている。

【0024】

図２は、冷媒Ｒ３２を冷凍サイクル装置に封入した際の熱源側熱交換器３の伝熱面積比に対する圧縮機１の吐出圧力比の関係を示している。また、図３は、熱源側熱交換器３の空気側の風量比に対する圧縮機１の吐出圧力比の関係を示している。

【0025】

図２、図３における曲線ａは、能力１４ｋＷを発生するために必要な冷媒循環量（冷媒循環量比を１．０とする）を基準とした場合の伝熱面積比または風量比と、吐出圧力比との関係を示している。また、前記冷媒循環量比を０．８８とした場合（曲線ｂ）と、前記冷媒循環量比を０．７７とした場合（曲線ｃ）の伝熱面積比または風量比と、吐出圧力比との関係も併せて示している。このときの空気条件は、冷房運転において最も吐出圧力が上昇する過負荷条件（室内機側の利用側熱交換器２２の入口空気の乾球温度３２℃、湿球温度２３℃、室外機側の熱源側熱交換器３の入口空気の乾球温度４３℃の条件）である。

【0026】

また、冷媒Ｒ４１０Ａ及び冷媒Ｒ３２を採用した室外機４０の設計圧力は４．２〜４．３ＭＰａ（絶対圧力）であるが、圧縮機１の信頼性を十分確保するために、冷媒Ｒ３２を使用する本実施例では、前述したように、冷凍サイクル装置における制御圧力の上限値を設け、その上限値は冷媒Ｒ３２の設計圧力よりも低く、或いは同等に設定されている。具体的には、本実施例では、制御圧力の上限値を３．８ＭＰａ（絶対圧力）とし、図２及び図３に示す吐出圧力比１．０は３．８ＭＰａ（絶対圧力）とした場合の結果を示している。

【0027】

図２及び図３に示すように、熱源側熱交換器３の伝熱面積が大きいほど、また熱源側熱交換器３の風量が大きいほど、更には冷媒循環量が少ないほど、圧縮機１の吐出圧力を低減することができ、前記制御圧力の上限値を低く設定することができる。また、これに伴い圧縮機１の吐出温度を低減することも可能となる。

【0028】

ここで、冷媒Ｒ４１０ＡやＲ３２よりも設計圧力の低い、冷媒Ｒ２２やＲ４０７Ｃを使用した空気調和機で使用されていた液側接続配管７及びガス側接続配管８の使用圧力は、配管の外径と肉厚、更に配管の材料である銅管の材質により決められている。前記液側接続配管７及びガス側接続配管８に一般的に使用される銅管のうち、使用圧力が最も低い配管の外径、肉厚、材質の組み合わせは、一般冷媒配管用銅管（ＪＩＳ Ｂ ８６０７）から、φ１９．０５、肉厚１．０ｍｍ、Ｏ材の場合であり、最高使用圧力は３．７２ＭＰａ（絶対圧力）である。

【0029】

従って、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置における室外機４０の運転圧力（制御圧力の上限値）が３．７ＭＰａ（絶対圧力）以下になるように、図２から、熱源側熱交換器３の伝熱面積を設定したり、図３から、熱源側熱交換器３における風量（冷却ファンにより送風される空気量）を設定する。または、冷媒Ｒ３２を使用した室外機４０に搭載されている前記制御装置により制御される制御圧力の上限値が３．７ＭＰａ（絶対圧力）以下になるように、前記制御装置により、圧縮機１の運転周波数を制御して冷媒循環量を調整したり、前記熱源側熱交換器３における冷却ファンの運転周波数を制御して風量を制御する。これにより、冷媒Ｒ２２やＲ４０７Ｃを採用していた空気調和機（旧機）で使用されていた液側接続配管７やガス側接続配管８を、冷媒Ｒ３２を使用した空気調和機（新機）の導入時に再利用することが可能となる。また、圧縮機１の吐出温度を低減することも可能となる。

【0030】

なお、１台の室外機４０に対して複数台の室内機２０が接続される空気調和機（冷凍サイクル装置）においては、液側接続配管７とガス側接続配管８の途中を分岐管で分岐することにより、複数台のそれぞれの室内機２０に冷媒が流れるように接続されている。前記分岐管は、使用する冷媒の設計圧力に対応して、通常設計されている。

【0031】

また、過去には、冷媒Ｒ２２を採用した空気調和機と、冷媒Ｒ４０７Ｃを採用した空気調和機とが併売されていた時期があるが、このときの分岐管の設計圧力は、設計圧力の高い冷媒Ｒ４０７Ｃの設計圧力である３．４ＭＰａ（絶対圧力）が採用され、冷媒Ｒ２２用の分岐管と冷媒Ｒ４０７Ｃ用の分岐管とは共用化されていた。

【0032】

このため、前記液側接続配管７やガス側接続配管８の最高使用圧力の下限値である３．７２ＭＰａ（絶対圧力）よりも、分岐管の設計圧力（３．４ＭＰａ）は低く、室内機２０が複数台接続された空気調和機では、分岐管の設計圧力以下で運転する必要がある。

【0033】

従って、前記液側接続配管７とガス側接続配管８とに分岐管を介して複数台の室内機２０が接続された冷凍サイクル装置（空気調和機）に、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置を接続する場合、冷凍サイクル装置の制御圧力の上限値、即ち前記室外機４０の運転圧力が３．４ＭＰａ（絶対圧力）以下になるように、図２から、熱源側熱交換器３の伝熱面積を設定したり、図３から、熱源側熱交換器３における風量を設定する。または、冷媒Ｒ３２を使用した室外機４０に搭載されている前記制御装置により制御される制御圧力の上限値が３．４ＭＰａ（絶対圧力）以下になるように、前記制御装置により、圧縮機１の運転周波数を制御して冷媒循環量を調整したり、前記熱源側熱交換器３における冷却ファンの運転周波数を制御して風量を制御する。

【0034】

これにより、冷媒Ｒ２２やＲ４０７Ｃを採用していた空気調和機（旧機）で使用されていた前記液側接続配管７、前記ガス側接続配管８及び前記分岐管を、冷媒Ｒ３２を使用した空気調和機（新機）の導入時に再利用することが可能となる。また、圧縮機１の吐出温度を低減することも可能となる。

【0035】

更に、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置における前記室外機４０は、冷媒Ｒ２２やＲ４０７Ｃを採用していた空気調和機で使用されていた既設の接続配管７，８を再利用して接続可能であることの他に、冷媒Ｒ３２に対応した、即ち設計圧力が４．２〜４．３ＭＰａ（絶対圧力）以上の新規な接続配管７，８にも接続することができる。即ち、本実施例の冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置における前記室外機４０は、新規配管施工方式と既設配管利用方式の何れの方式にも対応させて使用することができるものである。

【0036】

即ち、本実施例では、新規配管施工方式と既設配管利用方式の何れにも採用可能な前記室外機４０とするために、室外機４０の制御圧力の上限値を、前記新規配管施工方式または既設配管利用方式の何れを採用する場合でも同一とする。例えば、冷媒Ｒ２２や冷媒Ｒ４０７Ｃを採用した室外機での設計圧力３．７ＭＰａ、または既設の分岐管も再利用する場合には３．４ＭＰａに、前記室外機４０の制御圧力の上限値を設定する。

【0037】

また、前記制御装置は、前記圧縮機１や四方弁２などのアクチュエータを制御する前記室外機４０の制御基盤に設けられているが、この制御基盤上に設置され冷凍サイクルの機能を設定することが可能なディップスイッチやジャンパ線などの制御圧力設定部により、前記制御圧力の上限値を任意に選択して設定できるようにする。

【0038】

または、前記制御基盤（制御装置）における制御圧力の上限値を、リモコンや外部の制御装置（制御圧力設定部）から、電気信号による伝送手段を介して前記制御基盤に送信することにより、室外機４０の制御圧力の上限値を任意に設定するようにしても良い。

【0039】

このように、上記ディップスイッチや外部の制御装置などの制御圧力設定部により、空気調和機における室外機４０の制御圧力の上限値を任意に設定可能に構成することにより、前記新規配管施工方式や既設配管利用方式を採用した場合に使用される接続配管７，８や分岐管の耐圧に応じて、室外機４０の制御圧力の上限値を設定することができる。

【0040】

従って、本実施例の冷凍サイクル装置（空気調和機）は、新規配管施工方式と既設配管利用方式の何れにも対応することが可能であり、使用される前記接続配管７，８や前記分岐管の設計圧力に対応した圧力に前記室外機４０の制御圧力の上限値を決めることができる。これにより、冷媒Ｒ３２を採用した室外機４０において新規配管施行方式をとる場合には、冷媒Ｒ３２を採用した室外機４０の能力を更に大きくすることも可能となる。

【0041】

本実施例を採用することにより、新規配管施工方式に対応した室外機４０と既設配管利用方式に対応した室外機４０とを別々に開発して、別々の製品を製造する必要がなくなり、開発期間の短縮を図ることができる。これにより、製品開発時に発生する電力も削減できるので、製品開発時に発生する二酸化炭素量も削減可能となるから、地球温暖化防止に貢献できる冷凍サイクル装置を得ることができる。

【0042】

なお、前記冷媒Ｒ３２を採用した空気調和機における室外機４０の制御圧力の上限値を、従来の冷媒Ｒ２２やＲ４０７Ｃを採用した空気調和機における室外機の制御圧力の上限値と同じにすれば、冷媒Ｒ３２を採用した場合に問題となる前記圧縮機１の吐出温度も低減することが可能となる。例えば、現在使用されているＲ４１０Ａを採用した室外機における圧縮機の吐出温度とほぼ同様にすることができる。これにより、冷媒Ｒ３２を採用する前記室外機４０の圧縮機１などをＲ３２用に開発することなく、冷媒Ｒ４１０Ａを使用している室外機の圧縮機などを流用することができるという効果も得られる。

【0043】

図４は同一冷房能力に制御した場合における、熱源側熱交換器の伝熱面積、風量及び吐出圧力との関係を説明する線図である。この図４により、冷媒Ｒ３２を使用した空気調和機（冷凍サイクル装置）における前記室外機４０の設計圧力（制御圧力の上限値）を、３．４ＭＰａ（絶対圧力）に設定する場合の、熱源側熱交換器３の伝熱面積比と、風量比の下限値の関係を説明する。

【0044】

図４において、冷媒循環量は、冷房能力が一定となるように圧縮機１の運転周波数を制御することで調整している。図４においても、上記図２、図４と同様に、制御上の上限圧力を３．８ＭＰａ（絶対圧力）とした場合の結果である。図４中の曲線ｄは、熱源側熱交換器３の風量比が１．０の場合、曲線ｅは前記風量比を１．３とした場合、曲線ｆは前記風量比を１．６とした場合の結果を示す。

【0045】

図４における縦軸の吐出圧力比１．０は３．８ＭＰａ（絶対圧力）に相当し、吐出圧力比０．９は３．４ＭＰａ（絶対圧力）に相当する。吐出圧力が３．４ＭＰａとなる吐出圧力比０．９における伝熱面積比と風量比との組み合わせは、伝熱面積比が１．５５のとき風量比が１．６、伝熱面積比が２．２５のとき風量比が１．３となる。

【0046】

ここで、熱源側熱交換器の伝熱面積比をＡ_０、風量比をＱ_０とすると、
Ａ_０×Ｑ_０^１．８ ≧ ３．６ …（１）
の関係を満たすようにすれば、圧縮機１の吐出圧力を、吐出圧力比０．９以下を満足することができる。即ち、熱交換器の性能は、伝熱面積に比例し、更に、熱交換器を通過する空気の流速のべき乗に比例するので、このことと上記図４に示す結果から上記（１）式は導き出されたものである。

【0047】

上記式（１）において伝熱面積比Ａ_０は運転中には制御できないから、前記風量比Ｑ_０を上記式（１）を満たすように制御することにより、を吐出圧力３．４ＭＰａ以下に制御することができる。この結果、圧縮機１の吐出温度を低減することも可能となる。

【0048】

また、この図４に示す例によれば、冷媒Ｒ３２を使用した前記室外機４０の設計圧力を、既設の分岐管の設計圧力、例えば３．４ＭＰａ以下に制御できるから、既設の分岐管の再利用も可能となる。

【0049】

上述したように、本実施例によれば、冷媒Ｒ３２を採用した冷凍サイクル装置において、その設計圧力（制御圧力の上限値）を、冷媒Ｒ２２や冷媒Ｒ４０７Ｃを採用していた冷凍サイクル装置での設計圧力に設定し、圧縮機の吐出圧力の最大値、即ち制御圧力の上限値を下げるようにしているので、冷媒としてＲ３２を採用しつつ、既設の冷媒接続配管や分岐管を再利用することもできる冷凍サイクル装置を得ることができる。

【0050】

また、圧縮機効率を低下させること無く、圧縮機からの冷媒の吐出温度を冷媒Ｒ４１０Ａと同程度まで低下させることができるから、冷媒Ｒ４１０Ａを採用した冷凍サイクル装置の室外機で使用されるモータの絶縁材料や、モータ回転子の永久磁石の材料などを、高温対応（高温で減磁しにくい磁石）に変更することなく、Ｒ３２を採用した冷凍サイクル装置の圧縮機の部品として流用できる。従って、高効率で地球温暖化防止を図れる冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置を安価に製造できる効果も得られる。

【符号の説明】

【0051】

１…圧縮機、２…四方弁、３…熱源機側熱交換器、４…第１の膨張装置、２１…第２の膨張装置、６，９…阻止弁、７…液側接続配管、８…ガス側接続配管、１０…アキュムレータ、２０…室内機、２２…利用側熱交換器、４０…室外機。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】