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WO2013146103A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2013146103A1
WO2013146103A1 PCT/JP2013/055773 JP2013055773W WO2013146103A1 WO 2013146103 A1 WO2013146103 A1 WO 2013146103A1 JP 2013055773 W JP2013055773 W JP 2013055773W WO 2013146103 A1 WO2013146103 A1 WO 2013146103A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant
refrigeration cycle
cycle apparatus
connection pipe
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/055773
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
坪江　宏明
横関　敦彦
福治 塚田
中山　進
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Global Life Solutions Inc
Original Assignee
Hitachi Appliances Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Appliances Inc filed Critical Hitachi Appliances Inc
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Priority to EP13769631.6A priority patent/EP2840335B1/en
Priority to US14/376,804 priority patent/US10066859B2/en
Publication of WO2013146103A1 publication Critical patent/WO2013146103A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/12—Inflammable refrigerants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus such as an air conditioner or a refrigerator using a refrigeration cycle, and particularly relates to one using R32 (difluoromethane) as a refrigerant used in the refrigeration cycle.
  • a refrigeration cycle apparatus such as an air conditioner or a refrigerator using a refrigeration cycle
  • R32 difluoromethane
  • refrigerant R410A can improve the efficiency of the refrigerating and air-conditioning equipment, and can reduce the amount of carbon dioxide generated during power generation by reducing the power consumption. In addition, it contributes to the prevention of global warming by reducing refrigerant discharge by measures against refrigerant leakage.
  • the refrigerant R410A is a refrigerant having a high GWP (global warming potential)
  • a refrigerant R32 can be considered as the refrigerant.
  • the refrigerant R32 has a slightly flammable characteristic, and it is preferable to reduce the amount of refrigerant sealed in the refrigeration cycle as much as possible in order to reduce the amount of refrigerant leakage in the event of refrigerant leakage.
  • connection pipe refrigerant pipe
  • the pipe diameter of the connection pipe (refrigerant pipe) connecting the outdoor unit and the indoor unit can be reduced by converting the refrigerant R410A to the refrigerant R32, not only the amount of refrigerant to be sealed can be reduced, but also the connection pipe It is possible to reduce the amount of copper used as a material, and it is also possible to improve the workability of connection pipes during construction of air conditioners and the like.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-248941
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-89978
  • the diameters of the liquid side connection pipe and the gas side connection pipe are set in consideration of the conversion from the refrigerant R22, which is an HCFC refrigerant, to the refrigerant R32.
  • the connection pipe diameter is not always sufficient.
  • the refrigerant R410A is a comparison between the refrigerant R410A and refrigerant R32, which are currently widely used, is as follows.
  • the following piping diameter is generally used.
  • the outer diameter of the liquid side connecting pipe is 1/4 inch (6.35 mm)
  • the outer diameter of the gas side connecting pipe is 1/2 inch ( 12.7 mm)
  • the outer diameter of the liquid side connection pipe is 3/8 inch (9.53 mm)
  • the gas side connection pipe The outer diameter of the tube is 5/8 inch (15.88 mm).
  • the rated refrigeration capacity is 4.5 kW or more and less than 7.1 kW.
  • the diameters of the liquid side connection pipe and the gas side connection pipe are not different from those used in the refrigerant R410A.
  • the rated refrigeration capacity exceeds 7.1 kW and is equal to or less than 14.0 kW, only the liquid side connection pipe is reduced in diameter.
  • An object of the present invention is to obtain a refrigeration cycle apparatus that can suppress a decrease in efficiency while using a refrigerant having a low global warming potential (GWP) and that can also reduce the pipe diameter of a connection pipe.
  • GWP global warming potential
  • the present invention includes a compressor, a heat source unit side heat exchanger, a first expansion device, a liquid side connection pipe, a second expansion device, a use side heat exchanger, and a gas side connection pipe.
  • the refrigerant used in the refrigeration cycle is R32
  • Pipe outer diameters of the liquid side connection pipe and the gas side connection pipe are: (D 0 -1) / 8 inches (where "D 0/8 inches” is a connection pipe outer diameter in the case of using the refrigerant R410A) and, and the range of the D 0 in the liquid connection pipe " 2 ⁇ D 0 ⁇ 4 ”, and in the gas connection pipe, the range of D 0 is“ 3 ⁇ D 0 ⁇ 8 ”.
  • the D 0 is 3 (that is, the pipe diameter is 1/4 inch) in the liquid connection pipe, and the D 0 is 5 in the gas connection pipe. (i.e., the pipe diameter of 1/2 inch) and, in a range of less than 7.1kW rated cooling capacity from 3.6kW, the D 0 2.5 (i.e. pipe diameter 3/16 inch) in the liquid connection pipe In the gas side connection pipe, the D 0 is preferably 4 (that is, the pipe diameter is 3/8 inch).
  • the compressor, the heat source unit side heat exchanger, the first expansion device, the liquid side connection piping, the second expansion device, the use side heat exchanger, and the gas side connection piping are sequentially connected.
  • the refrigerant used in the refrigeration cycle is R32
  • the liquid side connection pipe and the pipe outer diameter of the gas side connection pipe are: D 0/8 inches
  • the range of D 0 is “1 ⁇ D 0 ⁇ 3”
  • the range of D 0 is “2 ⁇ D 0 ⁇ 7”.
  • the liquid connection piping the D 0 2 i.e. pipe diameter is 1/4 inches
  • the D 0 is the gas connection pipe 4 (i.e., the pipe diameter of 1/2 inch)
  • the liquid connecting the D 0 1.5 i.e. pipe diameter 3/16 inch
  • the D 0 is preferably 3 (that is, the pipe diameter is 3/8 inch).
  • the amount of refrigerant R32 enclosed in the refrigeration cycle apparatus is equal to the amount of refrigerant R410A enclosed in the same specification refrigeration cycle apparatus using R410A as the refrigerant and having the same rated refrigeration capacity. It is better to set a smaller amount.
  • the amount of refrigerant R32 enclosed in the refrigeration cycle apparatus is W 1 [kg]
  • the refrigeration cycle apparatus has a rated refrigeration capacity of Qc [kW]
  • the refrigeration cycle having the same rated refrigeration capacity Qc [kW] using the refrigerant R410A.
  • the refrigerant filling amount in the apparatus is W 0 [kg]
  • the refrigerant filling amount W 1 to the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 is For Qc ⁇ 7.1 kW, (0.011Qc + 0.60) W 0 ⁇ W 1 ⁇ W 0
  • Qc ⁇ 7.1 kW (0.030Qc + 0.71) W 0 ⁇ W 1 ⁇ W 0 It is preferable to set in the range.
  • a refrigeration cycle apparatus that can suppress a decrease in efficiency while using a refrigerant having a low global warming potential (GWP) and that can also reduce the pipe diameter of the connection pipe.
  • GWP global warming potential
  • Example 1 of the refrigerating-cycle apparatus of this invention The figure explaining the connection pipe diameter and refrigerant
  • coolant R32 WHEREIN The diagram which shows refrigerant
  • coolant amount ratio refrigerant
  • FIG. 1 is a cycle system diagram illustrating Example 1 of the refrigeration cycle apparatus of the present invention
  • FIG. 2 is a refrigeration cycle apparatus using refrigerants R410A and R32 serving as the same COP (rated refrigeration capacity 7.1 kW, 12.5 kW).
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the connection pipe diameter and the refrigerant amount ratio in FIG. 3.
  • FIG. 3 shows the connection pipe diameter in the refrigeration cycle apparatus (rated refrigeration capacity 3.6 kW, 5.6 kW) using the refrigerants R410A and R32, which are similar COPs. It is a figure explaining refrigerant
  • FIG. 1 shows an air conditioner as a refrigeration cycle apparatus, in which an outdoor unit 40 and an indoor unit 20 are connected by a liquid side connection pipe 7 and a gas side connection pipe 8.
  • 1 is a compressor (sealed compressor)
  • 2 is a four-way valve
  • 3 is a heat source side heat exchanger
  • 4 is a first expansion device
  • 6 is a liquid side blocking valve
  • 9 is a gas.
  • the side stop valve 10 is an accumulator.
  • 21 is a second expansion device
  • 22 is a use side heat exchanger.
  • the compressor 1, the heat source device side heat exchanger 3, the first expansion device 4, the liquid side connection piping 7, the second expansion device 21, the use side heat exchanger 22, the gas side connection piping 8, etc. are sequentially connected piping. (Refrigerant piping) is connected and the refrigerating cycle apparatus (an air conditioner in a present Example) is comprised.
  • the gas refrigerant compressed by the compressor 1 to become high temperature and pressure is discharged from the compressor 1 together with refrigeration oil, and the gas refrigerant passes through the four-way valve 2 to exchange heat with the heat source unit. It flows into the vessel 3, where it exchanges heat and condensates.
  • the condensed and liquefied refrigerant passes through the fully expanded first expansion device 4, and then passes through the blocking valve 6 and the liquid side connection pipe 7, and is sent to the indoor unit 20.
  • the liquid refrigerant sent to the indoor unit 20 flows into the second expansion device 21, where it is decompressed to become a low-pressure two-phase state, and exchanges heat with the utilization side medium such as air in the utilization side heat exchanger 22. Evaporate and gasify.
  • the gas refrigerant passes through the gas side connection pipe 8 and the blocking valve 9 and returns to the compressor 1 again via the four-way valve 2.
  • the surplus refrigerant is stored in the accumulator 10 so that the operating pressure and temperature of the refrigeration cycle are maintained in a normal state.
  • the gas refrigerant compressed into the high temperature and high pressure by the compressor 1 is discharged from the compressor 1 together with the refrigerating machine oil.
  • the gas refrigerant flows to the blocking valve 9 side by the four-way valve 2 and flows into the use side heat exchanger 22 of the indoor unit 20 through the gas side connection pipe 8.
  • the gas refrigerant is condensed and liquefied by exchanging heat with a use side medium such as air.
  • the condensed and liquefied refrigerant is depressurized by the first expansion device 4 through the liquid side connection pipe 7 and the blocking valve 6, and is evaporated by exchanging heat with a heat source medium such as air or water in the heat source unit side heat exchanger 3. ⁇ Gasify.
  • the evaporated and gasified refrigerant returns to the compressor 1 again through the four-way valve 2.
  • the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment uses R32 as a refrigerant, and the outer diameters of the liquid side connection pipe 7 and the gas side connection pipe 8 are made larger than those of the refrigeration cycle apparatus having the same rated refrigeration capacity using the refrigerant R410A.
  • One rank is set thin.
  • the setting of the pipe outer diameter of the connection pipes 7 and 8 will be described in detail. In the present embodiment, the case of cooling operation in which a larger amount of refrigerant is required will be described.
  • the refrigerant amount is, for example, the internal volume of the refrigeration cycle (the internal volume of the compressor 1, the heat source machine side heat exchanger 3, the liquid side connection pipe 7, the use side heat exchanger 22, the gas side connection pipe 8, the accumulator 10, etc.) It can be determined according to the density of the refrigerant. In addition, the amount of refrigerant dissolved in the refrigerating machine oil sealed in the compressor 1 and a refrigerating cycle in which a receiver is installed between the first expansion device 4 and the liquid side blocking valve 6. In the apparatus, it is more preferable to determine the refrigerant amount in consideration of the internal volume of the receiver.
  • FIG. 2 shows the refrigerant amount of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32, which is the minimum required to be equivalent to the COP of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A, and the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A. It is the figure shown with the refrigerant
  • the length of the connecting pipes 7 and 8 is the maximum connecting pipe length (chargeless maximum pipe length) that can be handled only by the amount of refrigerant sealed at the time of shipment from the factory, and is 30 m when the rated refrigeration capacity is 7.1 kW and 12.5 kW. It is.
  • connection pipes 7 and 8 are longer than the chargeless maximum pipe length, it can be dealt with by adding a predetermined refrigerant amount according to the length of the pipe that exceeds the chargeless maximum pipe length at the time of construction. .
  • the pipe outer diameters of the connection pipes 7 and 8 of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 are the pipe outer diameters of the connection pipes 7 and 8 of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A.
  • Is “D 0/8 inch” however, in this embodiment, the range of D 0 is “2 ⁇ D 0 ⁇ 4” in the liquid connection pipe 7 and “3 ⁇ D in the gas connection pipe 8”. 0 ⁇ 8 ”
  • the outer diameter of the pipe is one rank smaller than this, ie,“ (D 0 ⁇ 1) / 8 inch ”.
  • the pipe outer diameters of the connection pipes 7 and 8 are generally 5/8 inch (15.88 mm) for the gas side connection pipe 8 and the liquid side connection pipe 7 for the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A. Since a 3/8 inch (9.53 mm) one is used, it is assumed that the above-mentioned tube outer diameter is also used in the description of FIG.
  • the pipe outer diameters of the connection pipes 7 and 8 are larger than the pipe outer diameters of the connection pipes 7 and 8 in the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A.
  • the following effects can be obtained by setting the 1 rank narrower. That is, the table in FIG. 2 shows that the COP is equivalent to the COP of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A, so that the amount of copper used can be reduced and the connection piping at the time of construction can be reduced without degrading the performance of the refrigeration air conditioning equipment. A refrigeration cycle apparatus with improved workability can be obtained.
  • the amount of power when using refrigeration and air-conditioning equipment is the same as when using R410A, so low GWP (global warming potential) is achieved without increasing the amount of carbon dioxide emissions when using power accompanying power generation.
  • the refrigerant R32 is used, a refrigeration cycle apparatus effective for preventing global warming can be obtained.
  • the pipe outer diameter of the connection pipes 7 and 8 it is possible to reduce the amount of copper used as the material for the connection pipes, and also to improve the workability of the connection pipes during construction of refrigeration and air conditioning equipment. A refrigeration cycle apparatus that can be realized can be obtained.
  • the rated refrigeration capacities of 7.1 kW and 12.5 kW are described.
  • the refrigeration cycle apparatus having the rated refrigeration capacities between them also has a gas side connection pipe diameter and a liquid side connection pipe. The diameter is the same as that shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a refrigeration cycle using the refrigerant R32, which is at least required to be equivalent to the COP of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A in the refrigeration cycle apparatuses having the rated refrigeration capacities of 3.6 kW and 5.6 kW. It is a figure which shows the refrigerant
  • the length of the connection pipes 7 and 8 is 20 m which is the maximum connection pipe length (chargeless maximum pipe length) that can be handled only by the amount of refrigerant sealed at the time of shipment from the factory.
  • the pipe outer diameters of the connection pipes 7 and 8 of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 are the pipe outer diameters of the connection pipes 7 and 8 of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A.
  • connection pipes 7 and 8 have a pipe outer diameter that is one rank narrower in the gas side connection pipe 8 ((D 0 ⁇ 1 ) / 8 inch), the gas side connecting pipe 8 is 3/8 inch (9.53 mm).
  • the outer diameter of the pipe is 1/8 inch (3.18 mm) in the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32.
  • the pressure loss in the liquid side connection pipe 7 becomes excessive depending on the refrigerant flow rate, and the adjustment range of the refrigerant side flow path resistance in the second expansion device 21 is increased. In some cases, the suction pressure of the compressor 1 falls outside the operating range of the compressor 1, which may reduce the reliability of the refrigeration cycle apparatus.
  • the diameter of the liquid side connection pipe 7 is expressed by “(D 0 ⁇ 1) / 8”, the D 0 is 2.5 (in this case, the outer diameter of the liquid side connection pipe 7 is 1). .5 / 8 (3/16) inch).
  • the diameter of the connection pipe 7 and 8, the outer diameter of the connection pipe 7 and 8 of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A is "D 0/8 inches", this as a reference
  • the connection pipe diameter in the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 of the example is expressed by the above “(D 0 ⁇ 1) / 8 inch” or “(D 0 ⁇ 1) / 16 inch”.
  • connection pipe diameter in the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 is expressed without using the pipe outer diameters of the connection pipes 7 and 8 of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A as “D 0/8 ”, (However, in this case, the range of D 0 is “1 ⁇ D 0 ⁇ 3” in the liquid connection pipe 7 and “2 ⁇ D 0 ⁇ 7” in the gas connection pipe 8). .
  • the D 0 in the range of the rated refrigeration capacity shown in FIG. 2 from 7.1 kW to 12.5 kW, in the liquid connection pipe 7, the D 0 is 2 (that is, the pipe diameter is 1/4 inch), and the gas connection pipe 8 Then, the D 0 is 4 (that is, the pipe diameter is 1/2 inch). Further, in the range of less than 7.1kW from the rated cooling capacity is 3.6kW shown in FIG. 3, the D 0 be expressed as the D 0 in the liquid connection pipe 7 is 1.5 ( “D 0/16" is 3) (that is, the pipe diameter is 3/16 inch), and in the gas side connection pipe 8, the D 0 is 3 (that is, the pipe diameter is 3/8 inch).
  • 3/16 inch thicker than 1/8 inch is used as the liquid side connection pipe 7 of the refrigeration cycle device using the refrigerant R32, so that the reliability of the refrigeration cycle device is improved.
  • the outer diameters of the connecting pipes 7 and 8 can be reduced without lowering the performance of the refrigerating and air-conditioning equipment.
  • the amount of copper pipe used can be reduced and the workability of connecting pipes during construction can be improved, and since a low-GWP refrigerant R32 is used, a refrigeration cycle apparatus effective for preventing global warming can be obtained. Can do.
  • the rated refrigeration capacities of 3.6 kW and 5.6 kW are described, but a refrigeration cycle apparatus having a rated refrigeration capacity between these, and a rating of more than 5.6 kW and less than 7.1 kW Also in the refrigeration cycle apparatus having the refrigeration capacity, the gas side connection pipe diameter and the liquid side connection pipe diameter are the same as those shown in FIG.
  • the outer diameter of the gas-side connecting pipe 8 is 3/8 inch.
  • the pipe outer diameter of the side connection pipe 7 it is preferable to adopt 3/16 inch.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a refrigerant amount ratio (refrigerant amount ratio at which COP is equivalent) with respect to the rated refrigeration capacity in a refrigeration cycle apparatus using refrigerant R32
  • FIG. 5 is a refrigeration cycle using refrigerants R410A and R32.
  • the apparatus it is a figure explaining the COP ratio of R410A standard when the amount of refrigerant
  • Example 1 the connecting pipes 7 and 8 of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 have a pipe outer diameter that is one rank lower than that of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A.
  • the amount of refrigerant (upper limit value and lower limit value) sealed in the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 4 shows the relationship between the refrigerant amount ratios in the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 and a COP equivalent to that of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A.
  • the horizontal axis represents the rated refrigeration capacity, and the vertical axis represents the R410A.
  • the refrigerant amount ratio is based on the refrigerant amount.
  • FIG. 4 is a diagram in which the refrigerant amount ratio in which the COPs shown in FIGS. 2 and 3 described above are equivalent is plotted. A straight line connecting the plotted points indicates the lower limit value of the refrigerant amount ratio necessary to be the same as the COP of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A.
  • the pipe outer diameter of the connection pipes 7 and 8 of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 is “(D o ⁇ 1) / 8 inch” (for example, gas side connection) when the rated refrigeration capacity is 7.1 kW or more.
  • the pipe diameter is set to 4/8 inch, and the liquid side connection pipe diameter is set to 2/8 inch).
  • the gas side connection pipe 8 is the “(D o ⁇ 1) / 8”. Inch ”(for example, 3/8 inch), and“ (D o ⁇ 1) / 16 inch ”(for example, 3/16 inch) in the liquid side connection pipe 7 is set.
  • the refrigerant amount W 1 [kg] to be sealed in the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 having the rated refrigeration capacity Qc [kW] is W 1 [kg]
  • G R W 1 / W 0
  • the refrigerant amount W 1 sealed in a refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 rated cooling capacity Qc [kW] [kg] can be expressed by the following equation.
  • the pipe outer diameter of the connection pipes 7 and 8 in the refrigeration cycle apparatus using R32 is set to the “(D o ⁇ 1) / 8 inch” in the gas side connection pipe 8, and the liquid side connection pipe 7
  • “(D o ⁇ 1) / 16 inch” it corresponds to the straight line (thin line) connecting the refrigerant amount ratios at the rated refrigeration capacity of less than 7.1 kW in FIG. 4, and the lower limit of the refrigerant amount ratio If the value is G RmB , from FIG.
  • the lower limit value of the refrigerant amount is set to By setting to “(0.011Qc + 0.60) W 0 [kg]”, the refrigerant can be converted from the refrigerant R410A to the refrigerant R32 without causing the performance of the refrigeration cycle apparatus to deteriorate.
  • the pipe outer diameters of the connection pipes 7 and 8 in the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 are divided according to the rated refrigeration capacity, the following is performed.
  • the rated refrigeration capacity is 7.1 kW or more
  • the pipe outer diameters of the connection pipes 7 and 8 are set to “(D o ⁇ 1) / 8 inch”, and the lower limit value of the refrigerant amount at this time is set to “(0.011Qc + 0 .60) W 0 [kg] ”.
  • the gas side connection pipe 8 is the “(D o ⁇ 1) / 8 inch”
  • the liquid side connection pipe 7 is the “(D o ⁇ 1) / 16 inch”.
  • FIG. 5 is based on the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 when the refrigerant amount of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 and the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A are set to be the same.
  • the COP ratio is shown. Further, FIG. 5 also shows the connection pipe diameter used.
  • the COP ratio shown in FIG. 5 is that the lengths of the connecting pipes 7 and 8 are short connecting pipes (5 m for rated refrigeration capacities of 3.6 kW and 5.6 kW, rated refrigeration capacities of 7.1 kW and 12.5 kW). In the case of a thing, it is a thing when set to 7.5 m).
  • the refrigeration cycle using the refrigerant R32 is used.
  • the COP of the apparatus can be equal to or higher than the COP of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A.
  • the pipe lengths of the connection pipes 7 and 8 can be set to be smaller than the refrigerant charging amount of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A between the short pipe length and the maximum chargeless pipe length.
  • the refrigerant R410A having the same rated refrigeration capacity as the rated refrigeration capacity Qc [kW] of the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 at the lower limit values W 1mA and W 1mB of the refrigerant amount described above is used. It may be set to less than the refrigerant amount W 0 [kg] of the used refrigeration cycle apparatus.
  • the refrigeration cycle apparatus is the same as that shown in FIG. 1, and the parts not particularly mentioned have the same configuration as that shown in the first embodiment. ing.
  • the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 is used, and the connection pipe diameter is set to be smaller than that of the conventional refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A. Therefore, the amount of refrigerant sealed in the refrigeration cycle can be reduced as compared with the conventional refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A, and the amount of copper used as the material for the connection pipe can be reduced. Furthermore, by reducing the diameter of the connecting pipe, not only the amount of copper used can be reduced, but also the workability of the connecting pipe at the time of construction of the refrigeration air conditioner (refrigeration cycle apparatus) can be improved. Moreover, since R32 which is a low GWP refrigerant
  • the range of the refrigerant amount sealed in the refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R32 is larger than the refrigerant quantity obtained based on the thick line or the thin line shown in FIG. 4, and the refrigerant enclosure in the conventional refrigeration cycle apparatus using the refrigerant R410A is performed. By reducing the amount, the refrigeration cycle apparatus having a high COP can be obtained.
  • a refrigeration cycle apparatus that can suppress a decrease in efficiency while using a refrigerant having a low global warming potential (GWP) and that can also reduce the pipe diameter of the connection pipe. An effect is obtained.
  • GWP global warming potential

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Abstract

　地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い冷媒を使用しつつ効率低下を抑制し、しかも接続配管の配管径も小さくすることを目的とする。　冷凍サイクル装置は、圧縮機１、熱源機側熱交換器３、第１の膨張装置４、液側接続配管７、第２の膨張装置２１、利用側熱交換器２２、ガス側接続配管８を順次接続して構成されている。また、前記冷凍サイクルに使用する冷媒をＲ３２とし、前記液側接続配管と、前記ガス側接続配管の管外径を、「（Ｄ0－１）／８インチ」（ここで、「Ｄ0／８インチ」は冷媒Ｒ４１０Ａを使用した場合の接続配管外径）とし、且つ前記液接続配管では前記Ｄ0の範囲を「２≦Ｄ0≦４」とし、前記ガス接続配管では前記Ｄ0の範囲を「３≦Ｄ0≦８」とする。

Description

冷凍サイクル装置
　本発明は、冷凍サイクルを利用した空気調和機や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）を使用したものに関する。
　現在、空気調和機や冷凍機などの冷凍空調機器では冷凍サイクル内に封入する冷媒として、冷媒Ｒ４１０Ａを採用したものが増えている。冷媒Ｒ４１０Ａは、冷凍空調機器の効率向上を図ることができ、それによる消費電力の低減により発電時の二酸化炭素発生量の削減を図ることができる。また、冷媒漏洩への対策等による冷媒排出の抑制も図ることで、地球温暖化防止に貢献している。
　しかし、冷媒Ｒ４１０Ａは、ＧＷＰ（地球温暖化係数）の高い冷媒であるため、地球温暖化防止を更に進める観点から、冷媒Ｒ４１０ＡよりもＧＷＰの低い冷媒を冷凍サイクル装置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。　
　この冷媒Ｒ３２は、微燃性の特性を有しており、万が一の冷媒漏洩時における冷媒漏洩量の削減のため、冷凍サイクル内に封入する冷媒量を可能な限り削減することが好ましい。
　また、冷媒Ｒ４１０Ａから冷媒Ｒ３２に転換することで室外機と室内機とを接続する接続配管（冷媒配管）の配管径を低減することができれば、封入する冷媒量を低減できるだけでなく、接続配管の材料である銅の使用量の削減も図れ、更に空気調和機などの施工時における接続配管の施工性向上を図ることも可能となる。
　前記冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置に関連する従来技術としては、特開２００１－２４８９４１号公報（特許文献１）に記載のものや特開２００２－８９９７８号公報（特許文献２）に記載されたものがある。　
　上記特許文献１のものでは、冷媒Ｒ３２を使用する冷凍サイクル装置において、液側接続配管とガス側接続配管の配管径を設定している。　
　また、上記特許文献２のものでは、冷媒Ｒ３２を使用する冷凍サイクル装置において、冷凍サイクル内に封入する冷媒量を設定している。
特開２００１－２４８９４１号公報 特開２００２－８９９７８号公報
　上記特許文献１に記載の従来技術は、ＨＣＦＣ冷媒である冷媒Ｒ２２から冷媒Ｒ３２への転換を考慮して、液側接続配管とガス側接続配管の配管径を設定しているが、冷媒Ｒ３２を使用した場合の接続配管径の設定としては、必ずしも十分なものとなっていない。
　即ち、現在多く使用されている冷媒Ｒ４１０Ａから冷媒Ｒ３２への転換で比較すると次のようになる。　
　冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置における接続配管では、一般に次の配管径のものが使用されている。例えば、定格冷凍能力が４．５ｋＷ以上７．１ｋＷ未満の場合、液側接続配管の管外径は１／４インチ（６．３５ｍｍ）、ガス側接続配管の管外径は１／２インチ（１２．７ｍｍ）のものが使用され、定格冷凍能力が７．１ｋＷ以上１４．０ｋＷ以下の場合には、液側接続配管の管外径は３／８インチ（９．５３ｍｍ）、ガス側接続配管の管外径は５／８インチ（１５．８８ｍｍ）のものが使用されている。
　これに対して前記特許文献１のものでは、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置に使用する接続配管の管外径として、定格冷凍能力が４．５ｋＷ以上７．１ｋＷ以下の場合、液側接続配管の管外径は１／４インチ、ガス側接続配管の管外径は１／２インチのものを使用し、定格冷凍能力が７．１ｋＷ以上１４．０ｋＷ以下の場合、液側接続配管の管外径は１／４インチ、ガス側接続配管の管外径は５／８インチのものを使用するようにしている。
　上述した冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置における接続配管径と、上記特許文献１に記載された冷媒Ｒ３２を使用した接続配管径とを比較すると、定格冷凍能力が４．５ｋＷ以上７．１ｋＷ未満の場合、液側接続配管及びガス側接続配管径は冷媒Ｒ４１０Ａで使用されているものと変わっていない。また、定格冷凍能力が７．１ｋＷを超え１４．０ｋＷ以下では、液側接続配管のみが細径化されている。このため、冷媒Ｒ４１０Ａから冷媒Ｒ３２への転換を考慮すると、接続配管径を細くすることによる銅管使用量の削減や施工性の向上はほとんど期待することはできないという課題がある。
　上記特許文献２に記載の従来の技術のものでは、冷媒Ｒ３２を冷凍サイクル装置に使用した際の冷凍サイクル内に封入する冷媒量を設定している。しかし、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の接続配管径に関する記載も、また接続配管長に関する記載もなく、冷媒封入量の設定範囲も広いものとなっている。このため特許文献２に記載されている冷媒量封入量の設定範囲下限の量では、冷凍サイクル装置の施工時に冷媒を追加封入することなく、工場出荷時に封入した冷媒量のみでは、特に最大の接続配管長（チャージレス最大配管長）となる場合には、冷媒不足となる可能性があるという課題がある。
　本発明の目的は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い冷媒を使用しつつ効率低下を抑制し、しかも接続配管の配管径も小さくすることのできる冷凍サイクル装置を得ることにある。
　上記課題を解決するために、本発明は、圧縮機、熱源機側熱交換器、第１の膨張装置、液側接続配管、第２の膨張装置、利用側熱交換器、ガス側接続配管を順次接続して構成されている冷凍サイクル装置において、前記冷凍サイクルに使用する冷媒をＲ３２とし、
　前記液側接続配管と、前記ガス側接続配管の管外径を、
　　　（Ｄ0－１）／８インチ
（ここで、「Ｄ0／８インチ」は冷媒Ｒ４１０Ａを使用した場合の接続配管外径である）とし、且つ前記液接続配管では前記Ｄ0の範囲を「２≦Ｄ0≦４」とし、前記ガス接続配管では前記Ｄ0の範囲を「３≦Ｄ0≦８」としたことを特徴とする。
　ここで、定格冷凍能力が７．１ｋＷから１２．５ｋＷまでの範囲では、前記液接続配管では前記Ｄ0を３（即ち配管径が１／４インチ）、前記ガス接続配管では前記Ｄ0を５（即ち配管径が１／２インチ）とし、定格冷凍能力が３．６ｋＷから７．１ｋＷ未満の範囲では、前記液接続配管では前記Ｄ0を２．５（即ち配管径が３／１６インチ）、前記ガス側接続配管では前記Ｄ0を４（即ち配管径が３／８インチ）とすることが好ましい。
　本発明の他の特徴は、圧縮機、熱源機側熱交換器、第１の膨張装置、液側接続配管、第２の膨張装置、利用側熱交換器、ガス側接続配管を順次接続して構成されている冷凍サイクル装置において、前記冷凍サイクルに使用する冷媒をＲ３２とし、前記液側接続配管と、前記ガス側接続配管の管外径を、
　　　Ｄ0／８インチ
とし、且つ前記液接続配管では前記Ｄ0の範囲を「１≦Ｄ0≦３」とし、前記ガス接続配管では前記Ｄ0の範囲を「２≦Ｄ0≦７」としたことにある。
　ここで、定格冷凍能力が７．１ｋＷから１２．５ｋＷまでの範囲では、前記液接続配管では前記Ｄ0を２（即ち配管径が１／４インチ）、前記ガス接続配管では前記Ｄ0を４（即ち配管径が１／２インチ）とし、定格冷凍能力が３．６ｋＷから７．１ｋＷ未満の範囲では、前記液接続配管では前記Ｄ0を１．５（即ち配管径が３／１６インチ）、前記ガス側接続配管では前記Ｄ0を３（即ち配管径が３／８インチ）とすることが好ましい。
　また、上記の冷凍サイクル装置において、冷凍サイクル装置への冷媒Ｒ３２の封入量を、冷媒としてＲ４１０Ａを使用し且つ定格冷凍能力が同一で同一仕様の冷凍サイクル装置に封入している冷媒Ｒ４１０Ａの封入量よりも少ない封入量に設定すると良い。
　更に、冷凍サイクル装置への冷媒Ｒ３２の封入量をＷ1[ｋｇ]、前記冷凍サイクル装置の定格冷凍能力をＱｃ[ｋＷ]、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した同一の定格冷凍能力Ｑｃ[ｋＷ]の冷凍サイクル装置における冷媒封入量をＷ0[ｋｇ]としたとき、前記冷媒Ｒ３２を使用した前記冷凍サイクル装置への前記冷媒封入量Ｗ1を、
　Ｑｃ≧７．１ｋＷでは、
　　　（０．０１１Ｑｃ＋０．６０）Ｗ0≦Ｗ1＜Ｗ0
　Ｑｃ＜７．１ｋＷでは、
　　　（０．０３０Ｑｃ＋０．７１）Ｗ0≦Ｗ1＜Ｗ0
の範囲に設定することが好ましい。
　本発明によれば、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い冷媒を使用しつつ効率低下を抑制し、しかも接続配管の配管径も小さくすることのできる冷凍サイクル装置を得ることができる。
本発明の冷凍サイクル装置の実施例１を説明するサイクル系統図。 同等のＣＯＰとなる冷媒Ｒ４１０ＡとＲ３２を使用した冷凍サイクル装置（定格冷凍能力７．１ｋＷ、１２．５ｋＷ）における接続配管径と、冷媒量比を説明する図。 同等のＣＯＰとなる冷媒Ｒ４１０ＡとＲ３２を使用した冷凍サイクル装置（定格冷凍能力３．６ｋＷ、５．６ｋＷ）における接続配管径と、冷媒量比を説明する図。 冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置において、定格冷凍能力に対するＲ４１０Ａ基準の冷媒量比（ＣＯＰが同等となる冷媒量比）を示す線図。 冷媒Ｒ４１０ＡとＲ３２を使用した冷凍サイクル装置において、冷媒量を同等とした場合におけるＲ４１０Ａ基準のＣＯＰ比を説明する図で、接続配管径も併せて表示している図。
　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。
　本発明の冷凍サイクル装置の実施例１を図１～図３により説明する。図１は本発明の冷凍サイクル装置の実施例１を説明するサイクル系統図、図２は同様のＣＯＰとなる冷媒Ｒ４１０ＡとＲ３２を使用した冷凍サイクル装置（定格冷凍能力７．１ｋＷ、１２．５ｋＷ）における接続配管径と、冷媒量比を説明する図、図３は同様のＣＯＰとなる冷媒Ｒ４１０ＡとＲ３２を使用した冷凍サイクル装置（定格冷凍能力３．６ｋＷ、５．６ｋＷ）における接続配管径と、冷媒量比を説明する図である。
　図１は冷凍サイクル装置としての空気調和機を示しており、室外機４０と室内機２０とが液側接続配管７とガス側接続配管８により接続されている。前記室外機４０において、１は圧縮機（密閉式圧縮機）、２は四方弁、３は熱源機側熱交換器、４は第１の膨張装置、６は液側の阻止弁、９はガス側の阻止弁、１０はアキュームレータである。また、前記室内機２０において、２１は第２の膨張装置、２２は利用側熱交換器である。前記圧縮機１、熱源機側熱交換器３、第１の膨張装置４、液側接続配管７、第２の膨張装置２１、利用側熱交換器２２、ガス側接続配管８などは順次接続配管（冷媒配管）で接続されて冷凍サイクル装置（本実施例では空気調和機）が構成されている。
　冷房運転の場合、前記圧縮機１で圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、冷凍機油と共に前記圧縮機１から吐出され、このガス冷媒は前記四方弁２を経て、前記熱源機側熱交換器３へと流入し、ここで熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は全開とされた第１の膨張装置４を通り、その後阻止弁６、液側接続配管７を通過して、前記室内機２０へ送られる。前記室内機２０送られた液冷媒は、第２の膨張装置２１へ流入し、ここで減圧されて低圧の二相状態となり、利用側熱交換器２２で空気等の利用側媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。その後、ガス冷媒はガス側接続配管８、阻止弁９を通過し、四方弁２を経由して再び前記圧縮機１へと戻る。余剰冷媒はアキュムレータ１０に貯留されることで、冷凍サイクルの運転圧力、温度が正常な状態に保たれる。
　暖房運転の場合、圧縮機１で圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、冷凍機油と共に圧縮機１から吐出される。このガス冷媒は、四方弁２により阻止弁９側に流れ、ガス側接続配管８を経て前記室内機２０の利用側熱交換器２２へ流入する。ここで前記ガス冷媒は空気等の利用側媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、液側接続配管７、阻止弁６を経て、第１の膨張装置４で減圧され、前記熱源機側熱交換器３で空気や水等の熱源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を経て再び圧縮機１へと戻る。
　本実施例の冷凍サイクル装置は冷媒としてＲ３２を使用しており、前記液側接続配管７及びガス側接続配管８の管外径を、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した同一定格冷凍能力の冷凍サイクル装置よりも１ランク細く設定している。　
　以下、前記接続配管７，８の管外径の設定について詳しく説明する。なお、本実施例では冷媒量がより多く必要となる冷房運転の場合について説明する。
　冷媒量は、例えば冷凍サイクルの内容積（圧縮機１、熱源機側熱交換器３、液側接続配管７、利用側熱交換器２２、ガス側接続配管８、アキュムレータ１０などの内容積）と冷媒の密度に応じて決めることができる。また、前記圧縮機１に封入されている冷凍機油に溶解する分の冷媒量や、前記第１の膨張装置４と液側の前記阻止弁６との間にレシーバが設置されるタイプの冷凍サイクル装置ではレシーバの内容積も考慮して冷媒量を決めるとなお好ましい。
　同等のＣＯＰ（＝冷凍能力／消費電力）となる冷媒Ｒ４１０ＡとＲ３２を使用した冷凍サイクル装置で、定格冷凍能力が７．１ｋＷと１２．５ｋＷにおける接続配管径と、冷媒量比を図２により説明する。即ち、図２は、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置のＣＯＰと同等にするために最低限必要となる、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の冷媒量を、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置を基準とした冷媒量比で示している図である。前記接続配管７，８の長さは、工場出荷時に封入した冷媒量のみで対応可能な最大の接続配管長（チャージレス最大配管長）とし、定格冷凍能力が７．１ｋＷと１２．５ｋＷでは３０ｍである。
　なお、前記接続配管７，８がチャージレス最大配管長以上の場合は、施工時にチャージレス最大配管長を超過した配管の長さに応じて、所定の冷媒量を追加することで対応可能である。
　以下説明するＣＯＰ比及び冷媒量比の検討には、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）による計算値を使用した。
　図２に示すように、本実施例では、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の接続配管７，８の管外径は、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置の接続配管７，８の管外径を「Ｄ0／８インチ」としたとき（但し、本実施例では、前記Ｄ0の範囲を、液接続配管７では「２≦Ｄ0≦４」とし、ガス接続配管８では「３≦Ｄ0≦８」とする）、これよりも１ランク細い管外径、即ち「（Ｄ0－１）／８インチ」に設定している。　
　即ち、前記接続配管７，８の管外径は、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置のものでは、一般に、ガス側接続配管８は５／８インチ（１５．８８ｍｍ）、液側接続配管７は３／８インチ（９．５３ｍｍ）のものが使用されているので、図２の説明でも前述した管外径のものを使用しているものとする。これに対して、本実施例の冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置では、接続配管７，８の管外径はガス側接続配管８及び液側接続配管７共に、１ランク細い管外径のものを使用しているので、ガス側接続配管８では４／８インチ（＝１／２インチ：１２．７ｍｍ）であり、液側接続配管７では２／８インチ（＝１／４インチ：６．３５ｍｍ）のものを使用している。
　この図２からわかるように、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置においては、接続配管７，８の管外径を、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置での接続配管７，８の管外径よりも１ランク細く設定することで、以下の効果が得られる。　
　即ち、図２の表は、ＣＯＰが冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置のＣＯＰと同等であるから、冷凍空調機器の性能を低下させることなく、銅の使用量の削減や施工時の接続配管の施工性を向上した冷凍サイクル装置を得ることができる。また、冷凍空調機器使用時の電力量は、Ｒ４１０Ａを使用した場合と同等であるから、発電に伴う電力使用時の二酸化炭素の排出量を増加させることなく、低ＧＷＰ(地球温暖化係数)の冷媒Ｒ３２を使用しているため、地球温暖化防止に効果のある冷凍サイクル装置を得ることができる。更に、接続配管７，８の管外径を細くできることにより、前記接続配管の材料である銅の使用量の削減を図ることができ、しかも冷凍空調機器施工時における接続配管の施工性の向上も図ることのできる冷凍サイクル装置を得ることができる。
　なお、図２の例では、定格冷凍能力が７．１ｋＷと１２．５ｋＷについて説明しているが、これらの間の定格冷凍能力の冷凍サイクル装置についても、ガス側接続配管径及び液側接続配管径は図２に示すものと同様である。
　図３は、定格冷凍能力が３．６ｋＷと５．６ｋＷの冷凍サイクル装置において、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置のＣＯＰと同等にするために最低限必要となる、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の冷媒量を、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置を基準とした冷媒量比で示している図である。接続配管７，８の長さは、工場出荷時に封入した冷媒量のみで対応可能な最大の接続配管長（チャージレス最大配管長）である２０ｍとしている。
　図３に示すように、本実施例では、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の接続配管７，８の管外径は、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置の接続配管７，８の管外径を「Ｄ0／８インチ」としたとき、これよりも１ランク細い管外径、即ち「（Ｄ0－１）／８インチ」または「（Ｄ0－１）／１６インチ」に設定している。　
　即ち、前記接続配管７，８の管外径は、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置のものでは、一般に、ガス側接続配管８は４／８（＝１／２）インチ（１２．７ｍｍ）、液側接続配管７は２／８（＝１／４）インチ（６．３５ｍｍ）のものが使用されているので、図３の説明でもこれらの管外径のものを使用しているものとする。これに対して、本実施例の冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置では、接続配管７，８の管外径はガス側接続配管８では、１ランク細い管外径のもの（（Ｄ0－１）／８インチ）を使用しているので、ガス側接続配管８では３／８インチ（９．５３ｍｍ）のものを使用している。
　液側接続配管７の場合、冷媒Ｒ４１０Ａでの液側接続配管７の管外径は２／８（＝１／４）インチ（６．３５ｍｍ）であり、前記「（Ｄ0－１）／８インチ」を適用すると、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置では、管外径が１／８インチ（３．１８ｍｍ）となる。しかし、１／８インチという細い接続配管を使用すると、冷媒流量によっては液側接続配管７内での圧力損失が過大となり、前記第２の膨張装置２１での冷媒側流路抵抗の調整範囲を超えることがあり、前記圧縮機１の吸入圧力が該圧縮機１の運転範囲外まで低下し、冷凍サイクル装置の信頼性を低下させる可能性がある。
　このため、本実施例では、液側接続配管７のより好ましい配管径（管外径）として図３に示したものを使用している。即ち、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置の液側接続配管７の管外径は１／４（＝４／１６）インチであるので、前記「（Ｄ0－１）／１６インチ」を適用して１ランク細い管外径である３／１６インチ（＝１．５／８）（４．７６ｍｍ）のものを使用している。
　なお、前記液側接続配管７の径を前記「（Ｄ0－１）／８」で表現すれば、前記Ｄ0は２．５となる（この場合前記液側接続配管７の外径は１．５／８（３／１６）インチとなる）。
　また、上述した例では、前記接続配管７，８の径を、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置の接続配管７，８の管外径を「Ｄ0／８インチ」とし、これを基準として本実施例の冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置における接続配管径を、前記「（Ｄ0－１）／８インチ」または「（Ｄ0－１）／１６インチ」で表現している。ここで、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置の接続配管７，８の管外径を基準としないで、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置における接続配管径を表現すれば、「Ｄ0／８」として表現できる（但し、この場合は、前記Ｄ0の範囲を、前記液接続配管７では「１≦Ｄ0≦３」とし、前記ガス接続配管８では「２≦Ｄ0≦７」にする）。
　この場合、図２に示す定格冷凍能力が７．１ｋＷから１２．５ｋＷまでの範囲では、前記液接続配管７では前記Ｄ0は２（即ち配管径が１／４インチ）、前記ガス接続配管８では前記Ｄ0は４（即ち配管径が１／２インチ）となる。また、図３に示す定格冷凍能力が３．６ｋＷから７．１ｋＷ未満の範囲では、前記液接続配管７では前記Ｄ0は１．５（「Ｄ0／１６」として表現すれば前記Ｄ0は３）（即ち配管径が３／１６インチ）、前記ガス側接続配管８では前記Ｄ0は３（即ち配管径が３／８インチ）となる。
　このように、本実施例では、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の液側接続配管７として、１／８インチよりも太い３／１６インチを使用しているので、冷凍サイクル装置の信頼性を低下させず、また冷凍空調機器の性能も低下させずに、前記接続配管７，８の管外径を細くすることができる。これにより、銅管の使用量の削減や施工時の接続配管の施工性を向上でき、また低ＧＷＰの冷媒Ｒ３２を使用しているので、地球温暖化防止に効果のある冷凍サイクル装置を得ることができる。
　なお、図３の例では、定格冷凍能力が３．６ｋＷと５．６ｋＷについて説明しているが、これらの間の定格冷凍能力の冷凍サイクル装置、及び５．６ｋＷを超え７．１ｋＷ未満の定格冷凍能力の冷凍サイクル装置についても、ガス側接続配管径及び液側接続配管径は図３に示すものと同様である。
　以上述べたように、定格冷凍能力が３．６ｋＷを超え７．１ｋＷ未満の冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置では、ガス側接続配管８の管外径としては３／８インチを採用し、液側接続配管７の管外径としては、３／１６インチを採用することが好ましい。
　本発明の冷凍サイクル装置の実施例２を図４、図５により説明する。図４は冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置において、定格冷凍能力に対するＲ４１０Ａ基準の冷媒量比（ＣＯＰが同等となる冷媒量比）を示す線図、図５は冷媒Ｒ４１０ＡとＲ３２を使用した冷凍サイクル装置において、冷媒量を同等とした場合におけるＲ４１０Ａ基準のＣＯＰ比を説明する図で、接続配管径も併せて表示している図である。
　上記実施例１では、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の接続配管７，８の管外径を、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置のそれよりも１ランク細い接続配管を使用しているが、図４により、前記冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置に封入する冷媒量（上限値と下限値）について説明する。
　図４は、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置において、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置と同等のＣＯＰとなる冷媒量比の関係を示しており、横軸は定格冷凍能力、縦軸はＲ４１０Ａの冷媒量を基準とした冷媒量比である。また、この図４は、上述した図２及び図３に示したＣＯＰが同等となる冷媒量比をプロットした線図である。プロットした点を結んだ直線は、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置のＣＯＰと同一とするために必要な冷媒量比の下限値を示している。
　ここで、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の接続配管７，８の管外径は、定格冷凍能力７．１ｋＷ以上では、前記「（Ｄo－１）／８インチ」（例えば、ガス側接続配管径は４／８インチ、液側接続配管径は２／８インチ）に設定され、また、定格冷凍能力７．１ｋＷ未満では、ガス側接続配管８は前記「（Ｄo－１）／８インチ」（例えば、３／８インチ）、液側接続配管７では前記「（Ｄo－１）／１６インチ」（例えば、３／１６インチ）に設定されている。
　定格冷凍能力Ｑｃ[ｋＷ]の冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置に封入する冷媒量をＷ1[ｋｇ]、定格冷凍能力Ｑｃ[ｋＷ]の冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置の冷媒量Ｗ0[ｋｇ]としたとき、前記冷媒量比をＧRとすると、冷媒量比をＧRは次式で定義される。　
　　　ＧR＝Ｗ1／Ｗ0
　また、定格冷凍能力Ｑｃ[ｋＷ]の冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置に封入する冷媒量Ｗ1[ｋｇ]は、次式で表すことができる。　
　　　Ｗ1＝ＧR・Ｗ0
　Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置での接続配管７，８の管外径を前記「（Ｄo－１）／８インチ」に設定する場合は、図４の定格冷凍能力７．１ｋＷ以上における冷媒量比を結んだ直線（太線）に相当し、その冷媒量比ＧRの下限値をＧRmAとすると、図４から、
　　　ＧRmA＝０．０１１Ｑｃ＋０．６０
で表すことができる。従って、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の冷媒量の下限値をＷ1mA[ｋｇ]とすると、
　　　Ｗ1mA＝ＧRmA・Ｗ0＝（０．０１１Ｑｃ＋０．６０）Ｗ0[ｋｇ]
で表すことができる。
　次に、Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置での接続配管７，８の管外径を、ガス側接続配管８では前記「（Ｄo－１）／８インチ」に設定し、液側接続配管７では前記「（Ｄo－１）／１６インチ」に設定する場合は、図４の定格冷凍能力７．１ｋＷ未満における冷媒量比を結んだ直線（細線）に相当し、その冷媒量比の下限値をＧRmBとすると、図４から、
　　　ＧRmB＝０．０３０Ｑｃ＋０．７１
で表すことができる。従って、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の冷媒量の下限値をＷ1mB[ｋｇ]とすると、
　　　Ｗ1mB＝ＧRmB・Ｗ0＝（０．０３０Ｑｃ＋０．７１）Ｗ0[ｋｇ]
で表すことができる。
　以上説明したように、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置での接続配管７，８の管外径を前記「（Ｄo－１）／８インチ」に設定する場合は、冷媒量の下限値を「（０．０１１Ｑｃ＋０．６０）Ｗ0[ｋｇ]」に設定することにより、冷凍サイクル装置の性能低下を生じさせることなく、冷媒を冷媒Ｒ４１０Ａから冷媒Ｒ３２に転換することができる。しかも、冷媒Ｒ４１０Ａ使用の冷凍サイクル装置に比べて冷媒封入量を低減可能な冷凍サイクル装置を得ることが可能になる。
　また、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置での接続配管７，８の管外径を定格冷凍能力によって分ける場合には次のようにする。　
　定格冷凍能力が７．１ｋＷ以上では、接続配管７，８の管外径を前記「（Ｄo－１）／８インチ」に設定し、このときの冷媒量の下限値を「（０．０１１Ｑｃ＋０．６０）Ｗ0[ｋｇ]」に設定する。
　また、定格冷凍能力７．１ｋＷ未満では、ガス側接続配管８では前記「（Ｄo－１）／８インチ」に、液側接続配管７では前記「（Ｄo－１）／１６インチ」に設定する。
　そして、冷媒量の下限値を「（０．０３０Ｑｃ＋０．７１）Ｗ0[ｋｇ]」に設定することで、冷媒を冷媒Ｒ４１０Ａから冷媒Ｒ３２に転換した際に冷凍サイクル装置の性能低下を生じさせることなく、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置に比べて冷媒封入量を低減可能な冷凍サイクル装置を得ることが可能になる。
　図５は冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置と冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置の冷媒量を同一に設定した場合の冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置を基準としたＣＯＰ比を示している。また、この図５には使用される接続配管径も表示されている。
　この図５に示したＣＯＰ比は、前記接続配管７，８の長さが短接続配管（定格冷凍能力３．６ｋＷ及び５．６ｋＷのものでは５ｍ、定格冷凍能力７．１ｋＷ及び１２．５ｋＷのものでは７．５ｍ）に設定された場合のものである。
　この図５から、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置での冷媒量が、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置と同一（冷媒量比１．０）とした場合には、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置のＣＯＰを、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置のＣＯＰに対して同等以上のＣＯＰにすることが可能である。
　以上のことから、接続配管７，８の配管長が、短配管長からチャージレス最大配管長の間において、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置の冷媒封入量よりも少なく設定することができる。また、性能向上を図る場合には、前述した冷媒量の下限値Ｗ1mA、Ｗ1mB以上で、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置の定格冷凍能力Ｑｃ[ｋＷ]と同じ定格冷凍能力の冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置の冷媒量Ｗ0[ｋｇ]未満に設定すると良い。
　なお、この実施例２においても、冷凍サイクル装置は図１に示したものと同様のものを使用しており、特に言及していない部分については実施例１に示したものと同様の構成となっている。
　以上述べたように、本実施例によれば、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置にすると共に、接続配管径を、従来の冷媒Ｒ４１０Ａを使用した冷凍サイクル装置よりも細径に設定するようにしているので、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した従来の冷凍サイクル装置よりも冷凍サイクル内に封入する冷媒量を低減でき、また前記接続配管の材料である銅の使用量も削減することが可能となる。更に、接続配管径を細径にすることにより、銅の使用量の削減だけでなく、冷凍空調機器（冷凍サイクル装置）施工時の接続配管の施工性を向上することもできる。また、低ＧＷＰ冷媒であるＲ３２を使用しているので、地球温暖化防止にも有効である。
　更に、冷媒Ｒ３２を使用した冷凍サイクル装置に封入する冷媒量の範囲を、図４に示した太線或いは細線に基づいて求めた冷媒量より多く、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した従来の冷凍サイクル装置における冷媒封入量よりも少なくすることで、ＣＯＰの高い冷凍サイクル装置を得ることも可能となる。
　このように本実施例によれば、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い冷媒を使用しつつ効率低下を抑制し、しかも接続配管の配管径も小さくすることのできる冷凍サイクル装置を得ることができる効果が得られる。
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。

Claims (7)

  1. 　圧縮機、熱源機側熱交換器、第１の膨張装置、液側接続配管、第２の膨張装置、利用側熱交換器、ガス側接続配管を順次接続して構成されている冷凍サイクル装置において、
    　前記冷凍サイクルに使用する冷媒をＲ３２とし、
    　前記液側接続配管と、前記ガス側接続配管の管外径を、
    　　　（Ｄ0－１）／８インチ
    （ここで、「Ｄ0／８インチ」は冷媒Ｒ４１０Ａを使用した場合の接続配管外径である）とし、且つ前記液接続配管では前記Ｄ0の範囲を「２≦Ｄ0≦４」とし、前記ガス接続配管では前記Ｄ0の範囲を「３≦Ｄ0≦８」とした
    　ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
  2. 　請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、
    　定格冷凍能力が７．１ｋＷから１２．５ｋＷまでの範囲では、前記液接続配管では前記Ｄ0を３（即ち配管径が１／４インチ）、前記ガス接続配管では前記Ｄ0を５（即ち配管径が１／２インチ）とし、
    　定格冷凍能力が３．６ｋＷから７．１ｋＷ未満の範囲では、前記液接続配管では前記Ｄ0を２．５（即ち配管径が３／１６インチ）、前記ガス側接続配管では前記Ｄ0を４（即ち配管径が３／８インチ）とした
    　ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
  3. 　圧縮機、熱源機側熱交換器、第１の膨張装置、液側接続配管、第２の膨張装置、利用側熱交換器、ガス側接続配管を順次接続して構成されている冷凍サイクル装置において、
    　前記冷凍サイクルに使用する冷媒をＲ３２とし、
    　前記液側接続配管と、前記ガス側接続配管の管外径を、
    　　　Ｄ0／８インチ
    とし、且つ前記液接続配管では前記Ｄ0の範囲を「１≦Ｄ0≦３」とし、前記ガス接続配管では前記Ｄ0の範囲を「２≦Ｄ0≦７」とした
    　ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
  4. 　請求項３に記載の冷凍サイクル装置において、
    　定格冷凍能力が７．１ｋＷから１２．５ｋＷまでの範囲では、前記液接続配管では前記Ｄ0を２（即ち配管径が１／４インチ）、前記ガス接続配管では前記Ｄ0を４（即ち配管径が１／２インチ）とし、
    　定格冷凍能力が３．６ｋＷから７．１ｋＷ未満の範囲では、前記液接続配管では前記Ｄ0を１．５（即ち配管径が３／１６インチ）、前記ガス側接続配管では前記Ｄ0を３（即ち配管径が３／８インチ）とした
    　ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
  5. 　請求項１～４の何れかに記載の冷凍サイクル装置において、
    　冷凍サイクル装置への冷媒Ｒ３２の封入量を、冷媒としてＲ４１０Ａを使用し且つ定格冷凍能力が同一で同一仕様の冷凍サイクル装置に封入している冷媒Ｒ４１０Ａの封入量よりも少ない封入量に設定している
    　ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
  6. 　請求項５に記載の冷凍サイクル装置において、
    　冷凍サイクル装置への冷媒Ｒ３２の封入量をＷ1[ｋｇ]、前記冷凍サイクル装置の定格冷凍能力をＱｃ[ｋＷ]、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した同一の定格冷凍能力Ｑｃ[ｋＷ]の冷凍サイクル装置における冷媒封入量をＷ0[ｋｇ]としたとき、前記冷媒Ｒ３２を使用した前記冷凍サイクル装置への前記冷媒封入量Ｗ1を、
    　　　（０．０１１Ｑｃ＋０．６０）Ｗ0≦Ｗ1＜Ｗ0
    の範囲に設定している
    　ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
  7. 　請求項５に記載の冷凍サイクル装置において、
    　冷凍サイクル装置への冷媒Ｒ３２の封入量をＷ1[ｋｇ]、前記冷凍サイクル装置の定格冷凍能力をＱｃ[ｋＷ]、冷媒Ｒ４１０Ａを使用した同一の定格冷凍能力Ｑｃ[ｋＷ]の冷凍サイクル装置における冷媒封入量をＷ0[ｋｇ]としたとき、前記冷媒Ｒ３２を使用した前記冷凍サイクル装置への前記冷媒封入量Ｗ1を、
    　Ｑｃ≧７．１ｋＷでは、
    　　　（０．０１１Ｑｃ＋０．６０）Ｗ0≦Ｗ1＜Ｗ0
    　Ｑｃ＜７．１ｋＷでは、
    　　　（０．０３０Ｑｃ＋０．７１）Ｗ0≦Ｗ1＜Ｗ0
    の範囲に設定している
    　ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
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