CO2ロータリー2段圧縮コンプレッサ
パナソニックでは、自然界に存在するCO2（二酸化炭素）を冷媒とする、地球環境に優しいCO2ロータリー2段圧縮コンプレッサを開発・商品化しています。
- ～2000年
- 世界初 CO2ロータリ2段圧縮コンプレッサを開発
- 2001年
- CO2コンプレッサ（15F インバータ）を生産開始。（給湯器エコキュート用）
- 2004年
- 自販機・小型ショーケース用 CO2コンプレッサ（15F 定速）を生産開始。
CO2冷却ユニットを生産（自販機用）、アテネオリンピック選手村に設置されました。 - 2005年
- 自販機・小型ショーケース用 CO2コンプレッサ（15F インバータ）を生産開始。（国内自販機用）
CO2ロータリー2段圧縮コンプレッサの特長
自然冷媒CO2で特徴的なのは動作圧が高く差圧が大きいことです。HFC冷媒の約4～10倍あります。
そのため、圧縮機の開発にあたっては
- 耐圧設計
- 摺動部の信頼性
- 高効率化
- 軽量化
に留意する必要があります。
これらの課題を克服するため、CO2冷媒の圧縮を2回に分けて行い、シェルの内部を中間圧とし、これらの問題に有効に対応する世界初のCO2ロータリ2段圧縮機を開発しました。
- 《 高動作圧への対応 》
- 内部中間圧構造 シェル設計圧 11MPa（高圧シェルの場合13MPa以上）
- 《 高差圧への対応 》
- 2段圧縮機構
- 《 高効率化 》
- 2段圧縮機構 圧縮機構寸法の最適化 高効率DCモータ搭載
- 《 小型・軽量化 》
- 内部中間圧構造 シェル設計圧 11MPa（高圧シェルの場合13MPa以上）
- 《 低騒音・低振動 》
- 2段圧縮機構
上図は、当社のロータリ2段圧縮機の構造と冷媒の流れを示しています。
低圧の吸入ガスは、下側の1段目の圧縮機構に導かれて中間圧まで圧縮され、シェルの中に吐出されます。一旦、シェルの外部の配管を経由して、上側の2段圧縮機構へ導入され、さらに圧縮され冷凍サイクルに吐出されます。
特長
- 高動作圧対応： 内部中間圧構造によりシェル設計が容易
- 高差圧対応： 2段圧縮により、差圧の分散や圧縮荷重の分散が可能
- 高効率化： 2段圧縮による漏れの低減、圧縮機構寸法の最適化、高効率のDCブラシレスモータ搭載
- 小型・軽量化： 内部中間圧構造によるシェルの薄肉化、小型集中巻モータ搭載
- 騒音・振動対応： 圧縮機構が180度対向の2気筒構造のため、ツインロータリに近いトルクの平準化を実現
- 給湯機の寒冷地への適性： 内部中間圧構造のため通常のロータリより高温吐出が可能。用途に応じた容積比（2段目/1段目の排除容積比）の選択で、冬場や給湯機の寒冷地への適性に優れる
ロータリー2段圧縮機構の冷蔵・冷凍サイクルへの応用
冷蔵・冷凍機器に、遷臨界CO2冷凍サイクルを適用すると、一般的に理論効率（COP）がHFCより小さくなるといわれています。これに対して、『内部熱交器』と『中間冷却器』の採用が効果的となります。
《 内部熱交換 》
エバポレータ出口配管とガスクーラ出口配管の熱交換により、冷却性能が向上します。
《 中間冷却 》
CO2を1段で圧縮すると、吐出温度がかなり高温となります。ロータリ2段圧縮機構では、中間冷却が可能となりますので、吐出温度の大幅な低減が可能となります。
このように、これまで不得意とされてきた冷蔵・冷凍分野にも、CO2ロータリ2段圧縮コンプレッサは有望なソルーションを提供することが可能となりました。
汎用CO2内蔵冷凍機
独自のCO2冷凍サイクル技術を応用し、汎用内蔵冷凍機を開発しました。
| 応用商品 | L用（冷凍）、M用（冷蔵） 機器、ショーケース、他 | |
|---|---|---|
| 定格出力 | 400／650／900W |  |
| 定格電源 | 230V 50Hz | |
| 適用周囲温度 | 15 ～ 30℃ | |
| 蒸発温度（L用） | -35 ～ -20℃ | |
| 蒸発温度（M用） | -25 ～ -5℃ | |