[发明专利]致冷循环

说明书

本发明涉及一种使用以氟代烃为主要成分的致冷剂的致冷循环。

图3表示一种传统的致冷装置的实例。

按常规来说，正如在“Tribologist”的第35卷，第9号（1990），第621至626页中所述，在设计使用HFC134a（氟代烃）作致冷剂的致冷装置时，致冷剂与冷冻机机油的相溶性是重要特性之一，并使用PAG（聚醚）或酯冷冻机机油。图5示出一个使用HFC134a致冷剂的致冷装置。在图5中，标号1代表用于压缩致冷剂气体的压缩机;2代表用于冷凝从压缩机排出的高压致冷剂气体的冷凝器;3代表毛细管;4代表蒸发器;5代表具有致冷剂流量调节功能的集管;6代表存留在压缩机1内的用于润滑压缩机1的滑动部分及密封压缩室的冷冻机油。PAG6a或酯冷冻机油6b被用作冷冻机油6。

下面将描述工作过程。由压缩机1压缩的致冷剂被排入冷凝器2。大部分用于密封压缩室等的润滑油6a或6b在使用了如高压容器的压缩机内被分离。也就是说，相对于致冷剂来说大约0.5至1.0重量百分比的润滑油6a或6b随致冷剂一起从压缩机1中排出。排出的润滑油6a或6b由于具有与致冷剂的相溶性或溶解性，因此它具有足够的流动性通过冷凝器2、毛细管3、蒸发器4和集管5返回到压缩机1。此外不会出现润滑油从压缩机1内损失的情况，因此能实现正常的润滑。此外，当压缩机1长期停止运转时，存在着致冷剂在所谓的“致冷剂睡眠”中起泡的可能性。

使用HFC134a作致冷剂的传统致冷装置具有上述的结构。用作冷冻机油的聚醚的体电阻率在10⁷到10¹⁰Ω·cm的范围，它的饱和水含量约为25000ppM，而酯冷冻机油具有更好的特性，如其体电阻率在10¹²到10¹⁴Ω·cm范围内，饱和水含量约为1500ppM。然而，与目前的CFC12冷冻机油（特性为：体电阻率10¹⁵Ω·cm，饱和水含量500ppM）相比，它们的电绝缘和吸湿特性较差。电绝缘涉及压缩机的长期可靠性的问题。至于吸湿特性，它是涉及到压缩机的组装部件或整个压缩机的问题，要求使饱和水含量尽可能小，但这样就会给处理带来一些麻烦。

另外还存在在装配致冷装置时需处理如减少致冷循环处于开放状态的时间等生产上的问题。此外，如果大量水分进入致冷循环，则还存在加速形成沉积物或水分冻结以致于封闭毛细管，从而引起冷却不良等问题。

此外，在传统的使用HFC134a作致冷剂的致冷装置中，如果致冷剂有较强的吸湿性能，则会出现下面各种问题：很难避免压缩机部件生锈;致冷空调装置的毛细管或膨胀阀被冰阻塞;水分会加速酯润滑油的水解作用，以致于产生沉积物;水分加速用作电机绝缘材料的聚对苯二甲酸乙二醇酯的水解作用并产生沉积物等等。为了避免这些缺陷，在生产过程中必须比在使用CFC12致冷剂的系统更彻底地排除润滑油中和致冷回路中的水分。为了增加致冷回路内设置的干燥器的除湿能力，存在的问题是需在致冷回路中提供比传统干燥器更大的干燥器。

另外，在传统的致冷系统中，液态致冷剂在压缩机停机时经吸入口回到压缩机容器内，而压缩机内的润滑油在压缩机重新起动时随液态致冷剂一起被带入致冷系统内。由于带入的润滑油与HFC134a致冷剂的相溶性较差，所以带入的润滑油难以返回到压缩机，直到流量值（流速）大于预定值时为止。因此，这就使压缩机产生由于缺少润滑油而造成的故障。

本发明解决了上述问题。本发明的目的是提供一种在电绝缘和吸湿方面性能优越并且冷冻机油能高度可靠地返回到压缩机而不存留在致冷系统内的致冷循环。

按照本发明，在使用以氟代烃（hydrofluorocarbon）为主要成分的致冷剂的致冷循环中，构成致冷循环的致冷剂管设备中的致冷剂管从下侧向上延伸到上侧，所设置的该管的内径不大于当致冷剂在该管内上升时使粘附到致冷剂管的内壁上的润滑油上升，或使致冷剂流速不小于零贯穿流速的值。

按照本发明，在使用以氟代烃为主要成分的致冷剂的致冷循环中，所设计的致冷剂流速不大于零贯穿流速的致冷循环的构成部件应使该构成部件内的致冷剂流动方向为水平方向或向下方向。

按照本发明，在致冷循环中，设置在蒸发器出口的集管（header）被设计成可使致冷剂的流动方向向下，并且集管出口下侧的吸入管插在该集管内。

按照本发明，在致冷循环中，至插在集管内的吸入管的上表面的集管的内部容积应定在即使存留在集管内的冷冻机油的量增加也不会妨碍压缩机运转的程度上。