[发明专利]制冷设备

说明书

本发明涉及一种用于空调机、冷冻机和类似装置的制冷设备，具体涉及到一种采用了不含氯的混合制冷剂的制冷设备。

传统上把含有氯化物的所谓烃类氟化物制冷剂，例如CFC、HCFC，等等，广泛用作制冷循环中的工作流体，这是由于它们具有优良的热力学性质与稳定性，而成为极其适合用作制冷剂的物质。

例如根据日本专利(公开)公告3-63461号、59-84049号、5-172408号等中所述，已知采用了上述制冷剂的制冷设备可以防止压缩机的过热并取得广范围的工作压力。

含氯化物的烃类氟化物物质由于其稳定性是不分解的，并通过对流而到达平流层。业已发现，这些物质会在天空中的强紫外线作用下分解，分离出与臭氧反应的氯原子，这些氯原子起到破坏臭氧层的作用。已决定完全禁用含氯的烃类氟化物质，来保护具有截止天空中有害于人体紫外线的臭氧层。尽管广泛用于空调机与冷冻机的HCFC-22也是拟禁用的对象，但它与称之为氟里昂的特殊一类制冷剂相比，对臭氧层的破坏较小，因而给予较长的宽限时间。最为重要的是，应在这一宽限期间内开发出替换的制冷剂和适用于这类制冷剂的制冷设备。

当前，例如已研究HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-143a、HFC-152a等不含破坏臭氧层的氯化物的烃类氟化物制冷剂，来取代例如HFC-22之类传统的制冷剂，它们之中的任何一种或是它们之中多种相组合都是值得注意的。正在进行的开发工作是针对这样一种制冷剂，它所具有的性能因素例如制冷能力、效率等等，以及循环状态例如工作压力、温度等等，要与传统制冷剂的相等或接近。这是由于必须允许所替换的制冷剂能按照传统的制冷剂的相同方式处理，以使此新的制冷剂能在已用于传统制冷剂的制造设备和产品规格只作最小限度改变条件下来使用它。

顺便指出，压缩机、循环过程辅助部件以及循环过程控制装置都必须装设成能符合新的制冷剂，以保持住与传统产品性能等价的性能，并在全部时间内使循环过程状态例如工作压力范围、温度等等保持稳定。此外，当采用了不同的制冷剂时，就必须更换冷冻机油以符合新的不同的制冷剂的要求。这就是说，尽管氯具有助于与冷冻机油相匹配的功能，但是新的制冷剂则并未含有会如以上所说破坏臭氧层的氯化物。这样，新的制冷剂与那些主要包括矿物油、烷基苯等并广泛用于传统制冷剂的传统冷冻机油的匹配性便大大降低了，因而新的制冷剂是不能采用传统的冷冻机油的。为了解决这一问题，已开发出能通过乙醚和酯的分子极性来确保这种匹配性的新的冷冻机油。

顺便指出，当采用了新制冷剂的制冷循环中混合有传统的冷冻机油与传统制冷剂中所含的氯气物质时，这种新的制冷剂与新的冷冻机油由于混合就会发生化学变化，而例如用于这种冷却循环中的材料就可能会由于酸的发生而受到侵蚀。

本发明的目的之一在于提供这样一种制冷设备，它在采用新型制冷剂与新型冷冻机油时，能实现例如在性能、工作压力、温度等等方面与传统制冷设备等相同的循环状态，并能在不损害其性能前提下确保其部件的可靠性。

为了实现上述目的，本发明的第一个特点在于提供这样一种制冷设备，它由依序连接压缩机、冷凝器、液体接收器、存储器、膨胀阀与蒸发器而构成一制冷循环，其中将含有至少是R-125与R-143a的混合制冷剂用作此制冷循环的制冷剂，把酯油用作冷冻机油，把液体喷射型涡式压缩机用作此压缩机。

本发明的第二个特点是把按重量计44％的R-125,52％的R-143a和4％的R134a构成的一种三组份混合制冷剂用作制冷循环的制冷剂。

这种液体喷射型涡式压缩机的一个例子经布置成，使冷凝器的下游侧通过一液体喷射管道连接此涡式压缩机，而在此液喷射管道中没有用来控制喷射入压缩机液体数量的装置。

所用的冷冻机油最好包括脂肪酸的酯油且在40℃与100℃的动粘度分别为2-70cst与1-9cst，并在一个分子中至少有两个酯键。此外，可把冷凝器设置成为一热变换器，其管道的直径则小于一构成蒸发器的热交换器的制冷剂管道的直径，用以提高此冷凝器的热交换效率。在液体喷射管道上设置一电子膨胀阀能最为合适的用作液体喷射量的控制装置，同时设置一控制器，通过控制此电子膨胀阀响应压缩机排出侧温度而打开的程度，来调节喷射的液体量。