CN102032620A

CN102032620A - 一种制冷设备

Info

Publication number: CN102032620A
Application number: CN2010105893349A
Authority: CN
Inventors: 魏鹏; 周向阳; 刘智勇; 伍光辉
Original assignee: Guangdong Midea Electric Appliances Co Ltd
Current assignee: Guangdong Midea Electric Appliances Co Ltd
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2011-04-27

Abstract

一种制冷设备，该制冷设备包括通过连接管相连的室内单元和室外单元，其制冷设备中制冷剂为重量百分比在70％以上的R161，室外单元中的室外换热器的内容积Vout与室内单元中的室内换热器的内容积Vin的比值为m，2.1≤m≤2.8。本发明使用R161或R161重量百分比至少为70％的混合工质作为制冷剂，和传统使用R22制冷剂的空调产品相比，不但更加环保，而且以小于R22的最佳冷媒充注量就达到了比R22更高的能效比(COP)，大大减小了冷凝器的内容积和外形尺寸，同时也缩小了整机的外形尺寸；此外，R161的最佳充注量比R22和R410A的最佳充注量相比要小得多，因而没有必要在制冷系统中设置气液分离器(分液贮存器)，在成本方面或产品尺寸方面更有优势。

Description

一种制冷设备

技术领域

本发明涉及一种制冷设备，该设备是一种使用R161(化学式C2H5F)或重量百分比至少有70％的R161的混合工质作为制冷剂的制冷设备。

背景技术

众所周知，制冷剂R22因其ODP值(Ozone Depletion Potential)较高，会破坏大气的臭氧层，对人类生活的地球环境造成损害，因此，基于环保要求，一些对环境没有损害的制冷剂如R410A、R407C和R161等早已经受到人们的关注，其中，R410A和R407C作为R22的替代制冷剂已经得到了广泛应用；但是，由于R410A和R407C本身物性的特点，使用R410A的空调产品与使用R22的空调产品相比，冷凝器的尺寸较大，否则不能保证R410A经过充分换热降温而气化，根据测定，其冷凝器的内容积Vout与蒸发器的内容积Vin之比m(m＝Vout/Vin)在2.3～4.5之间，且其运行压力较高。同理，使用R407C的空调产品也存在这一问题，不但空调产品体积较大，而且成本较高。

R161的全球变暖潜值GWP为R22、R410A或R407C的1/170左右，对于防止全球气候变暖是极其有效的，同时，R161的能效比(COP)比R22稍大。但因为R161具有可燃性，因此在空调行业中，R161作为制冷剂还未广为应用。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、成本低、外形尺寸小、节能环保、使用安全可靠的制冷设备，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种制冷设备，包括通过连接管相连的室内单元和室外单元，其结构特征是制冷设备中制冷剂为重量百分比在70％以上的R161，室外单元中的室外换热器的内容积Vout与室内单元中的室内换热器的内容积Vin的比值为m，2.1≤m≤2.8。通过改变换热器所用传热管的内径，可以实现换热器的内容积变化。

所述室内单元包括室内换热器、电控部件和室内温度传感器装置；室外单元包括依次连接的压缩机、四通阀、室外换热器和节流机构，以及针阀、储液器、电控机构和室外温度传感装置。上述零部件根据制冷剂的特性和整机性要求匹配并连接在一起构成制冷或制热系统。

所述制冷设备中制冷剂含有的R161为100％。或者，所述制冷剂含有含氟制冷剂和/或自然制冷剂；其中，自然制冷剂包括丙烷、丁烷、CO2和/或氨等。

所述室外换热器的内容积Vout与室内换热器的内容积Vin的比值为m，2.1≤m≤2.3。所述室外换热器的内容积Vout与室内换热器的内容积Vin的比值m为2.2。

所述室外换热器的内容积Vout与室内换热器的内容积Vin的比值为m，2.3≤m≤2.8。所述室外换热器的内容积Vout与室内换热器的内容积Vin的比值m为2.4、2.5、2.6或2.7。

本发明使用R161或重量百分比至少有70％的R161的混合工质作为制冷剂，和传统使用R22的空调产品相比，不但更加环保，而且以小于R22的最佳冷媒充注量就达到了比R22更高的能效比(COP)，大大减小了冷凝器的内容积和外形尺寸，同时也缩小了整机的外形尺寸；此外，R161的最佳充注量比R22和R410A的最佳充注量相比要小得多，因而没有必要在制冷系统中设置气液分离器(分液贮存器)，在成本方面或产品尺寸方面更有优势。另外，R161制冷剂和重量百分比至少为70％的R161混合制冷剂的ODP值和GWP值较小，能效较高，是应对全球气候变暖的节能型制冷剂。

附图说明

图1为比较使用R161制冷剂和使用R22或R410A制冷剂时，m(室外换热器内容积Vout与室内换热器的内容积Vin之比)与理论能效比的关系图。

图2为比较使用R161制冷剂和使用R22或R410A制冷剂时，室内换热器内容积百分比与系统制冷能力的关系图。

图3为制冷运行时，比较使用R161、R22和R410A制冷剂能效比值与冷媒量(冷媒回路中的总填充量)的关系图。

图4为制热运行时，比较使用R161、R22和R410A制冷剂能效比值与冷媒量(冷媒回路中的总填充量)的关系图。

图5为本发明原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图5，本制冷设备，包括通过连接管相连的室内单元1和室外单元2；室内单元1包括室内换热器12、电控部件和室内温度传感器装置；室外单元2包括依次连接的压缩机23、四通阀25、室外换热器22和节流机构26、以及针阀27、对制冷剂进行气液分离的储液器24、控制空调动作的电控机构60和室外温度传感装置。制冷设备中制冷剂为R161，制冷剂R161在连接管、室外单元2和室内单元1构成的循环回路中流动；室外单元2中的室外换热器22的内容积Vout与室内单元1中的室内换热器12的内容积Vin的比值为m，2.1≤m≤2.8。

上述制冷设备不仅适用单一的R161作为制冷剂，也适用重量百分比至少为70％的R161和其它工质混合物作为制冷剂。作为和R161混合的工质，可以是含氟制冷剂，也可以是自然制冷剂。包括自然制冷剂中的丙烷、丁烷、CO₂、氨等。而且，R161单一制冷剂和重量百分比至少为70％的R161混合制冷剂分别与现有技术条件的R22等制冷剂相比，其能效比值相当或略高。此外，R161的GWP值为R22或R410A或R407C的1/170左右。

在室内单元1中，设有检测室内环境温度Troom的温度传感器51，检测室内换热器温度Tin的温度传感器52。在室外单元20中，设有检测室外环境温度Tsur的温度传感器53，检测室外换热器器温度Tout的温度传感器54，检测压缩机排气温度Tdis的温度传感器55，以及检测压缩机吸气温度Tsuc的温度传感器56。电控机构60基于这些温度传感器的输出或用户的设定来控制空调的动作。

如图5中实线箭头所示，进行制冷循环时，压缩机23压缩排出的R161依次经过四通阀25、室外换热器22、节流机构26、室内换热器12、针阀27后，最后经四通阀25、储液器24回到压缩机23。

如图5中虚线箭头所示，进行制热循环时，切换四通阀25，压缩机23排出的R161依次经过四通阀25、针阀28、室内换热器12、节流机构26、室外换热器22后，最后经四通阀25、储液器24回到压缩机23。

下面以空调器为例通过图示详细地对本发明进行说明。

以单一使用R161作为制冷剂为例，室外换热器22的内容积Vout与室内换热器12的内容积Vin之比m(m＝Vout/Vin)在2.1≤m≤2.8之间。

如图1中所示，使用R161制冷剂，设定室外换热器22的内容积Vout与室内换热器2的内容积Vin在2.1≤m≤2.8之间的系统，可以得到与使用R22或R410A制冷剂且内容积比在2.3≤m≤4.5之间的系统相当或者略高的能效比值。

结合以下附表1和附表2：

附表1

附表2

考察不同制冷能力：2.6kW，3.5kW，5.1kW，7.2kW下分别使用R161做制冷剂和使用R22或R410A做制冷剂两种系统的能效比值，两种系统的内容积比m的变化对能效比值的影响趋势是相同的，例如，制冷能力为2.6kW时，R161系统在内容比为m＝2.3时的能效比与R22系统的在内容比为m＝2.9时的能效比相同。在上述附表1-2中所示，R161制冷剂的系统的充注量为R22制冷剂系统充注量的56％(重量百分比)。制冷能力的测定方法依据GB/T7725-2004《房间空调器》规定。

参见图2，并基于附表1-2的数据，考察R161系统与R22或R410A系统时制冷能力分别为2.6kW，3.5kW，5.1kW，7.2kW时的室内换热器的容积比率。其中，室内换热器的容积比率用室内换热器的内容积/(室内换热器的内容积+室外换热器的内容积)来定义。由图2可知，使用R161冷媒的系统，其室内换热器容积比率为26.3％-32.3％，使用R22或R410A制冷剂的系统，室内换热器的溶剂比率为18.2％-30.3％。

参见图3和图4，可以看出使用R161制冷剂的系统在制冷循环和制热循环时系统的最佳充注量，比现用R22或R410A系统的最佳充注量低。即：R161系统的最佳充注量在制冷循环时为780g，制热循环时为700g。R22系统的最佳充注量在制冷循环时为1240g，制热循环时为1020g。因此，R161系统与R22的系统相比，在成本和产品尺寸更有利。考察制冷设备的能效比，制冷剂的充注量存在优充注量，但冷媒不同，最高能效比时的质量是不同的。如图3中所示，R410A系统的充注量在1240g时能效比最高，而使用R161的系统，其最佳冷媒量为780g。因此，使用更环保的R161冷媒，具有较高的值，减小冷凝器尺寸在技术上是可行的。

在本文所举实例中以空调机为例，实际中不限于此。本发明可以广泛地运用于用R161作为制冷剂的制冷设备。

Claims

1.一种制冷设备，包括通过连接管相连的室内单元(1)和室外单元(2)，其特征是制冷设备中制冷剂为重量百分比在70％以上的R161，室外单元(2)中的室外换热器(22)的内容积Vout与室内单元(1)中的室内换热器(12)的内容积Vin的比值为m，2.1≤m≤2.8。

2.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征是所述室内单元(1)包括室内换热器(12)、电控部件和室内温度传感器装置；室外单元(2)包括依次连接的压缩机(23)、四通阀(25)、室外换热器(22)和节流机构(26)，以及针阀(27)、储液器(24)、电控机构(60)和室外温度传感装置。

3.根据权利要求2所述的制冷设备，其特征是所述制冷设备中制冷剂含有的R161为100％。

4.根据权利要求2所述的制冷设备，其特征是所述制冷剂含有含氟制冷剂和/或自然制冷剂；其中，自然制冷剂包括丙烷、丁烷、CO2和/或氨。

5.根据权利要求1至4任一项所述的制冷设备，其特征是所述室外换热器(22)的内容积Vout与室内换热器(12)的内容积Vin的比值为m，2.1≤m≤2.3。

6.根据权利要求5所述的制冷设备，其特征是所述室外换热器(22)的内容积Vout与室内换热器(12)的内容积Vin的比值m为2.2。

7.根据权利要求1至4任一项所述的制冷设备，其特征是所述室外换热器(22)的内容积Vout与室内换热器(12)的内容积Vin的比值为m，2.3≤m≤2.8。

8.根据权利要求7所述的制冷设备，其特征是所述室外换热器(22)的内容积Vout与室内换热器(12)的内容积Vin的比值m为2.4、2.5、2.6或2.7。