CN102374168A

CN102374168A - 碳氢制冷剂旋转式压缩机

Info

Publication number: CN102374168A
Application number: CN2010105665944A
Authority: CN
Inventors: 陈振华
Original assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Current assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-03-14

Abstract

一种碳氢制冷剂旋转式压缩机，该压缩机内部封装有润滑油，在绝对压力为1.5～2.55MPa及温度为47～80℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有1％＜A≤28％。在绝对压力为1.6MPa及温度为55℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤22％。在绝对压力为1.6MPa及温度为50℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤23％。本发明所采用的润滑油具有与碳氢制冷剂互溶性不高、溶解度低、可减少压缩机壳体内的润滑油中所溶解的碳氢制冷剂的质量、提高碳氢空调系统的安全性、适用范围广的特点。

Description

碳氢制冷剂旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及一种旋转式压缩机，特别是一种碳氢制冷剂旋转式压缩机。

背景技术

R22制冷剂已被”蒙特利尔议定”书列为限期逐步淘汰的制冷剂。欧洲、日本早已开始转向R410A制冷剂替代，美国也将于2010年禁止R22在新的制冷产品中使用。中国也加快了R22淘汰的步伐，将于2013年冻结在2009～2010年的平均水平，2015年要达到削减基线水平的10％的要求。而国内一些主要品牌也开始推出R410A作为制冷剂的环保空调。然而R410A的GWP值比R22还大，“京都议定书”已将R410A列为受控排放的温室效应气体，所有R410A绝不是长远的替代方案。

作为HCFC(如R22)，HFC(如R410A，R407C))的替代制冷剂，现碳氢制冷剂最为业界关注。但是，将碳氢制冷剂用于空调器系统时，存在一个很重要的课题，就是其具有高可燃性，因此，必须限制碳氢空调器系统的制冷剂封入量。也就是说，有必要采取措施，以减少压缩机壳体内的制冷剂含量，从而使得空调器整机系统的制冷剂封入量也得以减少。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种封装在压缩机壳体内的润滑油与碳氢制冷剂互溶性不高、溶解度低、可减少壳体内的润滑油中所溶解的碳氢制冷剂的质量、提高碳氢空调系统的安全性、适用范围广的碳氢制冷剂旋转式压缩机，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种碳氢制冷剂旋转式压缩机，该压缩机内部封装有润滑油，其特征是在绝对压力为1.5～2.55MPa及温度为47～80℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有1％＜A≤28％。

在绝对压力为1.6MPa及温度为55℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤22％。

在绝对压力为1.6MPa及温度为50℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤23％。

在绝对压力为1.5MPa及温度为50℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤21％。

在绝对压力为1.5MPa及温度为47℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤23％。

在绝对压力为1.9MPa及温度为80℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有1％＜A≤10％。

在绝对压力为2.55MPa及温度为70℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤28％。

在绝对压力为2.45MPa及温度为70℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤24％。

所述润滑油为矿物油、酯类油和聚醚类油中的任意一种，或任意二种以上的组合。

所述碳氢制冷剂是R290或R1270。

本发明采用与碳氢制冷剂互溶性不高且溶解度比较低的润滑油，可减少旋转式压缩机的壳体内封装的润滑油中所溶解的碳氢制冷剂的质量，从而减少旋转式压缩的机壳体内的碳氢制冷剂含量，使得整个空调系统或冷冻系统的碳氢制冷剂的封入量下降，提高了碳氢空调系统或冷冻系统的安全性，使得碳氢空调系统或冷冻系统的碳氢制冷剂封入量更好地满足现时的法规要求。同时，可在满足碳氢制冷剂封入量的法规要求的前提下，通过增加碳氢制冷剂封入量而进一步提高碳氢空调系统或冷冻系统的性能。

本发明所采用的润滑油具有与碳氢制冷剂互溶性不高、溶解度低、可减少压缩机壳体内的润滑油中所溶解的碳氢制冷剂的质量、碳氢空调系统的安全性高、适用范围广的特点。

附图说明

图1为本发明一实施例中不同R290制冷剂封入量对空调器制冷量的影响图。

图2为不同R290制冷剂封入量对空调器能效的影响图。

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。

由于丙烷R290或丙烯R1270等碳氢制冷剂对臭氧层的破坏系数是0，全球变暖系数GWP值很低，故基本可以忽略，是长远的替代物。然而，根据美国国家标准/美国供暖制冷空调工程师学会标准ANSI/ASHRAE 34《制冷剂编号方法和安全性分类》中，丙烷R290和丙烯R1270等碳氢制冷剂的安全性分类，被定义为A3级制冷剂，即为低毒性、高可燃性制冷剂。

国际上，为了更好地推广可燃性碳氢制冷剂的应用，已经出台了相关安全法规去指导碳氢制冷剂的安全应用，例如IEC 60335-2-40(2005)标准，以及BS EN 378(2008)标准。其原因在于，如果房间内所含有的可燃性碳氢制冷剂的浓度达到了碳氢制冷剂本身的最低燃烧极限LFL时，其一旦遇上点火源，就会发生燃烧！

以上两份标准，对不同空间大小的房间内，使用可燃性碳氢制冷剂的空调系统的碳氢制冷剂封入量的上限，进行了限制。该两份标准的限制规定均相同。

使得就算空调系统内的可燃性碳氢制冷剂全部泄漏到房间里，也达不到碳氢制冷剂本身的最低燃烧极限，而不会发生燃烧的危险。而这个碳氢制冷剂允许最大封入量是这样规定的：

m_max＝2.5×(LFL)^(5/4)×h₀×(A)^1/2 公式一，

在公式一中：m_max为设备的碳氢制冷剂允许最大封入量，

A为房间面积，

LFL：最低燃烧极限，

h₀：设备安装高度；

由此得出，使用丙烷R290制冷剂的空调器，在不同面积的房间里使用时，空调器的最大制冷剂封入量如下表一。

表一

为了满足这个制冷剂封入量规定。必须要采取一些措施，例如减少空调器的换热器的内腔容积，减少压缩机的壳体内腔容积等等。

本发明涉及的碳氢制冷剂旋转式压缩机，壳体内设置有压缩组件和电机组件，压缩组件包括气缸、位于气缸内的活塞和滑片、驱动活塞作偏心运转的曲轴、以及用于支撑曲轴的主轴承和副轴承，主轴承和副轴承设置在气缸的两侧，电机组件包括定子和转子，转子与曲轴相接，该压缩机内部封装有润滑油，该润滑油采用与碳氢制冷剂互溶性不高且低溶解度的润滑油，可减少旋转式压缩机的壳体内润滑油中所溶解的碳氢制冷剂的质量，也可以使得整个空调系统的碳氢制冷剂封入量下降。

下面以用于房间面积为15平方米，制冷量1HP，约2500W，安装高度为1.8m，R290制冷剂最大封入量为290g的R290制冷剂空调器所对应的R290制冷剂旋转式压缩机为例子，采用不同的溶解度的润滑油，对旋转式压缩机的壳体内的润滑油中所溶有的R290制冷剂质量的比较，如下表二所示：

表二

其中，序号1所采用的润滑油为与R290制冷剂的溶解度为30％，序号2所采用的润滑油为与R290制冷剂的溶解度为15％。

由上表可见，当采用与R290制冷剂的溶解度为30％的润滑油时，旋转式压缩机的壳体内的润滑油中溶有的R290制冷剂质量多达125.4g，则对于一台最大封入量为290g的R290制冷剂空调器，其中，参与制冷循环的R290制冷剂的质量为290-125.4＝164.6g。

当采用与R290制冷剂的溶解度为15％的润滑油时，旋转式压缩机的壳体内的润滑油中溶有的R290制冷剂质量为62.7g，与溶解度为30％的润滑油比较，旋转式压缩机的壳体内的润滑油中溶有的R290质量可减少125.4-62.7＝62.7g。

因此，在保证参与制冷循环的R290制冷剂的质量为164.6g的前提下，只需总共封入R290制冷剂164.6+62.7＝227.3g，就可以达到采用与R290制冷剂的溶解度为30％的润滑油时相同的制冷或制热量，故整个空调系统的安全性得到了提高。

另一方面，空调器的制冷量以及能效，是与制冷剂的封入量有关系的，见图1-图2，从图中可以发现，在一定的区间范围内，空调器的制冷量以及能效均随着R290制冷剂封入量的增加而增加。于是，将采用与R290制冷剂的溶解度为15％的润滑油和采用与R290制冷剂的溶解度为30％的润滑油比较，在保持空调器的R290制冷剂总封入量都为290g的前提下，采用与R290制冷剂的溶解度为15％的润滑油的空调系统中的参与制冷循环的R290制冷剂的质量将增加62.7g，即为164.6+62.7＝227.3g，因此，整个空调系统的制热或制冷性能得到了提高。

在本发明中，设定了使用碳氢制冷剂，如丙烷R290或丙烯R1270等，的旋转式压缩机所采用的润滑油，在不同的几个工况条件下，润滑油与碳氢制冷剂的溶解度如下表三：

表三

其中，润滑油为矿物油、酯类油和聚醚类油中的任意一种，或任意二种以上的组合。

Claims

1.一种碳氢制冷剂旋转式压缩机，该压缩机内部封装有润滑油，其特征是在绝对压力为1.5～2.55MPa及温度为47～80℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有1％＜A≤28％。

2.根据权利要求1所述的碳氢制冷剂旋转式压缩机，其特征是在绝对压力为1.6MPa及温度为55℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤22％。

3.根据权利要求1所述的碳氢制冷剂旋转式压缩机，其特征是在绝对压力为1.6MPa及温度为50℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤23％。

4.根据权利要求1所述的碳氢制冷剂旋转式压缩机，其特征是在绝对压力为1.5MPa及温度为50℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤21％。

5.根据权利要求1所述的碳氢制冷剂旋转式压缩机，其特征是在绝对压力为1.5MPa及温度为47℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤23％。

6.根据权利要求1所述的碳氢制冷剂旋转式压缩机，其特征是在绝对压力为1.9MPa及温度为80℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有1％＜A≤10％。

7.根据权利要求1所述的碳氢制冷剂旋转式压缩机，其特征是在绝对压力为2.55MPa及温度为70℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤28％。

8.根据权利要求1所述的碳氢制冷剂旋转式压缩机，其特征是在绝对压力为2.45MPa及温度为70℃时，碳氢制冷剂与润滑油的溶解度的质量百分比为A，有2％＜A≤24％。

9.根据权利要求1至8任一所述的碳氢制冷剂旋转式压缩机，其特征是所述润滑油为矿物油、酯类油和聚醚类油中的任意一种，或任意二种以上的组合。