CN103292506A

CN103292506A - 制冷装置

Info

Publication number: CN103292506A
Application number: CN2012100530738A
Authority: CN
Inventors: 高斌
Original assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Current assignee: Guangdong Midea Toshiba Compressor Corp; Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2013-09-11

Abstract

一种制冷装置，包括依次相接的压缩机、四通阀、高压侧换热器、节流部件和低压侧换热器，在制冷装置中进行制冷循环的制冷剂为碳氢制冷剂R290，制冷装置在中国国家标准GB/T 7725-2004规定的额定制冷条件下的制冷量≥4.8kW，压缩机为壳体内压为低压力的旋转式压缩机。压缩机的壳体内部空间连通低压侧换热器的制冷剂出口与压缩机的吸气口。压缩机的排气口直接与高压侧换热器的制冷剂入口相通。本发明可以有效减少压缩机的内部制冷剂含量，同时也有效的减少了润滑油的封装量，从而提高参与循环的制冷剂质量，保证了系统具有较高的能效和安全性能；其具有结构简单合理、操作灵活、安全程度高、能效比高的特点。

Description

制冷装置

技术领域

本发明涉及一种制冷装置。

背景技术

由于HCFCs制冷剂，如R22，会破坏大气中的臭氧层，故目前广泛使用的R22已被列入限期淘汰的制冷剂范围内；然而作为R22的替代制冷剂，R410A虽然不会破坏臭氧层，但具有甚至比R22更高的GWP值，仍旧会带来全球变暖的问题，并且，“京都议定书”已将R410A列为受控排放的温室效应气体，因此，R410A不会是长久的制冷剂选择。

在制冷剂的替代选择中，自然工质，如碳氢制冷剂R290，具有优秀的环境友好性，受到了业内的关注。然而，碳氢制冷剂R290由于具有高可燃性，在应用于房间空调器制冷系统时，按照IEC 60335-2-40(2005)标准及BS EN 378(2008)标准，均有着严格的封入量限制，对不同空间大小的房间内，使用可燃性碳氢制冷剂的空调器制冷系统的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。使得就算空调器里的可燃性的制冷剂R290全部泄漏到房间里，也达不到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

式中：

m_max设备制冷剂允许最大封入量，

A：房间面积，

LFL：最低燃烧极限，

h₀：设备安装高度。

由此得出，使用制冷剂R290的空调器，在不同的面积房间里使用，空调器的最大制冷剂封入量如下表一所示。

表一

从上面的表一可以看出，这些标准均会限制制冷剂R290的应用，特别是在空调器制冷系统制冷量较大，如在中国国家标准GB/T 7725-2004规定的额定制冷条件下的制冷量≥4.8kW的制冷系统中的应用时，以房间面积为30平方米，制冷量约为4.8kW为例，当空调器的安装高度为最高的2.2m时(当空调器的安装高度低于这个高度时，制冷剂R290的封入量更低，下述的结论会更明显)，制冷剂R290的最大封入量仅为510g。以R290空调器所对应的R290压缩机为例，如下面的表二中所示，在上述的空调器制冷系统对应的510g充注量要求下，采用传统壳体内压为高压力HSS结构压缩机，在GX条件，也就是近似空调器在中国国家标准GB/T 7725-2004规定的额定运转时对应的压缩机的运转条件，和GB-15765-2006中所规定的ASH的条件下，压缩机内部含有的制冷剂质量就分别达到了244g和167g，分别占允许量510g的48％和33％，

表二

根据上面的表二中的计算数值，可以看出由于压缩机内部含有的制冷剂质量大而总的充注量有限，因此会导致参与循环的制冷剂质量流量过小，从而引起空调器制冷系统的制冷量和能效低。如下面的图3中可以看出，R290 空调器制冷系统的能力和能效随着制冷剂循环量的增加呈现明显的上升趋势。下面的表四为分别采用HSS结构和LSS结构压缩机的同一R290空调器在GB制冷条件下的制冷量和COP结果，可以看出，在制冷量约为4.8kW的R290空调器制冷系统中，采用传统的LSS结构压缩机的R290空调器制冷系统制冷量与制冷能效均较采用HSS结构的空调器制冷系统提高较多，效果明显。

表四

并且，在空调器参考GB/T 7725-2004中热泵额定制热条件进行制热运行时，当上述制冷量≥4.8KW的空调器系统中采用HSS结构压缩机时，在制冷剂封入量为限制值510g情况下，由于制冷剂的循环量过低，导致换热器快速结霜，系统无法稳定运转，而采用LSS结构压缩机时，同样的运转条件下，该系统能稳定运转，且制热量测试数值表现良好，具体数据如表五所示。

表五

因此，在IEC 60335-2-40(2005)和BS EN 378(2008)标准规定的充注量要求下，尤其是在GB制冷条件下的制冷量≥4.8kW的R290空调器制冷系统中，有必要通过大幅减少压缩机内的制冷剂含量来提高参与制冷循环的制冷剂质量，以提高制冷量和系统能效，并保证制热稳定运转。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、安全程度高的制冷装置，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种制冷装置，包括依次相接的压缩机、四通阀、高压侧换热器、节流部件和低压侧换热器，在制冷装置中进行制冷循环的制冷剂为碳氢制冷剂R290，制冷装置在中国国家标准GB/T 7725-2004规定的额定制冷条件下的制冷量≥4.8kW，其结构特征是压缩机为壳体内压为低压力的旋转式压缩机。

所述压缩机的壳体内部空间连通低压侧换热器的制冷剂出口与压缩机的吸气口。

所述压缩机的排气口直接与高压侧换热器的制冷剂入口相通。

本发明采用上述的技术方案后，通过在制冷装置中安装壳体内压为低压力结构的旋转式压缩机来解决现今最受关注的替代制冷剂R290在目前的空调器制冷系统应用，特别是在GB制冷条件下制冷量为4.8kW及以上的空调器中应用时出现的难题，即因制冷剂充注量少带来的制冷量和制冷能效低及制热无法稳定运行的问题，来提高制冷剂R290的在空调器制冷系统中的应用范围。

在壳体内压为低压力的旋转式压缩机中，由于壳体内压的压力较低，压缩机内部的制冷剂比容大，从而含有的制冷剂质量要比传统的壳体内压为高压力的压缩机要少的多，通过对传统结构的壳体内压为高压力结构压缩机，也就是HSS结构压缩机，和壳体内压为低压力结构的压缩机，也就是LSS结构压缩机，应用时，压缩机内部含有的制冷剂质量进行计算对比结果可以看出，在GX条件下，也就是近似空调器运转条件下，和GB-15765-2006中所规定的ASH条件下，HSS结构压缩机内部所含有的制冷剂质量要比本发明分别多131g和88g，从而分别占到了空调器允许充注的制冷剂质量的26％和17％，也就是说，采用LSS结构压缩机的制冷系统比采用HSS结构压缩机的系统，在空调运转条件下，相当于多了131g制冷剂参与循环，因此，制冷能力和能效比都将大幅提高，并提高了制热运行的稳定性。

也就是说，在严格限制的制冷剂充注量下，安装有LSS结构的R290制冷系统会因参与循环的制冷剂质量较安装有HSS结构压缩机的制冷系统大幅增加而带来制冷量和能效的大幅提升。因此，在满足IEC 60335-2-40(2005)和BS EN 378(2008)关于制冷剂封入量的限制要求下，特别是在GB制冷条件下制冷能力≥4.8kW的制冷系统的充注量要求下，能够大大提高了制冷剂R290的循环量，从而保证了系统的制冷能力和能效要求，并提高了制热运行的稳定性，使制冷剂R290能应用于制冷能力≥4.8kW的家用空调器制冷系统中成为可能。

本发明可以有效减少压缩机的内部制冷剂含量，同时也有效的减少了润滑油的封装量，从而提高参与循环的制冷剂质量，保证了系统具有较高的能效和安全性能。

本发明具有结构简单合理、操作灵活、安全程度高、能效比高的特点。

附图说明

图1为本发明一实施例结构示意图。

图2为图1中的压缩机的局部剖切示意图。

图3为R290空调器制冷系统的能力和能效随着制冷剂循环量的增加呈现明显的上升趋势图。

图中：1为压缩机，2为四通阀，3为高压侧换热器，4为节流部件，5为低压侧换热器，6为压缩机的电机，A为吸气口，B为排气口。

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1-图2，本制冷装置，包括依次相接的压缩机1、四通阀2、高压侧换热器3、节流部件4和低压侧换热器5，在制冷装置中进行制冷循环的制冷剂为碳氢制冷剂R290，制冷装置在中国国标制冷条件下的制冷量≥4.8kW，压缩机1为壳体内压为低压力的旋转式压缩机。

压缩机1的壳体内部空间连通低压侧换热器5的制冷剂出口与压缩机1的吸气口A。压缩机1的排气口B直接与高压侧换热器3的制冷剂入口相通。

具体的为：压缩机1的排气口B与四通阀2的第四接口d相通，四通阀的第一接口a与高压侧换热器3的制冷剂入口相通，高压侧换热器3的制冷剂出口与节流部件4的一端相通，节流部件4的另一端与低压侧换热器5的制冷剂入口相通，低压侧换热器5的制冷剂出口与四通阀2的第三接口c相通，四通阀的第二接口b与与压缩机1的吸气口A相通。

从低压侧换热器5经过四通阀2返回到压缩机1的低压的制冷剂通过设置在压缩机上的吸气口A被吸入压缩机1的壳体内部空间，于是，电机被低压的制冷剂冷却，低压的制冷剂在壳体内被吸入压缩机构且经过压缩后成为高压高温的制冷剂，该高压高温的制冷剂通过设置在压缩机1的壳体上的排气管B直接排入制冷剂的循环中，高压高温的制冷剂通过四通阀2进入高压侧换热器3中被冷凝降温后，通过节流部件4节流降压后，进入低压侧换热器5蒸发吸热形成制冷循环。

在上述实施例中，仅为带有四通阀的典型技术方案，当然，去掉四通阀也是可以的，并且，增加油分离器也是可以的，这里就不再赘述。

Claims

1.一种制冷装置，包括依次相接的压缩机(1)、四通阀(2)、高压侧换热器(3)、节流部件(4)和低压侧换热器(5)，在制冷装置中进行制冷循环的制冷剂为碳氢制冷剂R290，制冷装置在中国国家标准GB/T 7725-2004规定的额定制冷条件下的制冷量≥4.8kW，其特征是压缩机(1)为壳体内压为低压力的旋转式压缩机。

2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征是所述压缩机(1)的壳体内部空间连通低压侧换热器(5)的制冷剂出口与压缩机(1)的吸气口(A)。

3.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征是所述压缩机(1)的排气口(B)直接与高压侧换热器(3)的制冷剂入口相通。