CN103387866A - 制冷装置 - Google Patents

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Abstract

一种制冷装置，包括至少由压缩机、冷凝器、膨胀机构和蒸发器构成的制冷循环，该制冷循环内充注有R32制冷剂和冷冻机油，冷冻机油由第一多元醇酯和第二多元醇酯混合而成，第一多元醇酯满足通式一，第二多元醇酯满足通式二。第一多元醇酯与R32制冷剂的二层分离温度在-10℃以下，第二多元醇酯与R32制冷剂的二层分离温度在-10℃以上。第一多元醇酯由季戊四醇和脂肪酸化合而成，且脂肪酸满足：CnH2n+1COOH，n≤9。第二多元醇酯由季戊四醇和脂肪酸化合而成，且脂肪酸满足：CnH2n+1COOH，n≥8。本发明中的冷冻机油与R32制冷剂有着良好的溶解能力，改善了系统的回油性，提高了压缩机的可靠性和系统性能。

Description

制冷装置
技术领域
本发明涉及一种制冷装置。
背景技术
近年来，由于传统的氟利昂R22制冷剂对臭氧层有破坏作用，经由蒙特利尔国际条约规定对R22制冷剂的使用量进行限制并于将来停止使用。另外，随着全球气温变暖，从地球变暖系数GWP考虑，高GWP的R410A制冷剂等最终也会被低GWP的制冷剂所替代。目前业界正在寻找一种环保制冷剂进行开发。R290作为自然系制冷剂，受到业界关注，但由于其具有可燃、可爆和低充注量的要求而被限制其在现阶段的使用。而R32制冷剂作为不含氯的氟化烃类以及地球变暖系数GWP较低的候补制冷剂之一，以其具有环保、能效高和成本低等特点而受到业界的关注，以及以R32为主体的合成制冷剂均被业界所关注。
但是由于R32制冷剂的化学极性非常高，目前现有的矿物油、烷基苯、合成POE油、PVE油等等由于极性比较低，不能很好的与R32制冷剂相溶。如果制冷系统中采用与制冷剂不相溶的冷冻机油，在制冷系统中的蒸发器上容易造成油和制冷剂的分层，冷冻机油不容易回到制冷系统的压缩机内，从而造成压缩机的运动部件缺油，影响压缩机的可靠性。同时，滞留在蒸发器的油又会影响蒸发器的热交换效率，造成制冷系统的效率下降。因此，从制冷系统的性能和压缩机的使用寿命考虑，应选择与R32制冷剂在低温时很好相溶的冷冻机油。
根据化学中“相似相溶”的原理，要想找到与R32制冷剂相溶的油，就要提高油的极性，但是对于冷冻机油，由于极性的增加，往往会造成粘度的下降，影响压缩机的可靠性；因此要保证冷冻机油的极性、又要保证冷冻机油有一定的粘度，是开发R32制冷剂的合适冷冻机油的主要课题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种与R32制冷剂的相溶性好，可以改善系统的回油性，提高压缩机的可靠性和系统性能的制冷装置，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，包括至少由压缩机、冷凝器、膨胀机构和蒸发器构成的制冷循环，该制冷循环内充注有R32制冷剂和冷冻机油，其特征是冷冻机油由第一多元醇酯和第二多元醇酯混合而成，第一多元醇酯满足通式一，第二多元醇酯满足通式二，
Figure BDA00001628672200021
通式一；
Figure BDA00001628672200022
通式二；
其中，R1、R2、R3和R4分别为具有1～9个碳原子的烷基，R1′、R2′、R3′和R4′分别为具有8~16个碳原子的烷基。
所述第一多元醇酯与R32制冷剂的二层分离温度在-10℃以下，第二多元醇酯与R32制冷剂的二层分离温度在-10℃以上。
所述第一多元醇酯由季戊四醇和脂肪酸化合而成，且脂肪酸满足：CnH2n1COOH，n≤9。
所述第二多元醇酯由季戊四醇和脂肪酸化合而成，且脂肪酸满足：CnH2n+1COOH，n≥8。
所述冷冻机油的运动粘度在40℃时为2~100mm2/s。
所谓二层分离温度是指：首先将R32制冷剂和冷冻机油按一定比率混合后得到混合物，然后将混合物封入玻璃压力容器中，接着将玻璃压力容器放入到恒温箱中，混合物从室温逐渐冷却，冷却到一定温度时，混合物从单一混合的溶液开始出现两相分层，将出现两相分层的温度记为该比率下的二层分离温度；通过测定不同的混合比率，就可以得到一条二层分离温度曲线，在这里将最高的分离温度点记为冷冻机油和R32制冷剂的二层分离温度。
本发明采用上述的技术方案后，冷冻机油与R32制冷剂有着良好的溶解能力，保证制冷循环中的冷冻机油回到压缩机，从而改善系统的回油性，提高压缩机的可靠性和系统性能。
附图说明
图1为本发明一实施例的制冷循环示意图。
图2为压缩机的局部剖视结构示意图。
图中：1为压缩机，4为定子，5为转子，6为偏心曲轴，7为压缩机构，8为冷冻机油，9为排气管，10为吸气管，22为冷凝器，23为膨胀机构，24为蒸发器，33为储液器。
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。
实施例一
参见图1-图2，本制冷装置，包括至少由压缩机1、冷凝器22、膨胀机构23和蒸发器24构成的制冷循环，该制冷循环内充注有R32制冷剂和冷冻机油，该冷冻机油由第一多元醇酯和第二多元醇酯混合而成，第一多元醇酯满足通式一，第二多元醇酯满足通式二，
Figure BDA00001628672200031
通式一；
通式二；
其中，R1、R2、R3和R4分别为具有1～9个碳原子的烷基，R1′、R2′、R3′和R4′分别为具有8~16个碳原子的烷基。
第一多元醇酯与R32制冷剂的二层分离温度在-10℃以下，第二多元醇酯与R32制冷剂的二层分离温度在-10℃以上。
第一多元醇酯由季戊四醇和脂肪酸化合而成，且脂肪酸满足：CnH2n+1COOH，n≤9。
第二多元醇酯由季戊四醇和脂肪酸化合而成，且脂肪酸满足：CnH2n+1COOH，n≥8。
冷冻机油的运动粘度在40℃时为2~100mm2/s。
当冷冻机油由第一基础油和第二基础油混合而成，第一基础油采用第一多元醇酯，该第一基础油中的R1~R4均选取含6个碳原子的烷基；第二基础油采用第二多元醇酯，该第二基础油中的R1′~R4′均选取含9个碳原子的烷基。混合后得到的冷冻机油的特性如表1所示。冷冻机油在40℃时的粘度比较低，但二层分离温度也低，相溶性比较好。
表1
  实施例   基础油  粘度（40℃），mm2/s   二层分离温度，℃
  实施例一   第一基础油+第二基础油   32   -30
  实施例二   第三基础油+第四基础油   68   10
实施例二
当冷冻机油由第三基础油和第四基础油混合而成，第三基础油采用第一多元醇酯，该第三基础油中的R1~R4取含6个和9个碳原子的烷基，其中C6和C9的摩尔体积比在50％以上；第四基础油采用采用第二多元醇酯，该第四基础油中的R1′~R4′取含8个和9个碳原子的烷基,其中C8和C9的摩尔体积比在50％以下。混合后得到的冷冻机油的特性如表1所示，冷冻机油在40℃时的粘度为68mm2/s，比实施例一中的粘度有明显提高，但二层分离温度比实施例一要差，二层分离温度达10℃。
其余未述部分见实施例一，不再重复。
表2
Figure BDA00001628672200041
表2是传统冷冻机油和本发明混合油中的单一基础油分别与R32制冷剂的二层分离温度测试结果。其中，C6表示含6个碳的烷基，C8、C9同理。
从表2可以得出，传统冷冻机油一和传统冷冻机油二分别与R32制冷剂的二层分离温度均大于40℃。
通过上面的实施例可以看出，本发明可以通过选取不同的脂肪酸种类，而任意确定冷冻机油的粘度，并通过混合低粘度的基础油和高粘度的基础油而获得理想粘度的冷冻机油。
本发明可以通过选取不同的脂肪酸种类，能得到和R32不同二层分离温度的混合油品。
以上的实施例一和实施例二的基础油是多元醇酯：第一多元醇酯和第二多元醇酯，但是，本发明不仅限于多元醇酯，还可以采用其它合成润滑油和矿物油进行混合而成，也可达到相同或类似的效果。

Claims (5)

1.一种制冷装置，包括至少由压缩机（1）、冷凝器（22）、膨胀机构（23）和蒸发器（24）构成的制冷循环，该制冷循环内充注有R32制冷剂和冷冻机油，其特征是冷冻机油由第一多元醇酯和第二多元醇酯混合而成，第一多元醇酯满足通式一，第二多元醇酯满足通式二，
Figure FDA00001628672100011
通式一；
Figure FDA00001628672100012
通式二；
其中，R1、R2、R3和R4分别为具有1～9个碳原子的烷基，R1′、R2′、R3′和R4′分别为具有8~16个碳原子的烷基。
2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征是所述第一多元醇酯与R32制冷剂的二层分离温度在-10℃以下，第二多元醇酯与R32制冷剂的二层分离温度在-10℃以上。
3.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征是所述第一多元醇酯由季戊四醇和脂肪酸化合而成，且脂肪酸满足：CnH2n+1COOH，n≤9。
4.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征是所述第二多元醇酯由季戊四醇和脂肪酸化合而成，且脂肪酸满足：CnH2n+1COOH，n≥8。
5.根据权利要求1至4任一所述的制冷装置，其特征是所述冷冻机油的运动粘度在40℃时为2~100mm2/s。
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