CN103968618A - 一种空调制冷系统 - Google Patents

Abstract

一种空调制冷系统，高背压的旋转式压缩机的出口和冷凝器的进口相连，冷凝器的出口和回热器的液体进口相连，回热器的液体出口和膨胀阀的进口相连，膨胀阀的出口和蒸发器的进口相连，蒸发器的出口和回热器的气体进口相连，回热器的气体出口和高背压的旋转式压缩机的进口相连；制冷剂首先进入高背压的旋转式压缩机，被压缩成高温高压气体后进入冷凝器，然后被冷凝成中温高压的液体，并向空气排出热量；制冷剂随后流经回热器进入膨胀阀，被节流成为低温低压的气液混合状态，随后制冷剂进入蒸发器，与环境里的空气换热，使空气温度降低，从而达到制冷的效果。本发明提高了效率和稳定性，并且回油较好、毛细管堵塞的可能性减小以及制冷剂的充注量减小。

Description

一种空调制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及带回热器的空调制冷装置。

背景技术

由于CFCs(氟氯烃)和HCFCs(氢氟烃)制冷剂对臭氧层有破坏作用，因此原来在制冷空调领域普遍使用的制冷剂已被淘汰或将逐步被淘汰，现在制冷空调领域中广泛采用的制冷剂有R134a(氟利昂HFC134a)，以及HFC混合物制冷剂R404A、R407C、R410A等，这些制冷剂的分子中含有氢、氟，不含氯，不破坏臭氧层，但具有很高的温室效应，随着地球变暖趋势的日益严重，这些替代制冷剂也面临着淘汰出制冷领域的局面。而碳氢制冷剂，例如R290（丙烷)、R1270(丙烯)对臭氧层完全没有破坏，并且温室效应亦非常小，实属当今最环保的制冷剂。因此，碳氢制冷剂是一种理想的替代制冷工质。

目前国内采用碳氢制冷剂的空调制冷装置一般由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器所组成。在工作时，制冷装置内制冷剂的低压蒸汽被吸入压缩机，压缩为高温高压的蒸汽，然后排至冷凝器。在冷凝器中，室外空气与制冷剂发生热量传递，带走制冷剂放出的热量，制冷剂从高温高压蒸汽变为中温高压液体。中温高压液体制冷剂经过膨胀阀节流进入蒸发器，蒸发并吸取周围空气的热量。随后制冷剂变成低温低压气体流入压缩机。

其中，国内目前在上述系统中所采用的压缩机大部分是活塞式或涡旋式压缩机，压缩机润滑油池处于进气压力下。对于高背压的旋转式压缩机（也称滚动转子压缩机、滚动活塞压缩机），国内采用的较少。

当采用旋转式压缩机时，压缩机的冷冻机油可选用润滑油或合成油，由于合成油成本较高，因此润滑油会优先被选择。国内厂商选择的润滑油的粘度较大，油的运动粘度在40℃时为100cSt左右。在大多数制冷机里，制冷剂与润滑油相互接触是不可避免的。碳氢制冷剂化学性质较稳定，其在润滑油中的溶解度很大。当碳氢制冷剂与润滑油混合时，这种高的溶解度导致润滑油被制冷剂所稀释，使润滑油的粘度急剧下降，这对压缩机的润滑是不利的，并且也会影响润滑油的密封功能，最后造成压缩机的高故障率。制冷剂在润滑油中的溶解度过大，也造成了系统制冷剂的最佳充注量的增大，使制冷剂的使用量增加。溶解度过大也降低了制冷剂的饱和蒸汽压力，会引起单位容积制冷量的下降。

经对现有技术的文献检索发现，中国实用新型专利:CN201438056U，名称:一种采用丙烷作为冷媒的制冷循环系统，该系统是一种采用丙烷作为冷媒的制冷循环系统，涉及冷媒循环制冷系统，在该系统中包括经由管路依次连接的压缩机、换向阀、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，循环系统分为整体式循环系统或分体式循环系统。该实用新型专利的特点是整体式循环系统中的空调室内机、空调室外机及所述管路制成一整体中间不设有连接件，分体式循环系统中的空调室内机与所述循环管路制成一整体中间不设有连接件，并且增加了若干个用于检测冷媒是否有泄露现象的气敏传感器和用于对丙烷泄露状况进行报警的报警器。但是此实用新型专利在所用压缩机的类型和装置中压缩机用润滑油的选取上没有描述。如果采用传统的压缩机和润滑油，系统中仍存在很多技术问题：采用的压缩机大部分是活塞式或涡旋式压缩机，压缩机润滑油池处于进气压力下。当压缩机润滑油池处于进气压力下时，压缩机存在吸汽加热损失，这增大了吸汽有害过热度，降低了制冷量，因此，增加了功率消耗，降低了压缩机的效率。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种空调制冷系统，采用高背压的旋转式压缩机与回热器相结合且使用低粘度润滑油，提高了制冷系统的效率和稳定性，并且使润滑油回油较好、毛细管堵塞的可能性减小以及使制冷剂的充注量减小。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种空调制冷系统，包括高背压的旋转式压缩机1，高背压的旋转式压缩机1的出口和冷凝器2的进口相连，冷凝器2的出口和回热器5的液体进口相连，回热器5的液体出口和膨胀阀3的进口相连，膨胀阀3的出口和蒸发器4的进口相连，蒸发器4的出口和回热器5的气体进口相连，回热器5的气体出口和高背压的旋转式压缩机1的进口相连。

本发明的有益效果：

第一，国内目前在使用碳氢制冷剂的空调装置中所采用的压缩机大部分是活塞式或涡旋式压缩机，压缩机润滑油池处于进气压力下。当压缩机润滑油池处于进气压力下时，压缩机存在吸汽加热损失，这增大了吸汽有害过热度，降低了制冷量，因此，增加了功率消耗，降低了压缩机的效率。本发明使用的是高背压的旋转式压缩机（也称滚动转子压缩机、滚动活塞压缩机），高背压即润滑油池处于排气压力下，这类压缩机吸汽加热损失小，压缩机效率较高。因此，本发明可以使制冷系统的效率得到提高。

第二，本发明在传统空调制冷装置中加入回热器。当采用回热器后，可使润滑油池的过热度提高，减小制冷剂在润滑油中的溶解度，从而防止润滑油粘度的急剧下降。这样就可在制冷系统中使用粘度较小的润滑油，从而解决润滑油回油不好的问题。同时，可以减少系统中制冷剂的充注量，也可减少毛细管堵塞的可能性。

第三，本发明在传统空调制冷装置中加入回热器。当采用回热器后，可使润滑油池的过热度提高，减小制冷剂在润滑油中的溶解度，从而防止润滑油粘度的急剧下降。这样可以解决润滑油粘度下降后所带来的一系列问题，如对压缩机的润滑不利，影响润滑油的密封功能，导致压缩机的高故障率。

第四，当润滑油池过热度较小时，油池温度的小的波动会导致润滑油粘度大的变化，这会导致压缩机工作状态的不稳定。当增加回热器后，可以增加单位制冷量与增强蒸发器换热，而且可以减少无效过热，提高压缩机的吸气温度与润滑油的工作温度，使压缩机在稳定的区域工作，提高了压缩机的可靠性。

附图说明

图1为本发明制冷系统的系统图。

图2是碳氢制冷剂溶解于润滑油后，润滑油的运动粘度与油池过热度的关系曲线的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理做详细叙述。

一种空调制冷系统，包括高背压的旋转式压缩机1，高背压的旋转式压缩机1的出口和冷凝器2的进口相连，冷凝器2的出口和回热器5的液体进口相连，回热器5的液体出口和膨胀阀3的进口相连，膨胀阀3的出口和蒸发器4的进口相连，蒸发器4的出口和回热器5的气体进口相连，回热器5的气体出口和高背压的旋转式压缩机1的进口相连。

本发明的工作原理为：制冷剂首先进入高背压的旋转式压缩机1，被压缩成高温高压气体后进入冷凝器2，然后被冷凝器冷凝成中温高压的液体，并向空气排出热量；制冷剂随后流经回热器5，进入膨胀阀3，被膨胀阀3节流成为低温低压的气液混合状态，随后制冷剂进入蒸发器4，与环境里的空气换热，使空气温度降低，从而达到制冷的效果。随后低温低压的气体制冷剂流经回热器5后，被高背压的旋转式压缩机1压缩机吸入，如此循环。

在回热器5中，从冷凝器2流出的高压液体与蒸发器4的回气发生热交换，使高压液体被冷却变成过冷状态，而低压回气则因吸收了高压液体的热量而变成过热状态。回气的过热可使压缩机中润滑油池处于过热状态，从而达到本发明的有益的效果。

本发明所述制冷系统使用的制冷剂为碳氢制冷剂，包括R290，R600a和R1270。

本发明所述制冷系统使用的润滑油，其运动粘度范围在40℃时为10～60cSt。根据制冷系统的不同，具体选择润滑油时其粘度范围为10～20cSt，20～30cSt，30～40cSt，40～50cSt，50～60cSt。

对于制冷剂与润滑油的互溶性问题，本发明拟从油池过热度的角度来分析。图2是碳氢制冷剂溶解于润滑油后，润滑油的运动粘度与油池过热度的关系曲线的示意图。由图2可看出制冷剂在润滑油中的溶解度与油池的过热度有很大的关系。当油池过热度小时，制冷剂的溶解度就大，油的粘度就小。随着油池过热度的增大，制冷剂的溶解度变小，油的粘度增大。当油池的过热度进一步增加时，油的粘度又慢慢减小，但减小的较缓慢。碳氢制冷剂由于其物性特点，在相同的吸汽过热度情况下，其排气过热度低。排气的过热度低就导致了油池的过热度低，这就导致了制冷剂的大量溶解。

针对润滑油粘度大，回油不好的问题，本发明采用粘度较低的润滑油，其运动粘度范围在40℃时为10-60cSt。

针对制冷剂在润滑油中溶解度大，从而导致润滑油的粘度急剧下降的问题，本发明在传统空调制冷装置中加入回热器。当采用回热器后，从冷凝器流出的高压液体与蒸发器的回气发生热交换，使高压液体被冷却变成过冷状态，而低压回气则因吸收了高压液体的热量而变成过热状态。回气的过热可使压缩机中润滑油池的过热度提高，减小制冷剂在润滑油中的溶解度，从而防止润滑油粘度的急剧下降。

Claims (3)

1.一种空调制冷系统，其特征在于，包括高背压的旋转式压缩机（1），高背压的旋转式压缩机（1）的出口和冷凝器（2）的进口相连，冷凝器（2）的出口和回热器（5）的液体进口相连，回热器（5）的液体出口和膨胀阀（3）的进口相连，膨胀阀（3）的出口和蒸发器（4）的进口相连，蒸发器（4）的出口和回热器（5）的气体进口相连，回热器（5）的气体出口和高背压的旋转式压缩机（1）的进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种空调制冷系统，其特征在于，制冷系统使用的制冷剂为碳氢制冷剂，包括R290，R600a和R1270。

3.根据权利要求1所述的一种空调制冷系统，其特征在于，制冷系统使用的润滑油，其运动粘度范围在40℃时为10～60cSt，具体选择润滑油时其粘度范围为10～20cSt，20～30cSt，30～40cSt，40～50cSt，50～60cSt。