CN108463676A - 制冷循环装置 - Google Patents
制冷循环装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108463676A CN108463676A CN201780006360.4A CN201780006360A CN108463676A CN 108463676 A CN108463676 A CN 108463676A CN 201780006360 A CN201780006360 A CN 201780006360A CN 108463676 A CN108463676 A CN 108463676A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- refrigerant
- gas
- path
- liquid
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/39—Dispositions with two or more expansion means arranged in series, i.e. multi-stage expansion, on a refrigerant line leading to the same evaporator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
- F25B2313/0272—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using bridge circuits of one-way valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/12—Inflammable refrigerants
- F25B2400/121—Inflammable refrigerants using R1234
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/16—Receivers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/23—Separators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
本发明的空气调节机(1)具备:第1减压部(51),使从冷凝器(4)流出的非共沸混合制冷剂的压力减少至气液二相的状态;气液分离器(11),将减压至气液二相的状态的非共沸混合制冷剂分离为气相及液相;第1路径(121),向蒸发器(6)供给气液分离器(11)中的气相的制冷剂;第2路径(122),使气液分离器(11)中的液相的制冷剂绕行蒸发器(6);中间冷却器(13),通过使在第1路径(121)中流动的制冷剂与在第2路径(122)中流动的制冷剂之间进行热交换来使其冷凝;第2减压部(52),使在第1路径(121)中流动的制冷剂的压力减少;及第3减压部(53),使在第2路径(122)中流动的制冷剂的压力减少。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有封入有非共沸混合制冷剂的制冷剂回路,能够用作能够进行供暖运行的空气调节机或热水器的制冷循环装置。
背景技术
目前,空气调节机或热水器等利用制冷循环的装置中,使用以R410A为代表的HFC(hydrofluorocarbon(氢氟烃))制冷剂,但在为了防止地球温暖化而强化限制的背景下,正在推进GWP(Global-warming potential(全球变暖潜能))低的制冷剂的开发。作为GWP低于R410A(GWP=2090)的制冷剂的候选,有R32(GWP=675)、R1234yf(GWP=4)及R1234ze(E)(GWP=6),自然系制冷剂中有CO2(GWP=1)等。
其中,R32作为制冷剂的性能良好,但GWP比R1234yf和R1234ze(E)高。今后,要求GWP的进一步削减。
与R32相反,R1234yf和R1234ze(E)的GWP良好,但性能比R32和R410A差。
从所要求的GWP和性能、燃烧性等的观点考虑,推进了各种制冷剂的开发,但很难通过单一的制冷剂满足这些要求。因此,提出有以规定比例混合2种以上的制冷剂来使用(例如,专利文献1)。
专利文献1的空气调节机中,以第1制冷剂为80wt%、第2制冷剂为20wt%的混合比使用作为第1制冷剂的R32与作为第2制冷剂的R134a(或R1234yf)。
在此,混合使用如R32与R134a(或R1234yf)那样不同沸点的非共沸制冷剂时,存在温度滑移(Temperature glide、温度梯度)。
就冷凝而言,温度滑移是冷凝开始的温度与冷凝结束的温度之差。冷凝开始温度与冷凝结束温度根据制冷剂而不同,沸点高的R134a先液化,沸点低的R32在之后液化,因此产生温度滑移。关于温度滑移,2种混合制冷剂的情况下,例如为6℃左右,3种混合制冷剂的情况下,例如还可达到13℃左右。很难考虑这种温度滑移来成立制冷循环的运行范围。
专利文献1中,封入于制冷剂回路的R32的浓度高(80wt%),因此温度滑移小。而且,在制冷运行时作为冷凝器发挥功能的热交换器的规定的容积比的位置连接气液分离器,使从富含R1234yf的液体制冷剂分离的富含R134a的饱和蒸汽制冷剂返回冷凝器,经由减压机构向蒸发器引导,由此抑制温度滑移。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开2012-236884号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
GWP低的R1234yf和R1234ze(E)与R32的沸点大不相同,因此若提高R1234yf和R1234ze(E)的混合比例,则温度滑移变大。
若温度滑移大,则供暖等加热用途的运行时,在作为蒸发器发挥功能的室外的热交换器产生结霜。在蒸发器中流动的制冷剂的温度不会成为外部空气温度以上,因此例如外部空气温度为7℃且温度滑移为10℃,则成为蒸发开始温度为冰点以下的温度条件,不可避免地产生向蒸发器的结霜。因此,加热用途的制冷循环装置中,很难降低GWP。
如图7所示,温度滑移的大小根据冷凝及蒸发各自中的R32的浓度而发生变化。图7所示的例子中,在冷凝及蒸发的任一情况中,R32浓度约为20wt%时,温度滑移均最大,并随着R32的浓度变高,温度滑移变小。
专利文献1中,在冷凝器的中途使制冷剂分支并进行气液分离的基础上,使气相返回冷凝器,但由此获得的温度滑移的抑制效果是有限的,与此相比,封入于制冷剂回路的R32的浓度高时,更有助于温度滑移的抑制。专利文献1中,R134a或R1234yf的比例停留在10~20%,因此未能充分降低GWP。
通过以上,本发明的目的在于,提供一种能够提高非共沸混合制冷剂中GWP小的制冷剂的混合比例,而且避免产生结霜,将温度滑移抑制在能够适用于加热用途的程度的制冷循环装置。
用于解决技术课题的手段
本发明是一种制冷循环装置,其封入有非共沸混合制冷剂,具有包含压缩机、第1热交换器、减压部及第2热交换器而构成的制冷剂回路,并能够进行热负载的加热,所述制冷循环装置的特征在于,具备:第1减压部,使从作为第1热交换器及第2热交换器中的任一个的冷凝器流出的非共沸混合制冷剂的压力减少至气液二相的状态;气液分离器,将减压至气液二相的状态的非共沸混合制冷剂分离为气相及液相;第1路径,向作为第1热交换器及第2热交换器中的另一个的蒸发器供给气液分离器中的气相的制冷剂;第2路径,不对蒸发器供给气液分离器中的液相的制冷剂而是使其绕行;中间冷却器,通过使在第1路径中流动的制冷剂与在第2路径中流动的制冷剂之间进行热交换来使其冷凝;第2减压部,使在第1路径中流动的制冷剂的压力减少;及第3减压部,使在第2路径中流动的制冷剂的压力减少。
本发明的制冷循环装置中,优选在第2路径具备:受液器,从气液分离器接收液相;及阀,能够开闭气液分离器及受液器之间的流路或调整在流路中流动的制冷剂的流量。
本发明的制冷循环装置中,优选非共沸混合制冷剂包含作为第1制冷剂的R32和作为第2制冷剂的R1234yf及R1234ze(E)中的至少一个,封入于制冷剂回路的所有非共沸混合制冷剂中的第1制冷剂的浓度为30~70wt%(30wt%以上、70wt%以下)。
本发明的制冷循环装置中,优选非共沸混合制冷剂包含作为第3制冷剂的CO2,封入于制冷剂回路的所有非共沸混合制冷剂中的第3制冷剂的浓度为5wt%以下。
本发明的制冷循环装置优选能够进行热负载的加热及冷却,制冷循环装置具备:切换阀,切换制冷剂回路中的制冷剂流动的方向;桥电路,切换制冷剂回路中的制冷剂流动的方向;及合流路径,使气液分离器中的液相与气液分离器中的气相合流,第3减压部包含使气液分离器中的液相与从蒸发器流出的制冷剂合流的路径而构成。
发明效果
根据本发明,通过对非共沸混合制冷剂进行气液分离,不对蒸发器供给包含大量高沸点的制冷剂(例如,R1234yf)的制冷剂而是使其绕行,由此能够相对于封入于制冷剂回路的混合制冷剂的组成,大幅提高在制冷剂回路中流通的混合制冷剂中的低沸点的制冷剂(例如,R32)的混合比例。由此,能够将温度滑移充分抑制到可充分避免结霜的程度。
根据本发明,在封入于制冷剂回路的混合制冷剂中,能够通过增加作为低GWP的高沸点的制冷剂的混合比例来降低GWP。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的空气调节机(制冷循环装置)的结构的图。
图2是第1实施方式所涉及的制冷循环的p-h线图。
图3是表示第1实施方式的变形例所涉及的空气调节机的结构的图。
图4是表示第2实施方式所涉及的空气调节机的结构的图(供暖运行)。
图5是表示第2实施方式所涉及的空气调节机的结构的图(制冷运行)。
图6是表示第2实施方式所涉及的空气调节机的结构的图(制冷运行:气液分离时)。
图7是表示冷凝的温度滑移与(上段)、蒸发的温度滑移与(下段)的图。
具体实施方式
以下,参考附图,对本发明的实施方式进行说明。
〔第1实施方式〕
图1所示的第1实施方式的空气调节机1是能够将外气作为热源进行室内空气(热负载)的加热即供暖的制冷循环装置。
以下,对空气调节机1进行说明,但以下叙述的结构同样也能够适用于加热作为热负载的水的热水器等制冷循环装置。
空气调节机1具有包含压缩机3、第1热交换器4、减压部5(51~53)及第2热交换器6的制冷剂回路2。制冷剂回路2中包含的各要件通过配管连接。
制冷剂回路2中封入有非共沸混合制冷剂。
压缩机3、减压部5及第2热交换器6构成室外机7。第2热交换器6在通过风扇61送风的外气与制冷剂之间进行热交换。
第1热交换器4构成室内机8。第1热交换器4在通过风扇41送风的室内空气与制冷剂之间进行热交换。
制冷剂回路2中封入有非共沸混合制冷剂。非共沸混合制冷剂以图1中用箭头表示的方向,在制冷剂回路2中循环。
本实施方式的空气调节机1不用于制冷而是仅用于供暖,因此能够省略切换制冷剂的流动方向的四通阀19(切换阀)。与切换制冷剂的流动方向的必要性无关地,共享室外机单元,因此制冷剂回路2包含四通阀19而构成。
空气调节机1进行供暖运行,因此本实施方式中,将第1热交换器4称作冷凝器4,将第2热交换器6称作蒸发器6。
非共沸混合制冷剂混合不同沸点的制冷剂而成,本实施方式的非共沸混合制冷剂包含作为第1制冷剂的R32、作为沸点比R32高的第2制冷剂的R1234yf及作为第3制冷剂的CO2。R32是HFC(hydrofluorocarbon(氢氟烃))制冷剂,R1234yf是HFO(Hydro FluoroOlefin(氢氟烯烃))制冷剂。
封入于制冷剂回路2的所有非共沸混合制冷剂中的R32的混合比例即浓度以重量%浓度计,为30~70wt%。
即,通过采用冷凝压力、体积能力及制冷效果优异的R32,且充分提高GWP小的第2制冷剂(R1234yf)的混合比例,由此担保规定值以下的GWP。作为封入于制冷剂回路2的混合制冷剂的组成,优选第2制冷剂的混合比例比第1制冷剂的混合比例多。
并且,封入于制冷剂回路2的所有非共沸混合制冷剂中的CO2的混合比例即浓度以重量%浓度计,为5wt%以下。通过添加体积能优异的CO2,能够实现压缩机3的小型化。
作为第2制冷剂,还能够使用R1234ze(E)来代替R1234yf。此时,将以下说明中的“R1234yf”替换为“R1234ze(E)”即可。
并且,作为第2制冷剂,还能够使用R1234yf及R1234ze(E)双方。
空气调节机1进行供暖运行期间,在蒸发器6中流动的非共沸混合制冷剂(以下,混合制冷剂)中的R32的混合比例比封入于制冷剂回路2的所有混合制冷剂中的R32的混合比例(例如,40wt%)高。在蒸发器6中流动的混合制冷剂中的R32的混合比例大致为50wt%前后(重量浓度)。
为了如上述那样实现与封入混合比例不同的运行时的混合比例,空气调节机1具备:减压部51~53;气液分离器11;第1路径121,向蒸发器6供给气液分离器11中的气相的制冷剂;第2路径122,不对蒸发器6供给气液分离器11中的液相的制冷剂而是使其绕行;及中间冷却器13(制冷剂间热交换器)。并且,通过气液分离器11对从冷凝器4流出并被减压部51(第1减压部)减压的气液二相的混合制冷剂进行气液分离,使从液相分离的气相通过中间冷却器13与液相进行热交换来冷凝之后向蒸发器6供给,由此从富含R1234yf的液体制冷剂分离的富含R32的制冷剂在蒸发器6中流动。
即,本实施方式的空气调节机1中,通过减少封入于制冷剂回路2的所有混合制冷剂中的R32的混合比例并增加R1234yf的混合比例来担保规定值以下的GWP的同时,通过包含气液分离器11及中间冷却器13的回路10,充分提高运行时在制冷剂回路2中流通的混合制冷剂中的R32的混合比例(表观混合比例)。
如图7中示出温度滑移与R32的混合比例(浓度)之间的关系,在超过作为温度滑移的峰的20wt%的区域,R32的混合比例(浓度)越高,温度滑移越小。
本实施方式中,通过充分提高R32的表观混合比例,蒸发的温度滑移抑制至7.0℃~7.5℃左右。由此,能够避免产生向蒸发器6的结霜。通过冷凝压力、体积能力及制冷效果优异的R32的运行时的混合比例比R1234yf高,空气调节机1的性能也得到提高,还能够有助于小型化。
以下,参考图1及图2,对包含气液分离器11及中间冷却器13的回路10进行说明。图1及图2中,对相对应的位置标注相同的编号((1)、(2)等)。
本实施方式中使用的混合制冷剂中还包含若干量的CO2,但基本不会影响以下说明的回路10的作用,因此省略针对CO2的记载。CO2的沸点比R32及R1234yf低,因此在以下叙述的操作过程中,基本上为气相的状态。
本实施方式中使用的混合制冷剂可不包含CO2而仅由R32与R1234yf构成。
回路10包含构成减压部5的减压部51~53、气液分离器11、受液器110、中间冷却器13而构成。
减压部51~53、气液分离器11、受液器110及中间冷却器13构成室外机7。
减压部51~53均使混合制冷剂节流膨胀。这些减压部51~53分别能够调节节流量。
减压部51位于冷凝器4与气液分离器11之间。该减压部51使从冷凝器4的出口(3)流出的制冷剂减压至成为气液二相的状态的中间压力p1(参考图2)(4)。根据减压部51的节流量,控制供给至气液分离器11的制冷剂的压力(中间压力p1)。根据该中间压力p1,确定气液分离器11中的干燥度。
气液分离器11将经过减压部51的气液二相的制冷剂分离为气相与液相。
通过减压部51减压至气液二相的中间压力p1的混合制冷剂以高沸点的R1234yf比R32更加液化的状态流入气液分离器11。
所流入的制冷剂在气液分离器11中,根据与中间压力p1对应的干燥度被气液分离。蓄存在气液分离器11的饱和液(5)中,比R32更多地包含R1234yf。气液分离器11内的液相经由受液器110向中间冷却器13的低温路径13L供给。
气液分离器11中,液相的制冷剂通过第2路径122(绕行路径)绕过蒸发器6。图1及图2中,以虚线表示第2路径122。
受液器110从气液分离器11接收液体制冷剂并储存。在受液器110内超过规定的液位的液体制冷剂向中间冷却器13的低温路径13L流入。为了储存富含R1234yf的液体制冷剂,增加在蒸发器6中流动的混合制冷剂中的R32的混合比例,优选在第2路径122具备受液器110。
气液分离器11内的气液分离情况根据与中间压力p1对应的干燥度确定。本实施方式中,不对蒸发器6供给富含R1234yf的液体制冷剂而是使其绕行,仅使与该液相分离的富含R32的制冷剂流入蒸发器6,由此使在蒸发器6中流动的混合制冷剂中的R32的混合比例比实际的混合比例(封入于制冷剂回路2的所有混合制冷剂中的R32的混合比例)高。
其中,由于封入于制冷剂回路2的所有混合制冷剂中的R1234yf的混合比例高,因此通过分离主要包含R1234yf的液体制冷剂并使其绕过蒸发器6,能够大幅提高流入蒸发器6的混合制冷剂中的R32的混合比例,并相应地减小温度滑移。
本实施方式中,通过减压部51适当控制确定气液分离器11的干燥度的中间压力p1,能够提高R32的表观混合比例来使温度滑移充分小。
作为气液分离器11,能够使用公知的适当的方式的气液分离器。例如,能够采用:通过在储罐内将制冷剂设为静置状态,根据比重的不同(密度差)分离气相与液相的重力分离式;对制冷剂赋予回旋的流动来离心分离气相与液相的方式;及在设置于流路内周部的蛇纹管保持液体的表面张力式等。
从使室外机7小型化的观点考虑,优选离心分离式及表面张力式。
通过气液分离器11与液相分离的气相(6)通过中间冷却器13的高温路径13H,供给至蒸发器6。
中间冷却器13具备流动有气相的高温路径13H及流动有液相的低温路径13L。高温路径13H相当于向蒸发器6供给气液分离器11中的气相的第1路径121的一部分。低温路径13L相当于不向蒸发器6供给气液分离器11中的液相而是使其绕行的第2路径122的一部分。
中间冷却器13使在高温路径13H中流动的气相与在低温路径13L中流动的液相之间进行热交换。通过热交换,高温路径13H的气相向低温路径13L的液相散热而被冷凝。已冷凝的制冷剂流入蒸发器6,通过与外气的热交换气化之后,才能够使通过潜热获得能量变化的制冷循环成立。
优选从气液分离器11流出的气相通过中间冷却器13冷凝至饱和液(7)。
减压部52(第2减压部)在第1路径121中,位于中间冷却器13的高温路径13H与比其更靠下游的蒸发器6之间。从高温路径13H流出的制冷剂根据减压部52的节流量,减压至作为蒸发开始的压力的蒸发压力p2(8),流入蒸发器6。如上述,所流入的是富含R32的混合制冷剂。在蒸发器6中流动的混合制冷剂通过从外气吸热而蒸发(9)。
另一方面,流出中间冷却器13的低温路径13L的液相通过位于第2路径122的减压部53(第3减压部)减压(10)之后,与从高温路径13H的气相吸热的量相应的量蒸发。第2路径122连接于流动有从蒸发器6的出口流出的低压制冷剂的路径(11)。受到该低压制冷剂的影响,在比减压部53更靠下游侧,制冷剂一边蒸发一边向下游侧流动。
图2中,作为一例,示意地示出了空气调节机1的p-h线图。参考图2,对制冷剂回路2的作用进行说明。
从压缩机3吐出的高温高压的制冷剂(1)向冷凝器4流入(2)。通过冷凝器4向室内空气散热而冷凝的制冷剂(3)通过减压部51减压至中间压力p1,从而成为气液二相的状态(4),通过气液分离器11被气液分离(5)·(6)。
通过气液分离器11与液相(5)分离的富含R32的气相(6)通过中间冷却器13与液相(5)进行热交换,由此被冷凝(7)。而且,通过减压部52减压至蒸发压力p2之后(8),流入蒸发器6。在蒸发器6中流动的混合制冷剂中的R32的混合比例高,因此蒸发开始温度与蒸发结束温度的温度滑移小。通过蒸发器6蒸发的气体制冷剂(9)向压缩机3供给。
另一方面,液相(5)在经过受液器110之后,通过减压部53减压(10),而且,经过中间冷却器13朝向第2路径122的终端(11),一边蒸发一边向下游侧流动。
根据本实施方式,气液分离为富含R1234yf的液体制冷剂与富含R32的气体制冷剂,不对蒸发器6供给富含R1234yf的制冷剂而是使其绕行,由此能够将R32的混合比例提高至从封入于制冷剂回路2的混合制冷剂的组成逆转的程度来使其向蒸发器6流入。由此,温度滑移得到抑制,因此能够避免向蒸发器6的结霜。
并且,从蒸发器6经过压缩机3流入冷凝器4的混合制冷剂的组成也富含R32,因此还能够抑制冷凝的温度滑移。
通过以上,能够使空气调节机1的运行范围遍及较宽的运行范围而成立。
根据本实施方式的空气调节机1,封入于制冷剂回路2的非共沸混合制冷剂中,作为低GWP的R1234yf的混合比例高,因此能够实现小于300的GWP。
气液分离的情况取决于与中间压力p1对应的气液分离器11的干燥度,因此通过根据减压部51的节流量控制中间压力p1,能够控制气液分离情况。中间压力p1例如优选控制成干燥度成为0.3~0.5的范围内。为了使制冷循环正常成立,例如能够将干燥度的下限确定为0.1。
优选考虑能量的收支,设定通过气液分离器11分支的液相(5)与气相(6)的流量。例如,气液分离器11的干燥度为0.5时,以使液相与气相的流量相等(1∶1)的方式,调整第2减压部51及第3减压部52各自的节流量即可。
〔第1实施方式的变形例〕
图3所示的空气调节机1中,在第2路径122具备:受液器110;及阀14,开闭气液分离器11与受液器110之间的流路11A。
如已在第1实施方式中说明,若使气液分离器11的气相流入蒸发器6,并使气液分离器11的液相绕行的同时运行,则受液器110中的液位增加。
能够利用均位于第2路径122的受液器110及阀14,进行如以下叙述那样的控制。
在受液器110内储存有液体制冷剂的适当的时机,关闭阀14,停止从气液分离器11向受液器110的液体接收。此时,开放减压部53(开度为全开)。
若在该状态下继续运行,则以被拉至连接有第2路径122的终端(11)的路径的低压的方式,受液器110内的液体制冷剂朝向终端(11),一边蒸发一边向下游侧流动。此时,主要是低沸点的R32蒸发,从第2路径122的终端(11)放出。被放出的富含R32的制冷剂向压缩机3吸入,并在制冷剂回路2循环,由此R32的运行时的混合比例得到提高。
随着富含R32的制冷剂的放出,在第2路径122内,R1234yf被浓缩。
根据以上叙述的控制,能够从通过气液分离器11与富含R32的气相分离的富含R1234yf的液体制冷剂,进一步提取富含R32的制冷剂来向制冷剂回路2放出,因此能够更进一步增加R32的运行时的混合比例。
以上叙述的R32放出控制能够以规定的频度反复进行。若R32放出的运行模式结束,则能够打开阀14,并且设定减压部53的节流量,过渡到与第1实施方式中的说明相同的通常运行模式。
另外,可如下,即,检测受液器110内的液位,若储存为规定的开始液位以上,则开始R32放出运行模式,若受液器110内的液位低于规定的结束液位,则结束R32放出运行模式。
还容许代替阀14,使用能够变更在气液分离器11与受液器110之间的流路11A中流动的制冷剂的流量的流量调整阀,进行相同的控制。
即,代替打开阀14,通过流量调整阀增加流路11A的流量,代替关闭阀14,通过流量调整阀减少流路11A的流量即可。
〔第2实施方式〕
接着,参考图4至图6,对第2实施方式进行说明。
第2实施方式所涉及的空气调节机9能够将外气作为热源进行室内空气(热负载)的加热及冷却。即,空气调节机9兼用于制冷用途与供暖用途。
图4至图6表示相同的空气调节机9所具备的结构。
空气调节机9中,通过四通阀19切换制冷剂的流动方向,由此能够进行图4所示的供暖运行与图5及图6所示的制冷运行。
供暖运行时(图4),第1热交换器4作为冷凝器发挥功能,第2热交换器6作为蒸发器发挥功能。
制冷运行时(图5及图6),第1热交换器4作为蒸发器发挥功能,第2热交换器6作为冷凝器发挥功能。
图4至图6中,以实线表示压缩机3的吐出口至蒸发器的入口的路径,以双点划线表示蒸发器的出口至压缩机3的吸入口的路径。
以下,以第2实施方式的空气调节机9与第1实施方式的空气调节机1不同的事项为中心进行说明。
如图4所示,空气调节机9中,代替节流膨胀的第1实施方式的减压部53,具备:绕行区间15A(以虚线表示),导入通过气液分离器11与气相分离的液相;及开闭阀151,开闭绕行区间15A。
绕行区间15A的终端连接于从蒸发器6流出并朝向压缩机3的路径15B。绕行区间15A相当于减少制冷剂的压力的第3减压部。
通过绕行区间15A及路径15B,构成不对蒸发器6供给气液分离器11中的液相而是使其绕行的第2路径122。
并且,空气调节机9不仅在供暖运行时,在制冷运行时,也根据需要,进行将从冷凝器(4、6)流出的制冷剂减压至气液二相的状态之后进行气液分离,使富含R32的制冷剂流入蒸发器(6、4)的处理。
空气调节机9具备桥电路16,以使该处理在供暖运行时及制冷运行时均成立。
桥电路16由将制冷剂的流动方向确定为一方向的4个止回阀161~164构成。
(供暖运行)
参考图4,对供暖运行进行说明。
供暖运行时,打开开闭阀151,预先开通绕行区间15A。
并且,预先关闭为了在制冷运行中不进行气液分离的情况而在受液器110中准备的合流路径17的开闭阀171。合流路径17连结受液器110内与抽取气液分离器11内的气相的第1路径121。
另外,图4至图6中,用黑色表示关闭的阀。
从冷凝器4流出的制冷剂通过减压部51减压至气液二相的中间压力,通过桥电路16的止回阀161向气液分离器11流入。气液分离器11内的液相经由受液器110向绕行区间15A流入,通过在连接于绕行区间15A的终端的路径15B中流动的低压制冷剂的影响而被减压,与在路径15B中流动的制冷剂合流。并且,在路径15B中一边蒸发一边朝向压缩机3流动。路径15B包含中间冷却器13的低温路径13L。
在气液分离器11中与液相分离的气相在中间冷却器13的高温路径13H中流动,与在低温路径13L中流动的制冷剂进行热交换,由此冷凝。并且,通过桥电路16的止回阀163,通过减压部52减压之后向蒸发器6流入。
(制冷运行)
接着,参考图5及图6,对制冷运行进行说明。
关于制冷运行时,制冷循环的方向与供暖运行时相反,因此将第1热交换器4称作蒸发器4,将第2热交换器6称作冷凝器6。
随此,减压部51及减压部52各自的功能与供暖运行时调换。
制冷运行时,减压部52相当于使从冷凝器6流出的制冷剂的压力减少至气液二相的状态的第1减压部,减压部51相当于使与液相气液分离而在第1路径121中流动的制冷剂的压力减少至蒸发器4的入口的压力的第2减压部。
制冷运行时,在蒸发器4中流动的制冷剂与热负载(室内空气)之间的温度差小,因此仅在由于与温度滑移的关系而有可能产生结霜的情况下,进行提高R32的表观混合比例的处理来抑制温度滑移。
在此,通过传感器18检测出的室内空气的温度低于规定值时,进行抑制温度滑移的处理(图6),室内空气的温度为规定值以上时,不进行该处理(图5)。另外,还检测在蒸发器4中流动的制冷剂的温度,还能够根据该温度与室内空气的检测温度之差,判定是否进行抑制温度滑移的处理。此外,能够使用适当的判定基准。
首先,参考图5,对在蒸发器4中流动的制冷剂与室内空气的温度差充分大,因此不进行抑制温度滑移的处理的情况进行说明。
此时,关闭绕行区间15A的开闭阀151,打开受液器110中准备的合流路径17的开闭阀171。
气液分离器11中的液相经由受液器110向合流路径17流入,从合流路径17向第1路径121流出。即,从气液分离器11以液相状态流出的制冷剂与从气液分离器11以气相状态流出的制冷剂合流。
另外,若气液分离器11中确保有充分的容量,则受液器110并非必需。
从冷凝器6出口流出,并通过第1减压部(在此为减压部52)减压至中间压力的制冷剂通过桥电路16的止回阀164,向气液分离器11流入。该气液分离器11中,制冷剂暂且分离为液相与气相,但这些液相与气相在之后合流(参考图5的20)。即,无需使气液分离器11中的富含R1234yf的液相绕行,因此与气相一同向蒸发器4供给。所合流的制冷剂一边通过中间冷却器13的高温路径13H,一边与低温路径13L内的制冷剂进行热交换,通过桥电路16的止回阀162,进一步通过第2减压部(在此为减压部51)减压之后,向蒸发器4流入。
接着,参考图6,对进行抑制温度滑移的处理的情况进行说明。
此时,与供暖运行时(图4)相同,打开绕行区间15A的开闭阀151,关闭受液器110中准备的合流路径17的开闭阀171,由此将减压至中间压力的制冷剂分离为气相与液相。
另外,若在制冷运行时也始终进行抑制温度滑移的处理,则无需开闭阀151。
从气液分离器11经由受液器110向绕行区间15A流入的液相通过在路径15B中流动的低压制冷剂的影响而被减压,在路径15B中一边蒸发一边朝向压缩机3流动。
气液分离器11中与液相分离的富含R32的气相通过与从路径15B向低温路径13L流入的制冷剂进行热交换,由此被冷凝。并且,通过第2减压部(减压部51)减压之后,通过桥电路16的止回阀162,向蒸发器4流入。
通过以上,能够提高在制冷剂回路2循环的R32的表观混合比例,因此即使在抑制温度滑移,室内空气与制冷剂温度的温度差大的情况下,也能够避免向蒸发器4的结霜。
与第1实施方式的变形例(图3)同样地,在第2实施方式的供暖运行时(图4)与制冷运行时(图6),均能够进行利用受液器110及阀14,从第2路径122向制冷剂回路2放出富含R32的制冷剂的控制。
除了上述以外,只要不脱离本发明的宗旨,则能够取舍选择上述实施方式中举出的结构,或适当变更为其他结构。
作为本发明中的非共沸混合制冷剂,能够使用不同沸点的适当的制冷剂。封入于制冷剂回路的混合制冷剂中,通过增加作为低GWP的高沸点的制冷剂的混合比例,能够降低GWP。
符号说明
1-空气调节机(制冷循环装置),2-制冷剂回路,3-压缩机,4-第1热交换器,5-减压部,51~53-减压部,6-第2热交换器,7-室外机,8-室内机,9-空气调节机(制冷循环装置),10-回路,11-气液分离器,11A-流路,110-受液器,121-第1路径,122-第2路径,13-中间冷却器,13H-高温路径,13L-低温路径,14-阀,15A-绕行区间(第3减压部、路径),15B-路径,151-开闭阀,16-桥电路,161~164-止回阀,17-合流路径,171-开闭阀,18-传感器,19-四通阀,p1-中间压力,p2-蒸发压力。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(补正后)一种制冷循环装置,其封入有非共沸混合制冷剂,具有包含压缩机、第1热交换器、减压部及第2热交换器而构成的制冷剂回路,并能够进行热负载的加热,所述制冷循环装置的特征在于,具备:
第1减压部,使从作为所述第1热交换器及所述第2热交换器中的任一个的冷凝器流出的所述非共沸混合制冷剂的压力减少至气液二相的状态;
气液分离器,将减压至所述气液二相的状态的所述非共沸混合制冷剂分离为气相及液相;
第1路径,向作为所述第1热交换器及所述第2热交换器中的另一个的蒸发器供给所述气液分离器中的气相的制冷剂;
第2路径,不对所述蒸发器供给所述气液分离器中的液相的制冷剂而是使其绕行;
中间冷却器,通过使在所述第1路径中流动的制冷剂与在所述第2路径中流动的制冷剂之间进行热交换来使其冷凝;
第2减压部,使在所述第1路径中流动的制冷剂的压力减少;及
第3减压部,使在所述第2路径中流动的制冷剂的压力减少,
所述第2路径具备:
受液器,从所述气液分离器接收液相;及
阀,能够开闭所述气液分离器及所述受液器之间的流路或调整在所述流路中流动的制冷剂的流量。
2.(删除)
3.(补正后)根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述非共沸混合制冷剂包含作为第1制冷剂的R32和作为第2制冷剂的R1234yf及R1234ze(E)中的至少一个,
封入于所述制冷剂回路的所有所述非共沸混合制冷剂中的所述第1制冷剂的浓度为30~70wt%。。
4.根据权利要求3所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述非共沸混合制冷剂包含作为第3制冷剂的CO2,
封入于所述制冷剂回路的所有所述非共沸混合制冷剂中的所述第3制冷剂的浓度为5wt%以下。
5.(补正后)根据权利要求1、3、4中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
能够进行所述热负载的加热及冷却,
所述制冷循环装置具备:
切换阀,切换所述制冷剂回路中的制冷剂流动的方向;
桥电路,切换所述制冷剂回路中的制冷剂流动的方向;及
合流路径,使所述气液分离器中的液相与所述气液分离器中的气相合流,
第3减压部包含使所述气液分离器中的液相与从所述蒸发器流出的制冷剂合流的路径而构成。
Claims (5)
1.一种制冷循环装置,其封入有非共沸混合制冷剂,具有包含压缩机、第1热交换器、减压部及第2热交换器而构成的制冷剂回路,并能够进行热负载的加热,所述制冷循环装置的特征在于,具备:
第1减压部,使从作为所述第1热交换器及所述第2热交换器中的任一个的冷凝器流出的所述非共沸混合制冷剂的压力减少至气液二相的状态;
气液分离器,将减压至所述气液二相的状态的所述非共沸混合制冷剂分离为气相及液相;
第1路径,向作为所述第1热交换器及所述第2热交换器中的另一个的蒸发器供给所述气液分离器中的气相的制冷剂;
第2路径,不对所述蒸发器供给所述气液分离器中的液相的制冷剂而是使其绕行;
中间冷却器,通过使在所述第1路径中流动的制冷剂与在所述第2路径中流动的制冷剂之间进行热交换来使其冷凝;
第2减压部,使在所述第1路径中流动的制冷剂的压力减少;及
第3减压部,使在所述第2路径中流动的制冷剂的压力减少。
2.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
在所述第2路径具备:
受液器,从所述气液分离器接收液相;及
阀,能够开闭所述气液分离器及所述受液器之间的流路或调整在所述流路中流动的制冷剂的流量。
3.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述非共沸混合制冷剂包含作为第1制冷剂的R32和作为第2制冷剂的R1234yf及R1234ze(E)中的至少一个,
封入于所述制冷剂回路的所有所述非共沸混合制冷剂中的所述第1制冷剂的浓度为30~70wt%。
4.根据权利要求3所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述非共沸混合制冷剂包含作为第3制冷剂的CO2,
封入于所述制冷剂回路的所有所述非共沸混合制冷剂中的所述第3制冷剂的浓度为5wt%以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
能够进行所述热负载的加热及冷却,
所述制冷循环装置具备:
切换阀,切换所述制冷剂回路中的制冷剂流动的方向;
桥电路,切换所述制冷剂回路中的制冷剂流动的方向;及
合流路径,使所述气液分离器中的液相与所述气液分离器中的气相合流,
第3减压部包含使所述气液分离器中的液相与从所述蒸发器流出的制冷剂合流的路径而构成。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016-061136 | 2016-03-25 | ||
JP2016061136A JP6774769B2 (ja) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | 冷凍サイクル装置 |
PCT/JP2017/011839 WO2017164333A1 (ja) | 2016-03-25 | 2017-03-23 | 冷凍サイクル装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108463676A true CN108463676A (zh) | 2018-08-28 |
CN108463676B CN108463676B (zh) | 2020-06-23 |
Family
ID=59900627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780006360.4A Active CN108463676B (zh) | 2016-03-25 | 2017-03-23 | 制冷循环装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3396273A4 (zh) |
JP (1) | JP6774769B2 (zh) |
CN (1) | CN108463676B (zh) |
AU (1) | AU2017238687B2 (zh) |
WO (1) | WO2017164333A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112955520A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-11 | 科慕埃弗西有限公司 | 包含二氟甲烷、四氟丙烯和二氧化碳的组合物及其用途 |
CN113108503A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-13 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种基于自复叠循环的热泵机组 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW202317734A (zh) * | 2017-10-12 | 2023-05-01 | 美商科慕Fc有限責任公司 | 含二氟甲烷、四氟丙烯和二氧化碳之組合物及其用途 |
TW202321412A (zh) * | 2017-10-12 | 2023-06-01 | 美商科慕Fc有限責任公司 | 含有二氟甲烷、四氟丙烯和二氧化碳的組合物及其用途 |
JP2023136032A (ja) * | 2022-03-16 | 2023-09-29 | 株式会社富士通ゼネラル | 冷凍サイクル装置 |
CN115036543B (zh) * | 2022-06-20 | 2023-11-07 | 潍柴动力股份有限公司 | 氢燃料电池、其控制方法以及控制装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6458964A (en) * | 1987-08-29 | 1989-03-06 | Daikin Ind Ltd | Heat pump system |
CN101665681A (zh) * | 2008-07-30 | 2010-03-10 | 霍尼韦尔国际公司 | 含有二氟甲烷和氟取代的烯烃的组合物 |
CN102066852A (zh) * | 2008-06-16 | 2011-05-18 | 三菱电机株式会社 | 非共沸混合制冷剂及冷冻循环装置 |
CN102523753A (zh) * | 2010-09-08 | 2012-06-27 | 松下电器产业株式会社 | 制冷循环装置 |
WO2015140879A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012236884A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Fujitsu General Ltd | 混合冷媒とそれを用いた空気調和機 |
WO2015140870A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
-
2016
- 2016-03-25 JP JP2016061136A patent/JP6774769B2/ja active Active
-
2017
- 2017-03-23 CN CN201780006360.4A patent/CN108463676B/zh active Active
- 2017-03-23 AU AU2017238687A patent/AU2017238687B2/en active Active
- 2017-03-23 WO PCT/JP2017/011839 patent/WO2017164333A1/ja active Application Filing
- 2017-03-23 EP EP17770373.3A patent/EP3396273A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6458964A (en) * | 1987-08-29 | 1989-03-06 | Daikin Ind Ltd | Heat pump system |
CN102066852A (zh) * | 2008-06-16 | 2011-05-18 | 三菱电机株式会社 | 非共沸混合制冷剂及冷冻循环装置 |
CN101665681A (zh) * | 2008-07-30 | 2010-03-10 | 霍尼韦尔国际公司 | 含有二氟甲烷和氟取代的烯烃的组合物 |
CN102523753A (zh) * | 2010-09-08 | 2012-06-27 | 松下电器产业株式会社 | 制冷循环装置 |
WO2015140879A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112955520A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-11 | 科慕埃弗西有限公司 | 包含二氟甲烷、四氟丙烯和二氧化碳的组合物及其用途 |
CN113108503A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-13 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种基于自复叠循环的热泵机组 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2017238687A1 (en) | 2018-07-19 |
AU2017238687B2 (en) | 2019-07-18 |
JP2017172908A (ja) | 2017-09-28 |
WO2017164333A1 (ja) | 2017-09-28 |
EP3396273A4 (en) | 2019-01-23 |
CN108463676B (zh) | 2020-06-23 |
EP3396273A1 (en) | 2018-10-31 |
JP6774769B2 (ja) | 2020-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108463676A (zh) | 制冷循环装置 | |
CN106104172B (zh) | 制冷循环装置 | |
EP3121532B1 (en) | Refrigeration cycle apparatus | |
CN105247302B (zh) | 空调装置 | |
JP5995990B2 (ja) | 冷凍装置 | |
WO2014030236A1 (ja) | 冷凍装置 | |
JPWO2013080244A1 (ja) | 冷凍空調装置 | |
JP5990972B2 (ja) | 空気調和機 | |
CN103733005B (zh) | 空调装置 | |
JP6524115B2 (ja) | 固液分離システム | |
JP2013002737A (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
CN105972864A (zh) | 一种浓度可调的非共沸混合工质热泵空调系统 | |
JP5990973B2 (ja) | 空気調和機 | |
JP4042064B2 (ja) | 非共沸混合冷媒を用いる冷凍サイクル装置 | |
JP4000509B2 (ja) | 非共沸混合冷媒を用いる冷凍サイクル装置 | |
JP3804601B2 (ja) | 非共沸混合冷媒を用いる冷凍サイクル装置 | |
JP6958769B1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
EP4317839A1 (en) | Refrigeration cycle device | |
JP2015140980A (ja) | 冷凍装置 | |
JP2015129609A (ja) | 冷凍装置 | |
WO2021014525A1 (ja) | 空気調和装置および室外機 | |
JP4238943B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP2010156502A (ja) | 冷凍装置 | |
JPH04263747A (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP2006177581A (ja) | 非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |