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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kälte/Klimagerät, das Kältemaschinenöl mit keiner
oder einer extrem niedrigen gegenseitigen Löslichkeit mit einem Kühlmedium
verwendet, um das von einem Kompressor abgegebene Kältemaschinenöl in einen
Kühlmediumkreis
zu dem Kompressor zurückzuführen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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11 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium,
das einen Kühlapparat
als einen herkömmlichen
Typ von Kälte/Klimagerät zeigt,
der beispielsweise in der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr.
HEI 5-157379 offenbart ist. In der Figur ist ein Kompressor mit
der Bezugszahl 1 bezeichnet, mit 2 ein wärmequellenseitiger
Wärmetauscher,
mit 3 ein Dekompressor für ein Kühlmedium als eine kapillare Leitung,
und mit 4 ein benutzerseitiger Wärmetauscher, und diese Komponente
sind durch eine Leitung in Reihe verbunden und bilden einen Kältezyklus.
Die Bezugszahl 5 ist ein Wärmetauscher für einen
Wärmeaustausch
zwischen dem Dekompressor 3 und einem Saugrohr für den Kompressor 1.
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Als
ein Kühlmedium
in diesem Kühlapparat wird
beispielsweise HFC134a verwendet, und als ein Kältemaschinenöl darin
wird beispielsweise auf Alkylbenzol basierendes Öl mit keiner oder extrem geringer
gegenseitiger Löslichkeit
zu HFC134a verwendet.
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Die
folgende Beschreibung erfolgt für
Operationen durch Verwendung eines Druck-Enthalpiediagramms. In
dem Kühlapparat
mit dieser Ausbildung wird Dampf eines Kühlmediums (Punkt A in der Figur)
unter hoher Temperatur und hohem Druck, der durch den Kompressor 1 verdichtet
wurde, durch den wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2 kondensiert,
um ein Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kühlmedium
(Punkt B in der Figur) zu werden mit einer Trockenheit von etwa
0,1 als ein Mengenverhältnis eines
Flüssigphasen-Kühlmediums in dem Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kühlmedium, und wird durch den
Dekompressor 3 dekomprimiert, damit das Kühlmedium
in den benutzerseitigen Wärmetauscher 4 als
ein Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kühlmedium
unter niedriger Temperatur und niedrigem Druck (Punkt C in der Figur)
fließt.
Weiterhin verdampft dieses Kühlmedium
in dem benutzerseitigen Wärmetauscher 4 und
kehrt durch den Wärmetauscher 5 zu
dem Kompressor 1 zurück,
um wieder verdichtet zu werden. Das Kältemaschinenöl, das mit
dem Kühlmedium
aus dem Kompressor 1 ausgegeben wird, zirkuliert durch
einen Kühlmediumkreis zusammen
mit einem Dampfphasen-Kühlmedium sowie
einem Flüssigphasen-Kühlmedium und kehrt zu dem Kompressor 1 zurück. Bei
diesem Typ von Kälte/Klimagerät wird auf
Alkylbenzol basierendes Öl mit
keiner oder extrem geringer gegen seitiger Löslichkeit in einem Kühlmedium,
aber mit ausgezeichneter Schmierfähigkeit und Abriebbeständigkeit
gegenüber
einem Gleitabschnitt in dem Kompressor 1 als Kältemaschinenöl verwendet,
so dass es möglich ist,
ein Kälte/Klimagerät mit hoher
Zuverlässigkeit durch
sichere Rückführung des
Kältemaschinenöls zu dem
Kompressor zu erhalten.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, sind bei dem herkömmlichen Typ von Kälte/Klimagerät Betriebsbedingungen
und Ladebedingungen im Wesentlichen konstant, und wenn eine Strömungsrate des
in einem Kühlmediumkreis
zirkulierenden Kühlmediums
ausreichend sichergestellt ist, zirkuliert Kältemaschinenöl mit einem
Kühlmedium,
um zu dem Kompressor zurückzuströmen, ohne
das Auftreten eines übermäßigen Stillstands
in einer Leitung und einer Kapillarleitung in dem Kühlmediumkreis.
Auch ist bei dem herkömmlichen
Typ von Kälte/Klimagerät der Zustand
eines Kühlmediums
an dem Auslass des wärmequellenseitigen
Wärmetauschers 2 ein Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kühlmedium,
so dass keine Leitung für
eine Flüssigkeit
vorhanden ist, durch die nur Flüssigphasen-Kühlmedium
hindurchfließt,
und aus diesem Grund ist eine Berücksichtigung des Stillstands
des Kältemaschinenöls in der Leitung
für eine
Flüssigkeit
nicht erforderlich.
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Da
der herkömmliche
Typ von Kälte/Klimagerät die vorbeschriebene
Ausbildung hat, wird, wenn die Betriebsbedingungen und Ladebedingungen
sich stark verändern,
eine Strömungsrate
des Kühlmediums
herabgesetzt oder eine Ölrate
in dem von dem Kompressor 1 ausgegebenen Kältemaschinenöl nimmt
zu, die Lebensdauer des Geräts
wird stark verringert, da ein Ölstillstand
in dem Kühlmedium
zunimmt, eine zu dem Kompressor 1 zurückströmende Ölrate abnimmt und eine schlechte
Schmie rung oder dergleichen stattfindet aufgrund des Mangels an
Kältemaschinenöl in dem
Kompressor 1.
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Auch
wird, wenn eine große
Menge von Kältemaschinenöl in einem
Wärmetauscherrohr
für den wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2 sowie
für den
benutzerseitigen Wärmetauscher 4 stillsteht,
das Leistungsvermögen
der Wärmeübertragung
herabgesetzt, der Druckverlust nimmt zu und der Energiewirkungsgrad
des Kälte/Klimageräts wird
reduziert oder ähnliche
Probleme können
auftreten.
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Weiterhin
nimmt, wenn Kältemaschinenöl mit keiner
oder extrem geringer gegenseitiger Löslichkeit zu einem Kältemedium,
das für
ein Kälte/Klimagerät verwendet
wird, in welchem eine Leitung für
eine Flüssigkeit
wie ein Auslassabschnitt des wärmequellenseitigen
Wärmetauschers 2 durch
den nur ein Flüssigphasen-Kühlmedium hindurchfließt, über einen
langen Weg existiert, verwendet wird, nimmt eine Menge des in dieser
Leitung stillstehenden Kältemaschinenöls zu, die Ölrückströmungsgeschwindigkeit zu
dem Kompressor 1 nimmt ab und eine schlechte Schmierung
oder dergleichen tritt auf aufgrund des Mangels an Kältemaschinenöl in dem
Kompressor 1.
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Auch
ist aus dem Stand der Technik (
US
5 531 080 ) ein Kältemittel-Zirkulationssystem
bekannt, das ein hochpolares Kältemittel
verwendet, das durch eine Hydrofluorkarbonbasis typisiert ist, und ein
Kältemittelöl, das eine
leichte Löslichkeit
mit einem flüssigen
Kältemittel
auf der Kondensationsseite. Auch ist ein Kältemittel-Zirkulationszyklus
vorgesehen, der ein hochpolares Kältemittel und ein Kältemittelöl verwendet,
das eine geringe Löslichkeit
mit einem flüssigen
Kältemittel
hat und das ein größeres spezifisches
Ge wicht als das flüssige
Kältemittel
hat.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kälte/Klimagerät zu erhalten,
bei dem Kältemaschinenöl, das von
einem Kompressor ausgegeben wird, sicher zu dem Kompressor zurückströmt, und
bei dem der Energiewirkungsgrad ausreichend erhöht ist, selbst wenn Betriebsbedingungen
und Ladebedingungen sich ändern,
oder selbst wenn eine Leitung für
eine Flüssigkeit,
durch die nur ein Flüssigphasen-Kühlmedium
hindurchfließt,
in dem Gerät existiert.
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Ein
Kälte/Klimagerät gemäß der vorliegenden
Erfindung hat einen Kältezyklus
unter Verwendung eines Kühlmediumkreises,
in welchem ein Kompressor, ein wärmequellenseitiger
Wärmetauscher,
ein Dekompressor und ein benutzerseitiger Wärmetauscher aufeinander folgend
verbunden sind, um ein Kühlmedium
und Kältemaschinenöl, das keine
oder eine extrem niedrige gegenseitige Löslichkeit für das Kühlmedium hat, zu zirkulieren,
wobei in dem Kälte/Klimagerät gemäß der vorliegenden
Erfindung Öltropfen
aus Kältemaschinenöl, die in
dem Kühlmedium
in einem Fallrohr, in welchem ein Flüssigphasen-Kühlmedium
von der Stromaufwärtsseite zu
der Stromabwärtsseite
in dem Kältezyklus
strömt, strömen und
schweben, sehr klein gemacht werden durch Verfeinerungselemente,
die auf der Stromaufwärtsseite
in dem Fallrohr vorgesehen sind.
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In
einem Kälte/Klimagerät gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Öltropfen
sehr klein gemacht durch eine Klappe mit einem darin vorgesehenen
Loch, durch das nur ein Öltropfen
mit einer Größe die kleiner
als eine geforderte ist, hindurchgehen kann.
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Andere
Aufgabe und Merkmale dieser Erfindung werden verständlich anhand
der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium
in einem Kälte/Klimagerät, das kein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, sondern ein Beispiel, das für das Verständnis der
Erfindung nützlich
ist.
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2 ist
ein Druck-Enthalpiediagramm, das Arbeitsweise des Kälte/Klimageräts in 1 zeigt;
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3 ist
eine Konzeptansicht, die zeigt, wie Kältemaschinenöl in einem
Rohr für
eine Flüssigkeit des
Kälte/Klimageräts in 1 strömt;
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4 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Durchmesser eines Öltropfes
und einer Fließfähigkeits-Grenzgeschwindigkeit
zeigt;
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5 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium
in einem Kälte/Klimagerät, das kein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, sondern ein Beispiel, das für das Verständnis der
Erfindung nützlich
ist;
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6 ist
eine Querschnittsansicht einer Leitung für eine Flüssigkeit, die ein Ausführungsbeispiel nach
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Diagramm, das die Löslichkeit von
auf Alkylbenzol basierenden Öl
mit einem Flüssigphasen-Kühlmedium
zeigt;
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8 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium
in einem Kälte/Klimagerät, das kein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, sondern ein Beispiel, das für das Verständnis der
Erfindung nützlich
ist;
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9 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium
in einem Kälte/Klimagerät, das kein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, sondern ein Beispiel, das für das Verständnis der
Erfindung nützlich
ist;
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10 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium
in einem Kälte/Klimagerät, das kein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, sondern ein Beispiel, das für das Verständnis der
Erfindung nützlich
ist;
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11 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium
in dem Kälte/Klimagerät auf der
Grundlage der herkömmlichen
Technologie; und
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12 ist
ein Druck-Enthalpiediagramm, das die Arbeitsweise des Kälte/Klimageräts in 11 zeigt.
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BESCHREIBUNG
VON BEISPIELEN UND EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS DER VORLIEGENDEN
ERFINDUNG
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1 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium,
das ein Beispiel zeigt, das für
das Verständnis der
Erfindung nützlich
ist, und dieselben Bezugszahlen sind den Abschnitten zugewiesen,
die denjenigen bei dem herkömmlichen
Typ des Geräts
entsprechen. In der Figur zeigt die Bezugszahl 20 eine
im Freien angeordnete Einheit mit einem Kompressor 1, einem
Vierwege-Ventil 6 zum
Umschalten einer Strömung
für Heizen
oder Kühlen,
einen wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2,
der beim Heizen als Verdampfer und beim Kühlen als Kondensator arbeitet, und
einem elektronischen Expansionsventil als Dekompressor 3.
Die Bezugszahl 21 zeigt eine im Inneren angeordnete Einheit
mit einem wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 4,
der beim Heizen als Kondensator und beim Kühlen als Verdampfer arbeitet. Die
Außeneinheit 20 und
die Inneneinheit 21 sind miteinander durch zwei Rohrleitungen 15 und 16 verbunden,
die einen Kältezyklus
bilden. Die Inneneinheit 21 ist im Allgemeinen an einer
Position installiert, die höher
als die der Außeneinheit 20 ist.
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Ein
Kühlmedium
(nachfolgend als R410A bezeichnet), das durch Mischen von Difluormethan
(als HFC32 bezeichnet) als Hydrofluorkarbon mit Pentafluorethan
(als HFC125 bezeichnet) im Verhältnis
zu 50:50 erhalten wurde, wird in diesem Kälte/Klimagerät verwendet,
und als Kältemaschinenöl wird beispielsweise
auf Alkylbenzol basierendes Öl
mit einer extrem geringen gegenseitigen Löslichkeit mit R410A und mit
einem kleineren spezifischen Gewicht als dem des Flüssigphasen-Kühlmediums
verwendet.
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Als
Nächstes
erfolgt eine Beschreibung der Arbeitsweise mit Bezug auf das Druck-Enthalpiediagramm
nach 2. Zum Heizen wird zuerst, wie durch einen ausgezogenen
Pfeil in 1 gezeigt ist, Dampf eines Kühlmediums
(entsprechend dem Punkt A in 2) un ter
hoher Temperatur und hohem Druck, der durch den Kompressor 1 verdichtet
ist, durch die Leitung 16 mittels des als Kondensator arbeitenden
benutzerseitigen Wärmetauschers 4 kondensiert,
um in eine Flüssigphase
(entsprechend dem Punkt B in 2) geändert zu
werden. Das durch die Leitung 15 hindurchgehende Flüssigphasen-Kühlmedium
wird durch den Dekompressor 3 für das Kühlmedium als ein elektronisches
Expansionsventil dekomprimiert, um ein Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kühlmedium
bei einer niedrigen Temperatur und einem niedrigen Druck zu werden, und
strömt
in den als Verdampfer arbeitenden wärmequellenseitigen Wärmetauscher 2 (entsprechend dem
Punkt C in 2). Weiterhin verdampft dieses Kühlmedium
in dem wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2 und
kehrt durch das Vierwege-Ventil 6 zu dem Kompressor 1 zurück, um wieder
verdichtet zu werden.
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Andererseits
wird beim Kühlen,
wie durch einen gestrichelten Pfeil in 1 angezeigt
ist, Dampf eines Kühlmediums
(entsprechend dem Punkt A in 2) mit hoher
Temperatur und hohem Druck, der durch den Kompressor 1 verdichtet
ist, durch den als ein Kondensator arbeitenden wärmequellenseitigen Wärmetauscher 2 in
eine Flüssigphase
(entsprechend dem Punkt B in 2) umgewandelt.
Dieses Flüssigphasen-Kühlmedium wird durch den Dekompressor 3 für das Kühlmedium
als ein elektronisches Expansionsventil dekomprimiert, um ein Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kühlmedium bei einer niedrigen Temperatur
und einem niedrigen Druck zu werden, und es strömt durch die Leitung 15 in
den als Verdampfer arbeitenden benutzerseitigen Wärmetauscher 4 (entsprechend
dem Punkt C in 2). Weiterhin verdampft dieses
Kühlmedium
in dem benutzerseitigen Wärmetauscher 4 und
kehrt durch die Leitung 16 und das Vierwege-Ventil 6 zu
dem Kom pressor 1 zurück,
um wieder verdichtet zu werden.
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Das
auf Alkylbenzol basierende Öl,
das als Kältemaschinenöl in diesem
Kälte/Klimagerät verwendet
wird, hat eine extrem geringe gegenseitige Löslichkeit mit dem Kühlmedium
R410A, und das spezifische Gewicht des auf Alkylbenzol basierenden Öls ist auch
kleiner als das des Flüssigphasen-Kühlmediums
R410A, so dass das Öl
glatt durch die Leitung strömt,
wenn eine Flüssigkeit
in derselben Richtung wie der des Flüssigphasen-Kühlmediums
aufsteigt, obgleich das Öl
von dem Flüssigphasen-Kühlmedium
getrennt ist, aber es besteht die Möglichkeit, dass das von dem
Flüssigphasen-Kühlmedium getrennte Kältemaschinenöl aufsteigen
kann, wenn eine Fließgeschwindigkeit
des Flüssigphasen-Kühlmediums
gering ist, aufgrund seines Auftriebs und der Strömung in
der entgegengesetzten Richtung zu der des Kühlmediums durch die Leitung,
wenn eine Flüssigkeit
nach unten geht.
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Aus
diesem Grund sind bei diesem Beispiel die Leitung 15 von
dem benutzerseitigen Wärmetauscher 4 zu
dem Dekompressor 3 für
ein zum Heizen verwendetes Kühlmedium
und eine Leitung zwischen dem wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2 und dem
Dekompressor 3 für
ein zum Kühlen
verwendetes Kühlmedium
Leitungen für
eine Flüssigkeit,
in der nur ein Flüssigphasen-Kühlmedium
fließt,
und das Fallrohr dieser Leitungen, in welchem ein Flüssigphasen-Kühlmedium
von der Stromaufwärtsseite
zu der Stromabwärtsseite
fließt,
hat einen inneren Durchmesser, bei dem eine Fließgeschwindigkeit des Kühlmediums
in dem Fallrohr höher
ist, wenn das Flüssigphasen-Kühlmedium
durch das Innere der Leitung abwärts
fließt,
als eine Fließgeschwindigkeit,
bei der das als Öltropfen
in dem Flüssigphasen-Kühlmedium
schwebende Kältemaschinenöl abwärts fließt.
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3 zeigt
das Ergebnis einer experimentellen Studie, bei der das getrennte
Kältemaschinenöl durch
die Leitung für
eine Flüssigkeit
nach unten fließt. 3 zeigt
visuell den Strömungszustand
des abwärts
fließenden
Kältemaschinenöls in der
Leitung für
eine Flüssigkeit,
und es wurde in der Studie gefunden, dass der größte Teil des Kältemaschinenöls als Öltropfen
durch das Flüssigphasen-Kühlmedium fließt, obgleich
ein Teil des Kältemaschinenöls ein Ölfilm wird,
der entlang der Innenwand der Leitung fließt. Es wurde auch gefunden,
dass es unterschiedlich große
Durchmesser der Öltropfen
gibt (in der Figur durch d angezeigt) und eine Sinkgeschwindigkeit eines
kleinen Öltropfens
vergleichsweise schnell ist, aber eine Sinkgeschwindigkeit eines
großen Öltropfens
vergleichsweise langsam ist. Weiterhin wurde gefunden, dass, wenn
die Strömungsgeschwindigkeit
des abwärts
fließenden
Flüssigphasen-Kühlmediums
allmählich
reduziert wird, Öltropfen
existieren, die in dem Flüssigphasen-Kühlmedium
angehalten werden oder die umgekehrt zu der Strömungsrichtung des Flüssigphasen-Kühlmediums aufsteigen.
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4 zeigt
als ein Ergebnis der Aufzeichnung einer Strömung einer Flüssigkeit
durch das Fallrohr mittels einer Hochgeschwindigkeits-Videokamera
und des Messens eines Durchmessers eines ruhenden Öltropfens
anhand des Videos, wenn eine Strömungsgeschwindigkeit
des abwärts
fließenden Flüssigphasen-Kühlmediums
geändert
wird, eine Korrelation zwischen jeder Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigphasen-Kühlmediums
und jedem Durchmesser der zu dieser Zeit ruhenden Öltropfen. Die
X-Achse in 4 zeigt einen Durchmesser eines Öltropfens
an, und die Y-Achse zeigt eine durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit
(eine Kühlmediumvolumen-Strömungsrate/eine
Leitungsquerschnittsfläche)
eines Flüssigphasen-Kühlmediums an,
wenn der Öltropfen
angehalten ist. D.h., die Strömungsgeschwindigkeit
eines Kühlmediums
auf der Y-Achse
zeigt jede Strömungsgeschwindigkeit
eines Kühlmediums,
wenn Öltropfen
mit jeweils einem unterschiedlichen Durchmesser zum Stillstand gekommen
sind, und sie zeigt auch eine Strömungsgeschwindigkeit, bei der
jeder Öltropfen
mit einer Strömungsgeschwindigkeit,
die größer als
die Strömungsgeschwindigkeit
eines Kühlmediums
ist, absinken und zusammen mit einem Flüssigphasen-Kühlmedium
fließen
kann (nachfolgend als Fluiditätsgrenzgeschwindigkeit
bezeichnet).
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Wie
klar aus 4 ersichtlich ist, hat ein Öltropfen
mit einem kleinen Durchmesser eine Fluiditätsgrenzgeschwindigkeit, die
vergleichsweise klein ist, da sein Auftrieb auch klein ist, so dass
der Öltropfen
ungestört
zusammen mit einem Flüssigphasen-Kühlmedium absinkt, selbst wenn
die Strömungsgeschwindigkeit
des Flüssigphasen-Kühlmediums
klein ist, aber wenn ein Durchmesser eines Öltropfens größer ist,
wird der Auftrieb des Öltropfens größer, wodurch
die Fluiditätsgrenzgeschwindigkeit größer wird.
Es ist vorstellbar, dass die Fluiditätsgrenzgeschwindigkeit abzunehmen
beginnt, wenn ein Durchmesser eines Öltropfens 2 mm oder mehr beträgt (schwarze
Kreise in der Figur), und dies ergibt sich daraus, dass der Öltropfen
von einer Kugelform in eine komprimierte Form übergeht, so dass die von dem
nach unten strömenden
Flüssigphasen-Kühlmedium
empfangene Fluidleistung zunimmt. Es wurde anhand dieses Ergebnisses (schwarze
Quadrate in der Figur) gefunden, dass sich die Fluiditätsgrenzgeschwindigkeit
eines in der Leitung für
eine Flüssigkeit
erzeugten Öltropfens
ent sprechend einem Durchmesser des Öltropfens ändert, aber dass, wenn die
Strömungsgeschwindigkeit des
Flüssigphasen-Kühlmediums
0,08 m/s oder mehr sichergestellt ist, jeder Öltropfen mit jedem erzeugten
Durchmesser glatt strömen
kann.
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Demgemäß ist bei
diesem Beispiel eine Leitung für
eine abwärts
strömende
Flüssigkeit
wie die Leitung 15 von dem benutzerseitigen Wärmetauscher 4 zu
dem Dekompressor 3 für
ein zum Heizen verwendetes Kühlmedium
und eine Leitung zwischen dem wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2 und dem
Dekompressor 3 für
ein zum Kühlen
verwendetes Kühlmedium
so ausgebildet, dass sie einen Durchmesser hat, mit dem eine Strömungsgeschwindigkeit
eines Flüssigphasen-Kühlmediums
auf 0,08 m/s oder mehr eingestellt ist, so dass als Öltropfen
in dem Flüssigphasen-Kühlmedium
schwebendes Kältemaschinenöl zusammen
mit dem Flüssigphasen-Kühlmedium glatt absinkt, und
das Öl
kann zu dem Kompressor 1 zurückströmen ohne das Auftreten eines
Stillstands in dem Rohr für
eine Flüssigkeit, wodurch
eine Verknappung der Ölmenge
in dem Kompressor 1 eliminiert wird, und aus diesem Grund kann
ein Kälte/Klimagerät zu hoher
Zuverlässigkeit erhalten
werden.
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5 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium
in einem Kälte/Klimagerät, das ein
anderes Beispiel zeigt, das für
das Verständnis
der Erfindung nützlich
ist, bei dem der Kompressor 1 so ausgebildet ist, dass
eine Rotationsgeschwindigkeit durch eine Wechselrichter 7 variabel
ist und die Fähigkeitsanpassung
an eine Last geliefert werden kann durch Steuern der Drehgeschwindigkeit
des Kompressors 1 und Erhöhen oder Herabsetzen einer
Strömungsgeschwindigkeit
eines Kühlmediums
gemäß den Lastbedingungen.
Es ist festzu stellen, dass dieselben Bezugszahlen den Abschnitten
entsprechend denjenigen in 1 zugewiesen
sind, und deren Beschreibung wird hier weggelassen.
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Wenn
die Last herabgesetzt wird, wird die Drehgeschwindigkeit des Kompressors 1 durch
den Wechselrichter 7 verringert, eine Strömungsgeschwindigkeit
des durch den Kühlmediumkreis
zirkulierenden Kühlmediums
wird geringer, so dass die Heizfähigkeit
oder Kühlfähigkeit
kleiner wird. Bei diesem Beispiel wird ein Minimalwert der Drehgeschwindigkeit
dieses Kompressors 1 auf eine Drehgeschwindigkeit derart
gesetzt, dass eine Strömungsgeschwindigkeit
eines Kühlmediums
in einer Leitung für
eine abwärts
fließende
Flüssigkeit
wie der Leitung 15 von dem benutzerseitigen Wärmetauscher 4 zu dem
Dekompressor 3 für
ein zum Heizen verwendetes Kühlmedium
und eine Leitung zwischen dem wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2 und
dem Dekompressor 3 für
ein zum Kühlen
verwendetes Kühlmedium
ein Wert wird, der größer als
eine Fluiditätsgrenzgeschwindigkeit
ist, bei der Kältemaschinenöl, das in
einem Flüssigphasen-Kühlmedium
schwebt, glatt fließt,
d.h., eine Strömungsgeschwindigkeit
des Flüssigphasen-Kühlmediums
beträgt
0,08 m/s oder mehr.
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Demgemäß stellt,
selbst wenn die Drehgeschwindigkeit des Kompressors 1 herabgesetzt
ist und eine Strömungsgeschwindigkeit
des Kühlmediums
kleiner ist, die Strömungsgeschwindigkeit
des Kühlmediums
in dem Rohr für
eine abwärts
strömende
Flüssigkeit
einen Wert sicher, der größer als
die Fluiditätsgrenzgeschwindigkeit,
bei der in einem Flüssigphasen-Kühlmedium
schwebendes Kältemaschinenöl glatt
fließt,
so dass das Kältemaschinenöl zu dem
Kompressor 1 zurückfließen kann
ohne das Auftreten eines Stillstands in dem Rohr für eine Flüssigkeit,
wodurch ein Ölmangel
in dem Kompressor 1 eliminiert wird, und aus diesem Grund
kann ein Kälte/Klimagerät mit hoher
Zuverlässigkeit
erhalten werden.
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Es
wird nachfolgend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf ein Kreisdiagramm für ein Kühlmedium in einem Kälte/Klimagerät beschrieben,
wie es in den Beispielen beschrieben und insbesondere in 1 gezeigt
ist.
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6 ist
eine Querschnittsansicht einer Leitung für eine abwärts strömende Flüssigkeit, die ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, in der die Bezugszahl 8 ein
Verfeinerungselement für Öltropfen
anzeigt, das innerhalb dieser Leitung für eine Flüssigkeit vorgesehen ist. Dieses
Verfeinerungselement 8 für Öltropfen umfasst eine Scheibe
mit einer Vielzahl Einheiten von kleinen Löchern, die darin mit jeweils
einem Durchmesser (in der Figur durch d gezeigt) vorgesehen sind.
Obgleich Öltropfen
mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser in der Leitung für eine Flüssigkeit
stromaufwärts dieses
Verfeinerungselements 8 für Öltropfen existieren, werden
solche Öltropfen
verfeinert, wenn sie durch das Verfeinerungselement 8 für Öltropfen
hindurchgehen, so dass nur die Öltropfen
mit jeweils einem Durchmesser, der kleiner als der durch d angezeigte
Durchmesser des Lochs in dem Verfeinerungselement ist, durch die
Löcher
hindurchgehen können,
und andere Öltropfen
mit jeweils einem Durchmesser, der größer als der des Lochs in dem Verfeinerungselement
ist, werden in kleine Öltropfen geteilt
und fließen
hindurch.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, wird durch Vorsehen des Verfeinerungselements 8 für Öltropfen innerhalb
einer Leitung für
eine abwärts
strömende Flüssigkeit jeder
Durchmesser von Öltropfen,
die durch die Leitung für
eine Flüssigkeit
fließen,
kleiner gemacht, und Kältemaschinenöl fließt leicht
zusammen mit einem Flüssigphasen-Kühlmedium
in derselben Richtung, so dass das Kältemaschinenöl zu dem Kompressor 1 zurückfließen kann,
ohne das Auftreten eines Stillstands in der Leitung für eine Flüssigkeit,
wodurch ein Ölmangel
in dem Kompressor 1 eliminiert wird, und aus diesem Grund
kann ein Kälte/Klimagerät mit hoher
Zuverlässigkeit
erhalten werden.
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Es
ist festzustellen, dass in der Beschreibung ein Fall angenommen
wurde, in welchem das Verfeinerungselement 8 für Öltropfen
eine Scheibe mit einer Vielzahl von Einheiten von darin vorgesehenen
kleinen Löchern
mit jeweils einem Durchmesser d in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
aufweist, aber das Element ist nicht auf das vorstehende Beispiel
beschränkt
und kann einen Scheibentyp aus Maschen oder einem gesinterten Metall
aufweisen.
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Auch
kann durch Anordnen mehrerer Einheiten dieses Verfeinerungselements 8 für Öltropfen
im Abstand in einer Leitung für
eine abwärts
strömende Flüssigkeit
ein größerer Effekt
des Elements erhalten werden.
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Nachfolgend
wird eine Beschreibung eines anderen Beispiels gegeben, das nützlich für das Verständnis der
Erfindung ist, mit Bezug auf das Kreisdiagramm für ein Kühlmedium in dem in 1 gezeigten
Kälte/Klimagerät. In diesem
Beispiel wird eine von dem Kompressor 1 zu einem Kühlmediumkreis ausgegebene Ölrate so
eingestellt, dass die Rate geringer ist als die Löslichkeit
von Kältemaschinenöl in einem
Flüssigphasen-Kühlmedium,
und aus diesem Grund wird der Kompressor 1 verwendet, der
immer eine angemessene Schmierfähigkeit
sicherstellen kann, ohne Kältemaschinenöl von dem
Kühlmedium zu
trennen.
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7 zeigt
ein Ergebnis der Messung der Löslichkeit
bei einem Mengenverhältnis
(= Masse von auf Alkylbenzol basierendem Öl/(Masse von auf Alkylbenzol
basierendem Öl
+ Masse eines Kühlmediums)),
bei dem Öl
getrennt und emulgiert wird, wenn auf Alkylbenzol basierendes Öl zu einem
Flüssigphasen-Kühlmedium
aus R410A hinzugefügt
wird. Die Y-Achse in der Figur zeigt eine Temperatur eines Flüssigphasen-Kühlmediums
an, und die X-Achse zeigt die Löslichkeit
von auf Alkylbenzol basierendem Öl
in R410A an. Es ist aus der Figur klar ersichtlich, dass sich das
auf Alkylbenzol basierende Öl
geringfügig
in dem Flüssigphasen-Kühlmedium aus R410A auflöst, und
die Löslichkeit
hiervon wird geringer, wenn die Temperatur des Flüssigphasen-Kühlmediums
fällt.
Wenn die von dem Kompressor in den Kühlmediumkreis ausgegebene Ölrate geringer
als diese Löslichkeit
ist, löst
sich das gesamte auf Alkylbenzol basierende Öl in dem Flüssigphasen-Kühlmedium
in der Leitung für
eine Flüssigkeit.
Aus diesem Grund kommt das Kältemaschinenöl in der
Leitung für
eine Flüssigkeit
nicht zum Stillstand und ein Ölmangel
tritt in dem Kompressor 1 nicht auf.
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Der
geringste Wert der Temperatur eines Flüssigphasen-Kühlmediums
in der Leitung für
eine Flüssigkeit
beträgt
etwa 30°C
in einem Raumklimagerät,
und es ist aus 7 ersichtlich, dass sich das auf
Alkylbenzol basierende Öl
in dem Flüssigphasen-Kühlmedium
aus R410A unter der vorstehenden Bedingung um 0,8% oder mehr löst. Demgemäß löst sich
durch Einstellen eines Ölzirkulationsverhältnisses,
das von dem Kompressor 1 in den Kühlmediumkreis ausgegeben wird
(= eine Strömungsrate
der Ölmasse/(eine
Strömungsrate
der Ölmasse +
eine Strömungsrate
der Kühlmediummasse))
auf 0,8% oder weniger sich das gesamte auf Alkylbenzol basierende Öl in dem
Flüssigphasen-Kühlmedium
in der Leitung für
eine Flüssigkeit,
und das Kältemaschinenöl kommt
in der Leitung für
eine Flüssigkeit nicht
zum Stillstand, und aus diesem Grund findet ein Ölmangel in dem Kompressor 1 nicht
statt.
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8 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium
in einem Kälte/Klimagerät, das ein
anderes Beispiel zeigt, das für
das Verständnis
der Erfindung nützlich
ist, bei dem eine Öltrennvorrichtung 9 in
der Mitte einer Ausgabeleitung des Kompressors 1 vorgesehen
ist, und der untere Abschnitt dieser Öltrennvorrichtung 9 ist
mit einer Saugleitung des Kompressors 1 durch einen Dekompressor 10 für Kältemaschinenöl als eine
Kapillarleitung verbunden, so dass das Kältemaschinenöl, das von
der Öltrennvorrichtung 9 abgetrennt
wurde, zu dem Kompressor 1 zurückgeführt wird. Bei diesem Beispiel
wird, selbst wenn eine Ölrate,
die von dem Kompressor 1 ausgegeben wird, größer als
die Löslichkeit
des Kältemaschinenöls in einem
Flüssigphasen-Kühlmedium
ist, nämlich
0,8% oder mehr, eine Ölrate
zum Herausströmen
zu einem Kühlmediumkreis
so ausgebildet, dass sie 0,8% oder weniger beträgt, gemäß einer Wirkung der Öltrennvorrichtung.
-
Demgemäß ist eine Ölrate zum
Herausströmen
zu dem Kühlmediumkreis
immer geringer als die Löslichkeit
des Kältemaschinenöls in dem
Flüssigphasen-Kühlmedium, so dass sich das
gesamte Kältemaschinenöl in dem
Flüssigphasen-Kühlmedium auflöst, und
das Kältemaschinenöl kommt
in der Leitung für
eine Flüssigkeit
nicht zum Stillstand, und aus diesem Grund tritt ein Ölmangel
in dem Kompressor 1 nicht auf.
-
Auch
kann als ein Verfahren zum Verbessern des Wirkungsgrads der Öltrennung
in der Öltrennvorrichtung 9,
indem der Durchmesser des Hauptkörpers
der Öltrennvorrichtung 9 größer gemacht
wird und eine Strömungsgeschwindigkeit
eines Dampfphasen-Kühlmediums
in der Öltrennvorrichtung 9 kleiner
gemacht wird, der Wirkungsgrad der Öltrennung in der Öltrennvorrichtung 9 verbessert
werden.
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9 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium
in einem Kälte/Klimagerät, das ein
anderes Beispiel zeigt, das für
das Verständnis
der Erfindung nützlich
ist, bei dem eine Öltrennvorrichtung 9 in
einer Leitung zwischen einem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 2 und
einem Dekompressor 3 für
ein Kühlmedium
als ein elektrisches Expansionsventil vorgesehen ist. Der obere
Abschnitt der Öltrennvorrichtung 9 ist
mit einer Saugleitung für
einen Kompressor 1 über
einen Schalter 11 als ein elektromagnetisches Ventil und
einen Dekompressor 10 für
Kältemaschinenöl als eine
Kapillarleitung verbunden, so dass das in dem oberen Abschnitt der Öltrennvorrichtung 9 abgesetzte
Kältemaschinenöl zu dem
Kompressor 1 zurückgeführt wird.
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Als
Nächstes
wird die Arbeitsweise beschrieben. Zum Kühlen wird zuerst Dampf eines
Kühlmediums
unter hoher Temperatur und hohem Druck, das durch den Kompressor 1 verdichtet
ist, durch einen wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2,
der als ein Kondensator arbeitet, kondensiert, um in eine Flüssigphase
umgewandelt zu werden, und strömt
in die Öltrennvorrichtung 9.
Wenn eine von dem Kompressor 1 in den Kühlmediumkreis strömende Ölrate mehr als
die Löslichkeit
von auf Alkylbenzol basierendem Öl
in dem Flüssigphasen-Kühlmedium, die in 7 gezeigt
ist, ist, wird Kältemaschinenöl in der Öltrennvorrichtung 9 von
dem Flüssigphasen-Kühlmedium getrennt,
und das Kältemaschinenöl als auf
Alkylbenzol basierendes Öl
mit einem spezifischen Gewicht, das kleiner als das des Flüssigphasen-Kühlmediums ist,
kommt in dem oberen Abschnitt der Öltrennvorrichtung 9 zum
Stillstand. Da der Schalter 11 während des Kühlens geöffnet ist, kehrt das in dem
oberen Abschnitt der Öltrennvorrichtung 9 stillstehende Kältemaschinenöl über den
Schalter 11 und den Dekompressor 10 für das Kältemaschinenöl zu dem Kompressor 1 zurück. Auch
kann eine in dem Flüssigphasen-Kühlmedium
enthaltene Ölrate,
die aus der Öltrennvorrichtung 9 herausgeströmt ist,
reduziert werden, so dass es möglich
ist, eine Herabsetzung des erzeugten Wärmeübertragungsvermögens zu
verhindern, die durch das in dem als Verdampfer arbeitenden benutzerseitigen
Wärmetauscher 4 hineinströmende und
in einer Wärmeübertragungsleitung 15 stillstehende Öl bewirkt
wird.
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Auch
nimmt die Löslichkeit
von auf Alkylbenzol basierendem Öl
in dem Flüssigphasen-Kühlmedium
ab, wenn die Temperatur des Flüssigphasen-Kühlmediums
sinkt, wie in 7 gezeigt ist, so dass eine
in der Öltrennvorrichtung 9 abzutrennende Ölrate erhöht werden
kann, indem die Temperatur des Flüssigphasen-Kühlmediums
in der Öltrennvorrichtung 9 gesenkt
wird. Mit anderen Worten, durch Reduzieren der Öffnung des Dekompressors oder Erhöhen einer
Füllrate
des Kühlmediums
wird ein Grad der Unterkühlung
erhöht,
wodurch ein Grad der Unterkühlung
vergrößert wird,
der angezeigt wird durch eine Differenz zwischen einer Temperatur
des Auslasses des wärmequellenseitigen
Wärmetauschers 2 für ein Kühlmedium
und einer Kondensationstemperatur, so dass eine Temperatur des Flüssigphasen-Kühlmediums
in der Öltrennvorrichtung 9 gesenkt
wird, und aus diesem Grund kann der Wirkungs grad der Öltrennung
in der Öltrennvorrichtung 9 verbessert
werden.
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Andererseits
wird zum Erwärmen
Dampf eines Kühlmediums
unter einer hohen Temperatur und einem hohen Druck, der durch den
Kompressor 1 verdichtet ist, durch die Leitung 16 von
dem als Kondensator arbeitenden benutzerseitigen Wärmetauscher 4 kondensiert,
um in eine Flüssigphase
umgewandelt zu werden. Dieses Flüssigphasen-Kühlmedium
geht durch die Leitung 15 als ein Fallrohr hindurch, wird
durch den Dekompressor 3 für das Kühlmedium als ein elektrisches
Expansionsventil dekomprimiert, um ein Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kühlmedium bei einer niedrigen
Temperatur und einem niedrigen Druck zu werden, und strömt in die Öltrennvorrichtung 9.
Das Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kühlmedium
strömt
während
der Erwärmung in
die Öltrennvorrichtung 9 und
das Kältemaschinenöl kann nicht
von dem Kühlmedium
getrennt werden, so dass der Schalter 11 geschlossen wird,
und eine Herabsetzung des Energiewirkungsgrades aufgrund der Strömung des
Kühlmediums
von der Öltrennvorrichtung
zu dem Kompressor 1 und eine Beschädigung des Kompressors 1 durch
Flüssigkeitsverdichtung
werden verhindert.
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Demgemäß wird bei
diesem Beispiel Kältemaschinenöl von einem
Flüssigphasen-Kühlmedium am
Auslass des wärmequellenseitigen
Wärmetauschers 2 als
ein Kondensator getrennt und während des
Kühlens
zu dem Kompressor 1 zurückgeführt, so dass
es möglich
ist, ein Kälte/Klimagerät mit hohem Energiewirkungsgrad
ohne Stillstand von Öl
in einem Verdampfer zu erhalten. Auch wird während des Erwärmens eine
Strömung
des Kühlmediums
von der Öltrennvorrichtung 9 zu
dem Kompressor 1 verhindert, so dass es möglich ist,
ein Kälte/Klimagerät zu erhalten,
bei dem eine Herabsetzung des Energiewirkungsgrades verhindert werden
kann und der Kompressor 1 nicht durch Flüssigkeitskompression
beschädigt
wird.
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10 ist
ein Kreisdiagramm für
ein Kühlmedium
in einem Kälte/Klimagerät, das ein
anderes Beispiel zeigt, das für
das Verständnis
der Erfindung nützlich
ist, bei dem eine Öltrennvorrichtung 9 zwischen
einem wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2 und
einem Dekompressor 3 für
ein Kühlmedium
als einem elektrischen Expansionsventil vorgesehen ist, und weiterhin
der obere Abschnitt der Öltrennvorrichtung 9 mit
einer Saugleitung für
einen Kompressor 1 über
einen Schalter 11 als ein elektromagnetisches Ventil und
einem Dekompressor 10 für
Kältemaschinenöl als eine
Kapillarleitung verbunden ist, so dass das in dem oberen Abschnitt
der Öltrennvorrichtung 9 abgesetzte
Kältemaschinenöl zu dem
Kompressor 1 zurückgeführt wird.
Im Gegensatz zu dem in 9 gezeigten Beispiel ist dieses
Beispiel dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher 22 für die Herabsetzung
der Temperatur eines in eine Öltrennvorrichtung
während
des Kühlens
fließenden
Flüssigphasen-Kühlmediums
in einer Leitung zwischen dem wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2 und
der Öltrennvorrichtung 9 vorgesehen
ist.
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Als
Nächstes
wird die Arbeitsweise beschrieben. Zum Kühlen wird zuerst Dampf eines
Kühlmediums,
das Kältemaschinenöl enthält unter
hoher Temperatur und hohem Druck durch den Kompressor 1 verdichtet
durch den als ein Kondensator arbeitenden wärmequellenseitigen Wärmetauscher 2 kondensiert,
um in ein Flüssigphasen-Kühlmedium umgewandelt zu werden,
und strömt
in die Öltrennvorrichtung 9.
Wenn eine von dem Kompressor 1 in den Kühlmediumkreis fließende Ölrate mehr
als die Löslichkeit
von auf Alkylbenzol basierendem Öl
in dem Flüssigphasen-Kühlmedium,
die in 7 gezeigt ist, ist, wird Kältemaschinenöl in der Öltrennvorrichtung 9 von
dem Flüssigphasen-Kühlmedium
getrennt, und das Kältemaschinenöl als auf
Alkylbenzol basierendes Öl
mit einem spezifischen Gewicht, das kleiner als das des Flüssigphasen-Kühlmediums
ist, steht in dem oberen Abschnitt der Öltrennvorrichtung 9 still. Wenn
der Schalter 11 während
des Kühlens
geöffnet wird,
kehrt das in dem oberen Abschnitt der Öltrennvorrichtung 9 stehende
Kältemaschinenöl durch
den Schalter 11 und den Dekompressor 10 für Kältemaschinenöl zu dem
Kompressor 1 zurück.
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Weiterhin
verdampft, da ein Schalter 11' geöffnet wurde, ein Teil des Flüssigphasen-Kühlmediums
in dem unteren Abschnitt der Öltrennvorrichtung 9 durch
einen Dekompressor 10' als
eine Kapillarleitung, und das Kühlmedium
mit einer niedrigen Temperatur kehrt durch den Wärmetauscher 22 zu
dem Kompressor 1 zurück.
Während
dieses Vorgangs wird die Temperatur des Flüssigphasen-Kühlmediums,
das in die Flüssigphase
gebracht wurde, indem es durch den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 2 kondensiert
und in eine Flüssigphase
umgewandelt wurde, durch den Wärmetauscher 22 herabgesetzt, das
Kühlmedium
mit der herabgesetzten Temperatur strömt in die Öltrennvorrichtung 9,
eine Trennung von Kältemaschinenöl von dem
Kühlmedium
wird gefördert,
und der Gehalt des Kältemaschinenöls in dem Kühlmedium,
das aus der Öltrennvorrichtung 9 strömt, wird
verringert, und durch dieses Merkmal kann eine Rate von Kältemaschinenöl, die von
dem Kühlmedium
getrennt wurde, stark von den obigen Prozessen reduziert werden,
bis das Kühlmedium den
als ein Verdampfer arbeitenden benutzerseitigen Wärmetau scher 4 erreicht.
Weiterhin ist es durch Einstellen der Temperatur des Kältemaschinenöls derart,
dass sie nicht niedriger als die Temperatur des Flüssigphasen-Kühlmediums in der Öltrennvorrichtung 9 ist,
auch möglich,
die Trennung des in dem aus der Öltrennvorrichtung 9 strömenden Flüssigphasen-Kühlmediums
enthaltenen Kältemaschinenöls während des
Prozesses von der Öltrennvorrichtung 9 zu
dem benutzerseitigen Wärmetauscher 4 zu eliminieren.
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Eine
Einheit, die eine Duplexleitung oder dergleichen anwendet, kann
für den
in einer Leitung zwischen dem wärmequellenseitigen
Wärmetauscher 2 und
der Öltrennvorrichtung 9 vorgesehenen
Wärmetauscher 22 angeordnet
werden, aber dieselbe Wirkung kann erhalten werden durch Vorsehen
einer Leitung, durch die ein Kühlmedium
mit einer niedrigen Temperatur hindurchgeht entlang des externen Abschnitts
des Wärmetauschers
selbst, oder durch Einfügen
der Leitung in einer Spulenform innerhalb des Wärmetauschers.
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Andererseits
wird zum Erwärmen
Dampf eines Kühlmediums
unter hohem Druck und hoher Temperatur, der durch den Kompressor 1 verdichtet ist,
durch die Leitung 16 mittels des als Kondensator arbeitenden
benutzerseitigen Wärmetauschers 4 kondensiert,
um in eine Flüssigphase
umgewandelt zu werden. Dieses Flüssigphasen-Kühlmedium geht durch die Leitung 15 als
ein Fallrohr hindurch, wird durch den Dekompressor 3 für das Kühlmedium
als einem elektronischen Expansionsventil dekomprimiert, um ein
Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kühlmedium bei niedriger Temperatur
und niedrigem Druck zu werden, und strömt in die Öltrennvorrichtung. Das Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kühlmedium
strömt
während
des Erwärmens
in die Ölstrennvorrichtung 9,
wobei das Kältemaschinenöl nicht
von dem Kühlmedium
getrennt werden kann, so dass die Schalter 11 und 11' geschlossen
werden, und eine Herabsetzung des Energiewirkungsgrades aufgrund der
Strömung
des Kühlmediums
von der Öltrennvorrichtung
zu dem Kompressor 1 und eine Beschädigung des Kompressors 1 aufgrund
von Flüssigkeitsverdichtung
werden verhindert.
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Demgemäß wird bei
diesem Beispiel Kältemaschinenöl von einem
Flüssigphasen-Kühlmedium am
Auslass des wärmequellenseitigen
Wärmetauschers 2 als
einem Kondensator getrennt und während
des Kühlens
zu dem Kompressor 1 zurückgeführt, und
auch eine Rate des Kältemaschinenöls, das
in den als ein Verdampfer arbeitenden benutzerseitigen Wärmetauscher 4 strömt, kann
stark herabgesetzt werden im Vergleich zu dem in 9 gezeigten
Beispiel, so dass es möglich
ist, ein Kälte/Klimagerät mit hohem
Energiewirkungsgrad zu erhalten, das eine Reduktion des Wärmeübertragungsvermögens verhindern
kann, die durch einen Stillstand in dem Wärmeübertragungsrohr 15 bewirkt
wird. Auch wird während
des Erwärmens, ähnlich wie
bei dem in 9 gezeigten Beispiel, eine Strömung des
Kühlmediums
von der Öltrennvorrichtung 9 zu
dem Kompressor 1 verhindert, so dass es möglich ist,
ein Kälte/Klimagerät zu erhalten,
bei dem eine Herabsetzung des Energiewirkungsgrads verhindert werden kann
und der Kompressor 1 nicht durch Flüssigkeitsverdichtung beschädigt wird.
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Es
ist festzustellen, dass, obgleich die Beschreibung des Ausführungsbeispiels
für den
Fall erfolgt, dass die Erfindung auf ein Klimagerät wie ein Raumklimagerät angewendet
wird, durch das die Raumtemperatur frei eingestellt werden kann,
die Anmeldung nicht auf den vorgenannten Fall beschränkt ist
und die Erfin dung ist anwendbar auf ein Kühlfahrzeug, ein vorgefertigtes
Gefrier-/Kühlgerät und ein
Kühlgerät für den Hausgebrauch,
und in diesem Fall kann auch dieselbe Wirkung erzielt werden.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, hat das Kälte/Klimagerät gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Kältezyklus,
der einen Kühlmediumkreis
verwendet, in welchem ein Kompressor, ein wärmequellenseitiger Wärmetauscher,
ein Dekompressor und ein benutzerseitiger Wärmetauscher aufeinander folgend
verbunden sind, um ein Kühlmedium
und Kältemaschinenöl, das keine
oder eine extrem niedrige gegenseitige Löslichkeit mit dem Kühlmedium
hat, zu zirkulieren; wobei in dem Kälte/Klimagerät nach der vorliegenden
Erfindung Öltropfen
des Kältemaschinenöls, die
in dem Kühlmedium
in einem Fallrohr, in welchem ein Flüssigphasen-Kühlmedium
von der Stromaufwärtsseite
zu der Stromabwärtsseite
in dem Kältezyklus
strömt,
strömen
und schweben, klein gemacht werden, so dass, selbst wenn eine Strömungsgeschwindigkeit
eines Flüssigphasen-Kühlmediums gering ist, Öltropfen
zusammen mit einem Flüssigphasen-Kühlmedium
auch in einem Fallrohr zusammenströmen, und aus diesem Grund tritt
ein Stillstand des Kältemaschinenöls in einem
Rohr für
eine Flüssigkeit
nicht auf.
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In
dem Kälte/Klimagerät gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Öltropfen
sehr klein gemacht durch auf der Stromaufwärtsseite des Fallrohrs vorgesehene
Verfeinerungselemente, so dass die Öltropfen mit einer Strömungsgeschwindigkeit
in dem Fallrohr strömen
können,
und aus diesem Grund tritt ein Stillstand des Kältemaschinenöls in einem Fallrohr
nicht auf.
-
In
dem Kälte/Klimagerät gemäß der vorliegenden
Erfin dung werden Öltropfen
sehr klein gemacht durch eine Platte mit einem darin vorgesehenen
Loch, durch das nur ein Öltropfen
mit einer Größe, die
kleiner als eine geforderte ist, hindurchgehen kann, so dass Öltropfen
kaum einen Fluidwiderstand gegen ein Flüssigphasen-Kühlmedium
bewirken, und aus diesem Grund kann ein Stillstand von Kältemaschinenöl durch
Herabsetzen des Druckverlustes eliminiert werden.