ES2951030T3 - Aparato de refrigeración - Google Patents

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Masaru Tanaka
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Abstract

Se proporciona un dispositivo de congelación (20) que incluye un compresor (30) y un circuito de refrigerante (10) para hacer circular un refrigerante por el compresor (30) para realizar un ciclo de congelación. El compresor (30) tiene una máquina de fluido (82) para comprimir el refrigerante y un motor (85) para accionar la máquina de fluido (82). El compresor (30) utiliza un aceite congelador que tiene una resistividad volumétrica de 1010 O mo superior a una temperatura de 20 grados C. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de refrigeración
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a un aparato de refrigeración en el que se realiza un ciclo de refrigeración.
TÉCNICA ANTERIOR
Convencionalmente, un aparato de refrigeración que incluye un circuito de refrigerante en el que se realiza un ciclo de refrigeración se ha aplicado ampliamente a un sistema de acondicionamiento de aire, un sistema de suministro de agua caliente, etc.
El documento JP-A-04-110388 describe el aparato de refrigeración de este tipo. El aparato de refrigeración incluye un circuito de refrigerante que es un circuito cerrado llenado con refrigerante. En el circuito de refrigerante se conectan entre sí un compresor, un condensador, una válvula de expansión y un evaporador. Al hacer funcionar el compresor, el refrigerante comprimido en el compresor se condensa liberando calor al aire en el condensador. La válvula de expansión reduce la presión del refrigerante condensado en el condensador y luego tal refrigerante se evapora en el evaporador. El refrigerante evaporado se succiona hacia el compresor para volver a comprimirlo. El refrigerante de la fórmula C3HmFn (1) en donde "m" y "n" son números enteros de 1-5 y satisfacen la relación de (m+n) = 6 y que tiene un único enlace doble en una estructura molecular que se utiliza para el circuito de refrigerante del documento JP-A-04-110388. Se sabe que tal refrigerante no contiene átomos de cloro y bromo y tiene una pequeña influencia en la destrucción de la capa de ozono.
El documento WO 2008/105366 (EP-A-2 119759) describe una composición de fluido de trabajo para una máquina de refrigeración, cuya composición comprende un éster de un alcohol polihídrico y un ácido graso con un contenido de ácido graso-C5-9 ramificado de 50-100% mol, y un refrigerante de fluoropropeno y/o refrigerante de trifluoroyodometano. También se describe un aceite para máquinas de refrigeración que comprende un éster de un alcohol polihídrico y un ácido graso con un contenido de ácido graso-C5-9 ramificado de 50-100 mol-%, cuyo aceite de máquina se utiliza junto con un refrigerante de fluoropropeno y/o un refrigerante de trifluoroyodometano.
El documento EP-A-2138558 describe una composición de aceite lubricante para refrigeradores que comprende un aceite base que comprende como componente principal un compuesto de éster de poliol obtenido a partir de un alcohol polihídrico seleccionado de pentaeritritol, dipentaeritritol, trimetilolpropano y neopentilglicol y un ácido monocarboxílico-C4-20 alifático y que tiene un valor ácido de ≤ 0,02 mg KOH/g y un valor ácido de ≤ 5 mg KOH/g. El documento JP-A-2006-274057 se refiere a un aceite para congelador que tiene estabilidad térmica/de hidrólisis, compatibilidad con refrigerantes y lubricidad, cuyo aceite para congelador comprende un compuesto de carboxilato polibásico alicíclico obtenido a partir de (a) un ácido carboxílico polibásico alicíclico que tiene un anillo alicíclico y > 2 grupos carboxilo que están unidos a los átomos de carbono adyacentes mutuamente en el anillo alicíclico, y (b) un alcohol que contiene un compuesto de la fórmula R1-(OR2)m-OH (1), en donde R1 es H o un grupo hidrocarburo monovalente; R2 es un grupo alquileno y m es un número entero de >1.
El documento WO 2007/053697 (EP-A-1 951 838) proporciona una composición de fluido refrigerante o de transferencia de calor que comprende al menos una fluoroolefina de la fórmula R1-CH=CHR2 (isómero E o Z) en donde R1 y R2 cada uno independientemente son C1-8-perfluoroalquilo, y la utilización de esta composición para calentar o enfriar en un aparato de refrigeración, acondicionamiento de aire o bomba de calor que tiene (a) un compresor centrífugo; (b) un compresor centrífugo multietapa, o (c) un intercambiador de calor de un solo bloque/un solo paso.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN PROBLEMA TÉCNICO
El refrigerante de fórmula (1) y que tiene l único enlace doble en la estructura molecular es un refrigerante que tiene una resistividad de volumen relativamente baja. Es decir, tal refrigerante es un refrigerante que tiene propiedades de aislamiento relativamente bajas. Así, cuando se utiliza el refrigerante para el aparato de refrigeración, la resistividad de volumen disminuye en el compresor, degradando de este modo las propiedades de aislamiento de tensión. Es probable que la corriente de un motor eléctrico se fugue a través del refrigerante y, por lo tanto, existe la posibilidad de aumentar la corriente de fuga.
La presente invención se ha realizado en vista de lo anterior, y es un objeto de la presente invención reducir o impedir la degradación de las propiedades de aislamiento de tensión en un compresor, y reducir la corriente de fuga de un motor eléctrico, en un aparato de refrigeración para el que se utiliza el refrigerante de la fórmula CaHmFn (1) en donde m y n son números enteros de 1-5 que satisfacen la relación de (m+n) = 6, y que tienen un único enlace doble en una estructura molecular.
SOLUCIÓN AL PROBLEMA
La presente invención proporciona un aparato de refrigeración que comprende:
• Un circuito (10) de refrigerante llenado con refrigerante de fluoropropeno de la fórmula C3HmFn (1) en donde m y n son números enteros de 1-5 y satisfacen la relación de (m+n) = 6, o con una mezcla de refrigerante que contiene el refrigerante,
• un compresor (30) que incluye una máquina (82) de fluidos para comprimir refrigerante, y un motor eléctrico (85) para accionar la máquina (82) de fluidos y utilizar aceite refrigerante que tiene
o una resistividad de volumen de > 1010 ü^m a 20 °C, y
o una tensión superficial de 0,02-0,04 N/m a 20 °C;
en donde el refrigerante es hecho circular en el circuito (10) por el compresor (30) para realizar un ciclo de refrigeración;
con la salvedad de que si el refrigerante es 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno, el aceite refrigerante no es un éster mixto de octanoato nonanoato de pentaeritritol que tenga
• una relación molar C8/C9 de 1/1,1,
• un peso molecular, calculado sobre la base de la estructura química de cada compuesto que constituye el aceite base, de 669,
• un valor ácido, medido según JIS K2501, de 0,00 mg KOH/g,
• un valor hidroxilo, medido según JIS K0070, de 3 > mg KOH/g
• una viscosidad cinemática a 100 °C, medida utilizando un viscosímetro capilar de vidrio según JIS K2283-1983, de 9,64,
• un punto de inflamación, medido por el método C.O.C. según JIS K2265, de 260 °C,
• un color ASTM de L0.5,
• una tensión superficial de 34,7 mN/m,
• un pH de agua extraída de 6,4,
• un contenido de cenizas de < 0,1% en masa, y
• una resistividad de volumen de 1010 ü^m.
Las realizaciones preferidas de la invención son como se definen en las reivindicaciones dependientes adjuntas y/o en la siguiente descripción detallada.
En una realización de la invención, el aceite refrigerante contiene principalmente al menos uno de éster de poliol y poli(éter de vinilo). Tanto el éster de poliol como el poli(éter de vinilo) son aceites refrigerantes que tienen una resistividad de volumen relativamente alta y que tienen compatibilidad con el refrigerante de la fórmula (1), es decir, se disuelven fácilmente con tal refrigerante. Así, en el circuito (10) de refrigerante, el refrigerante se disuelve un poco con el aceite refrigerante.
En otra realización, el aceite refrigerante tiene una viscosidad cinética de 0,3-4 x 10-4 m2/s (30-400 cSt) a 40 °C. La viscosidad cinética es ≤ 4 x 10-4 m2/s (400 cSt) a 40 °C. Así, el refrigerante se disuelve un poco con el aceite refrigerante. Además, la viscosidad cinética es > 0,3 x 10-4 m2/s (30 cSt) a 40 °C. Así, la viscosidad cinética extremadamente baja no da como resultado una resistencia insuficiente de la película de aceite, garantizando de este modo la lubricación.
En otra realización, el aceite refrigerante tiene un punto de fluidez de ≤ -30 °C. Así, cuando se realiza el ciclo de refrigeración en una condición dónde la temperatura de evaporación del refrigerante supera los -30 °C, el aceite refrigerante descargado del compresor (30) en el circuito (10) de refrigerante garantiza la fluidez incluso en una sección de baja temperatura y puede volver al compresor (30).
En la presente invención, el aceite refrigerante tiene una tensión superficial de 0,02-0,04 N/m a 20 °C. Si la tensión superficial del aceite refrigerante es extremadamente baja, es probable que se produzcan pequeñas gotas de aceite del aceite refrigerante en el refrigerante gaseoso del compresor (30), descargando de este modo una cantidad relativamente grande del aceite refrigerante del compresor (30) junto con el refrigerante. Así, existe la posibilidad de que la cantidad del aceite refrigerante que se va a descargar del compresor (30) junto con el refrigerante aumente significativamente. Por otro lado, si la tensión superficial del aceite refrigerante es extremadamente alta, es probable que el aceite refrigerante descargado del compresor (30) tenga grandes gotas de aceite en el circuito (10) de refrigerante. Así, es difícil que el refrigerante empuje el aceite refrigerante descargado del compresor (30) para que fluya, y es difícil que regrese al compresor (30). En la invención, se utiliza el aceite refrigerante, que tiene la tensión superficial que se encuentra dentro del intervalo en el que es menos probable que se produzcan las pequeñas gotas de aceite que dan lugar a la descarga de la gran cantidad del aceite refrigerante del compresor (30), y es menos probable que se produzcan las grandes gotas de aceite que dan como resultado la dificultad de garantizar el flujo del aceite refrigerante por refrigerante.
En otra realización de la invención en el compresor (30), como material aislante del motor eléctrico (85), se utilizan uno o más materiales seleccionados de polivinil formal, poliéster, poliéster modificado con THEIC, poliamida, poliamida imida, poliéster imida, poliéster amida imida, tereftalato de polietileno, naftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, sulfuro de polifenileno, poliéter éter cetona, polímero de cristal líquido y resina epoxi. Tales materiales tienen propiedades que probablemente no se desnaturalicen física o químicamente por el refrigerante de alta temperatura y de alta presión. Así, en el motor eléctrico (85), no es probable que el material aislante se desnaturalice incluso si el material aislante entra en contacto con el refrigerante y, por lo tanto, no es probable que se degraden las propiedades aislantes del material aislante.
En una realización, el refrigerante que llena el circuito refrigerante (10) es el refrigerante de componente único 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, o la mezcla de refrigerante que contiene 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno. En realizaciones alternativas, el refrigerante que llena el circuito (10) de refrigerante es una mezcla de refrigerante que contiene el refrigerante de fórmula (1) y difluorometano, o es una mezcla de refrigerante que contiene el refrigerante de fórmula (1) y pentafluoroetano.
El refrigerante de fórmula (1) es el denominado "refrigerante de baja presión". Así, cuando se utiliza, p. ej., refrigerante de un solo componente del refrigerante de fórmula (1), la influencia de la pérdida de presión del refrigerante en la eficiencia operativa de un aparato (20) de refrigeración es relativamente grande, dando como resultado una degradación relativamente mayor de una eficiencia operativa real en comparación con una eficiencia operativa teórica. Así, en un aspecto de la invención, se añade al refrigerante de fórmula (1) difluorometano, que es denominado "refrigerante de alta presión".
Además, el refrigerante de fórmula (1) es un refrigerante poco inflamable. Así, en otro aspecto de la invención, se añade al refrigerante de fórmula (1) pentafluoroetano, que es un refrigerante no inflamable.
VENTAJAS DE LA INVENCIÓN
En la presente invención, en el aparato refrigerante para el que se utiliza el refrigerante de fórmula (1) y que tiene el único enlace doble en la estructura molecular, el aceite refrigerante que tiene un intervalo relativamente amplio de resistividad de volumen se utiliza para el compresor (30). Así, en una carcasa (70) del compresor (30), la resistividad de volumen de la mezcla fluida de refrigerante y el aceite refrigerante tiene un valor un poco elevado. En consecuencia, se puede reducir la corriente de fuga del motor eléctrico (85) en el compresor (30).
En un aspecto de la invención, el aceite refrigerante que contiene principalmente al menos uno de éster de poliol y poli(éter de vinilo) que se disuelven fácilmente con el refrigerante de fórmula (1) se utiliza para el compresor (30). Así, el refrigerante se disuelve un poco con el aceite refrigerante en el circuito (10) de refrigerante.
La fluidez del aceite refrigerante descargado del compresor (30) junto con el refrigerante es aumentada disolviendo el refrigerante con el aceite refrigerante, moviéndose de este modo fácilmente en el circuito (10) de refrigerante. Si no es probable que el refrigerante se disuelva con el aceite refrigerante, es difícil que el aceite refrigerante descargado del compresor (30) regrese al compresor (30). Así, existe la posibilidad de que se produzca una escasez de aceite refrigerante en el compresor (30), dando como resultado una lubricación inadecuada en el compresor (30). Si se produce una lubricación inadecuada en el compresor (30), el refrigerante se descompone debido al calor por fricción, disminuyendo de este modo la resistividad de volumen del refrigerante. El refrigerante de fórmula (1) tiene una estabilidad relativamente baja y, por lo tanto, existe la posibilidad de disminuir extremadamente la resistividad de volumen cuando se produce una lubricación inadecuada.
Por otra parte, en el aspecto anterior de la invención, el refrigerante se disuelve un poco con el aceite refrigerante y, por lo tanto, el aceite refrigerante descargado del compresor (30) regresa fácilmente al compresor (30). Así, se puede garantizar una cantidad de almacenamiento suficiente del aceite refrigerante en el compresor (30), reduciendo de este modo la lubricación inadecuada debida a la escasez de aceite refrigerante en el compresor (30). Se puede reducir la descomposición del refrigerante debido a una lubricación inadecuada, reduciendo de este modo la disminución de la resistividad de volumen del refrigerante. En consecuencia, se puede reducir un aumento en la corriente de fuga del motor eléctrico (85) debido a la descomposición del refrigerante.
En otro aspecto de la invención, se utiliza el aceite refrigerante, que tiene una viscosidad cinética que se encuentra dentro del intervalo en el que se puede garantizar la lubricación, y el refrigerante se disuelve un poco con el aceite refrigerante. Esto reduce la lubricación inadecuada en el compresor (30), reduciendo de este modo la descomposición del refrigerante debido a la lubricación inadecuada. Así, se puede reducir el aumento de la corriente de fuga del motor eléctrico (85) debido a la descomposición del refrigerante.
En otro aspecto de la invención, cuando se realiza el ciclo de refrigeración en condiciones en las que la temperatura de evaporación del refrigerante supera los -30°C, la fluidez del aceite refrigerante puede garantizarse incluso en la sección de baja temperatura del circuito (10) de refrigerante, y el aceite refrigerante descargado del compresor (30) puede volver al compresor (30). Esto reduce la escasez de aceite refrigerante en el compresor (30). Así, se puede reducir la lubricación inadecuada en el compresor (30), reduciendo de este modo la descomposición del refrigerante debido a la lubricación inadecuada. En consecuencia, se puede reducir el aumento de la corriente de fuga del motor eléctrico (85) debido a la descomposición del refrigerante.
En la presente invención, se utiliza el aceite refrigerante, que tiene la tensión superficial que se encuentra dentro del intervalo de 0,02-0,04 N/m a 20°C, en el que las pequeñas gotas de aceite que dan como resultado la descarga de la gran cantidad de aceite refrigerante del compresor (30) es menos probable que se produzcan, y es menos probable que se produzcan las grandes gotas de aceite que dificultan garantizar el flujo de aceite refrigerante por refrigerante. Se reduce la cantidad de aceite refrigerante que se va a descargar del compresor (30) junto con el refrigerante. El aceite refrigerante descargado del compresor (30) es eliminado fácilmente por el refrigerante y luego vuelve al compresor (30). Se puede garantizar la cantidad de almacenamiento suficiente del aceite refrigerante en el compresor (30). Así, se puede reducir la lubricación inadecuada debida a la escasez de aceite refrigerante en el compresor (30), reduciendo de este modo la descomposición del refrigerante debido a la lubricación inadecuada. En consecuencia, se puede reducir el aumento de la corriente de fuga del motor eléctrico (85) debido a la descomposición del refrigerante.
En un aspecto de la invención, se añade difluorometano, que es el denominado “refrigerante de alta presión”, al refrigerante de fórmula (1). Esto reduce la influencia de la pérdida de presión del refrigerante sobre la eficacia operativa del aparato (20) de refrigeración, mejorando de este modo la eficacia operativa real del aparato (20) de refrigeración.
En otro aspecto de la invención, se añade pentafluoroetano, que es un refrigerante no inflamable, al refrigerante de fórmula (1). Así, es menos probable que el refrigerante del circuito (10) de refrigerante se incendie, mejorando de este modo la fiabilidad del aparato (20) de refrigeración.
En otro aspecto de la invención, ciertos materiales seleccionados de polivinil formal, poliéster, poliéster modificado con THEIC, poliamida, poliamida imida, poliéster imida, poliéster amida imida, tereftalato de polietileno, naftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, sulfuro de polifenileno, poliéter éter cetona, polímero de cristal líquido y la resina epoxi, que tienen propiedades aislantes que probablemente no se degradarán incluso si tal material entra en contacto con el refrigerante, se utilizan como material aislante del motor eléctrico (85). Esto evita la degradación de las propiedades aislantes del material aislante del motor eléctrico (85), reduciendo de este modo el aumento de la corriente de fuga del motor eléctrico (85).
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La FIGURA 1 es un diagrama de configuración esquemático de un aparato de refrigeración de una realización.
La FIGURA 2 es una vista en sección longitudinal de un compresor de la realización.
La FIGURA 3 es una vista en sección transversal de una máquina de fluidos del compresor de la realización. DESCRIPCIÓN DE LOS CARACTERES DE REFERENCIA
10 Circuito de Refrigerante
11 Intercambiador de Calor Exterior
15 Intercambiador de calor Interior
20 Aparato de Refrigeración
22 Unidad Exterior
23 Unidad Interior
30 Compresor
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES
Las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle posteriormente con referencia a los dibujos. La presente realización está destinada a un sistema (20) de acondicionamiento de aire que incluye un aparato (20) de refrigeración de la presente invención. Como se ilustra en la FIGURA 1, el sistema (20) de acondicionamiento de aire de la presente realización incluye una unidad exterior (22) y tres unidades interiores (23a, 23b, 23c). El número de las unidades interiores (23a, 23b, 23c) se establece simplemente a modo de ejemplo.
El sistema (20) de acondicionamiento de aire incluye un circuito (10) de refrigerante llenado con refrigerante para realizar un ciclo de refrigeración. El circuito (10) de refrigerante incluye un circuito exterior (9) alojado en la unidad exterior (22); y un circuito interior (17a, 17b, 17c) alojado en cada una de las unidades interiores (23a, 23b, 23c). Los circuitos interiores (17a, 17b, 17c) se conectan al circuito exterior (9) a través de una tubería (18) de comunicación del lado del fluido y una tubería (19) de comunicación del lado del gas. Los circuitos interiores (17a, 17b, 17c) están conectados entre sí en paralelo.
El circuito (10) de refrigerante de la presente realización es llenado con refrigerante de un solo componente de 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-1-propeno (en lo sucesivo denominado "HFO-1234yf') como refrigerante. La fórmula química de HFO-1234yf es FCa-CF=CH2.
<Configuración del circuito exterior>
El circuito exterior (9) incluye un compresor (30), un intercambiador (11) de calor exterior, una válvula (12) de expansión exterior y una válvula (13) de conmutación de cuatro vías.
El compresor (30) es, p. ej., un compresor inversor con capacidad operativa variable. La energía eléctrica se suministra al compresor (30) a través de un inversor. Un lado de descarga del compresor (30) está conectado a un segundo puerto (P2) de la válvula (13) de conmutación de cuatro vías, y un lado de succión del compresor (30) está conectado a un primer puerto (P1) de la válvula (13) de conmutación de cuatro vías. El compresor (30) se describirá en detalle más adelante.
El intercambiador (11) de calor exterior es un intercambiador de calor de aletas y tubos del tipo de aletas cruzadas. Un ventilador exterior (14) está previsto cerca del intercambiador (11) de calor exterior. En el intercambiador (11) de calor exterior, el calor se intercambia entre el aire exterior y el refrigerante. Un extremo del intercambiador (11) de calor exterior está conectado a un tercer puerto (P3) de la válvula (13) de conmutación de cuatro vías, y el otro extremo está conectado a la válvula (12) de expansión exterior. Un cuarto puerto (P4) de la válvula (13) de conmutación de cuatro vías está conectado a la tubería (19) de comunicación del lado del gas.
La válvula (12) de expansión exterior está prevista entre el intercambiador (11) de calor exterior y un extremo del lado del fluido del circuito exterior (9). La válvula (12) de expansión exterior es una válvula de expansión eléctrica con apertura variable.
La válvula (13) de conmutación de cuatro vías se puede cambiar entre un primer estado en el que el primer puerto (P1) se comunica con el cuarto puerto (P4) y el segundo puerto (P2) se comunica con el tercer puerto (P3) (estado indicado por una línea continua en la FIGURA 1); y un segundo estado en el que el primer puerto (P1) se comunica con el tercer puerto (P3), y el segundo puerto (P2) se comunica con el cuarto puerto (P4) (estado indicado por una línea discontinua en la FIGURA 1).
<Configuración del circuito interior>
En cada uno de los circuitos interiores (17a, 17b, 17c), hay previstos un intercambiador (15a, 15b, 15c) de calor interior y una válvula (16a, 16b, 16c) de expansión interior en el orden desde un extremo del lado del gas del mismo hacia un extremo del lado del fluido.
El intercambiador (15a, 15b, 15c) de calor interior es un intercambiador de calor de aletas y tubos del tipo de aletas cruzadas. Un ventilador interior (21a, 21b, 21c) está previsto cerca del intercambiador (15a, 15b, 15c) de calor interior. En el intercambiador (15a, 15b, 15c) de calor interior, el calor se intercambia entre el aire ambiente y el refrigerante. Además, la válvula (16a, 16b, 16c) de expansión interior es una válvula de expansión eléctrica con apertura variable.
<Configuración del compresor>
El compresor (30) es, p. ej., un compresor hermético de tipo espiral de cúpula de alta presión. Se describirá una configuración del compresor (30) con referencia a las FIGURAS 2 y 3.
El compresor (30) es un denominado "compresor vertical", e incluye una carcasa (70) que es un recipiente hermético. Un motor eléctrico (85) y una máquina (82) de fluidos están dispuestos dentro de la carcasa (70) en el orden de abajo hacia arriba.
El motor eléctrico (85) incluye un estátor (83) y un rotor (84). El estátor (83) está fijado a una sección del cuerpo de la carcasa (70). Por otro lado, el rotor (84) está dispuesto en un lado interior con respecto al estátor (83) y está conectado a un cigüeñal (90). El cigüeñal (90) está soportado por un miembro (60) de cojinete inferior dispuesto cerca de un sumidero de aceite de la carcasa (70).
La máquina (82) de fluidos incluye una espiral móvil (76) y una espiral fija (75) y sirve como un mecanismo de compresión de tipo espiral. La espiral móvil (76) incluye una placa (76b) de extremo del lado móvil aproximadamente con forma de disco y una envoltura (76a) del lado móvil en espiral. La envoltura (76a) del lado móvil está dispuesta verticalmente en una superficie frontal (superficie superior) de la placa (76b) de extremo del lado móvil. Una protuberancia cilíndrica (76c) en la que se inserta una sección excéntrica del cigüeñal (90) está dispuesta verticalmente en una superficie posterior (superficie inferior) de la placa (76b) de extremo del lado móvil. La espiral móvil (76) está soportada por un alojamiento (77) dispuesto debajo de la espiral móvil (76), a través de un anillo (79) de Oldham. Por otro lado, la espiral fija (75) incluye una placa (75b) de extremo del lado fijo aproximadamente con forma de disco y una envoltura (75a) del lado fijo en espiral. La envoltura (75a) del lado fijo está dispuesta verticalmente en una superficie frontal (superficie inferior) de la placa (75b) de extremo del lado fijo. En la máquina (82) de fluidos, la envoltura (75a) del lado fijo se acopla con la envoltura (76a) del lado móvil, formando de este modo una pluralidad de cámaras (73a, 73b) de compresión entre las secciones de contacto de ambas envolturas (75a, 76a).
En el compresor (30) de la presente realización, se emplea una denominada "estructura en espiral asimétrica", y la envoltura (75a) del lado fijo y la envoltura (76a) del lado móvil tienen un número diferente de vueltas (la diferente longitud de la envoltura en espiral) entre sí. La pluralidad de cámaras (73a, 73b) de compresión incluye una primera cámara (73a) de compresión definida entre una superficie circunferencial interior de la envoltura (75a) del lado fijo y una superficie circunferencial exterior de la envoltura (76a) del lado móvil; y una segunda cámara (73b) de compresión definida entre una superficie circunferencial exterior de la envoltura (75a) del lado fijo y una superficie circunferencial interior de la envoltura (76b) del lado móvil.
En la máquina (82) de fluidos, se forma un puerto (98) de succión en una sección de borde exterior de la espiral fija (75). Una tubería (57) de succión que penetra en una sección superior de la carcasa (70) está conectado al puerto (98) de succión. El puerto (98) de succión se comunica intermitentemente con cada una de la primera cámara (73a) de compresión y la segunda cámara (73b) de compresión en respuesta al movimiento orbital de la espiral móvil (76). Además, en el puerto (98) de succión hay prevista una válvula de retención de succión (no mostrada en la figura) para impedir que el refrigerante fluya de regreso desde la cámara (73a, 73b) de compresión a la tubería (57) de succión.
En la máquina (82) de fluidos, se forma un puerto (93) de descarga en una sección central de la placa (75b) de extremo del lado fijo. El puerto (93) de descarga se comunica intermitentemente con cada una de la primera cámara (73a) de compresión y la segunda cámara (73b) de compresión en respuesta al movimiento orbital de la espiral móvil (76). El puerto (93) de descarga se abre a un espacio silenciador (96) formado por encima de la espiral fija (75).
La carcasa (70) está dividida en un espacio (101) de succión superior y un espacio (100) de descarga inferior por el alojamiento (77) con forma de disco. El espacio (101) de succión se comunica con el puerto (98) de succión a través de un puerto de comunicación que no se ha mostrado en la figura. El espacio (100) de descarga se comunica con el espacio silenciador (96) a través de una trayectoria (103) de comunicación formada a través de la espiral fija (75) y el alojamiento (77). El refrigerante descargado a través del puerto (93) de descarga fluye hacia el espacio (100) de descarga a través del espacio silenciador (96) durante una operación y, por lo tanto, el espacio (100) de descarga se convierte en un espacio de alta presión llenado con refrigerante comprimido en la máquina (82) de fluidos. Una tubería (56) de descarga que penetra en la sección de cuerpo de la carcasa (70) se abre al espacio (100) de descarga.
Como material aislante del motor eléctrico (85) en el compresor (30) de la presente realización, se utiliza material que no se desnaturaliza física o químicamente por el refrigerante incluso si tal material entra en contacto con refrigerante de alta temperatura y de alta presión, y que particularmente tiene resistencia a los disolventes, resistencia a la extracción, estabilidad térmica/química y resistencia a la formación de espuma. El material aislante del motor eléctrico (85) incluye, p. ej., material de revestimiento aislante de los devanados del estátor (83); y películas aislantes del estátor (83) y el rotor (84).
En concreto, para el material de revestimiento aislante de los devanados del estátor (83), se utilizan uno o más materiales seleccionados de entre los siguientes: polivinil formal; poliéster; poliéster modificado con THEIC; poliamida; poliamida imida; poliéster imida; y poliéster amida imida. Son preferibles los alambres con revestimiento doble en los que una capa superior está hecha de poliamida imida y una capa inferior está hecha de poliéster imida. Se puede utilizar un revestimiento de esmalte que tenga una temperatura de transición vítrea de > 120 °C además de los materiales descritos anteriormente.
Además, para la película aislante, uno o más materiales seleccionados de tereftalato de polietileno (PET); naftalato de polietileno; sulfuro de polifenileno (PPS); y tereftalato de polibutileno (PBT). Se puede utilizar una película espumante hecha del mismo material espumante que el de refrigerante del ciclo de refrigeración. Como material aislante para sostener devanados tales como aisladores, se utilizan uno o más materiales seleccionados de poliéter éter cetona (PEEK) y polímero de cristal líquido (LCP). La resina epoxi se utiliza para el barniz.
En el compresor (30), para el material de sellado, se utilizan uno o más materiales seleccionados de politetrafluoroetileno; empaquetadura de fibras de aramida o NBR; perfluoroelastómero; caucho de silicona; caucho NBR hidrogenado; caucho que contiene flúor; y caucho de hidrina.
El sumidero de aceite en el que se almacena el aceite refrigerante está formado en una sección inferior de la carcasa (70). Una primera trayectoria (104) de suministro de aceite que se abre al sumidero de aceite está formada dentro del cigüeñal (90). Una segunda trayectoria (105) de suministro de aceite conectada a la primera trayectoria (104) de suministro de aceite está formada en la placa (76b) de extremo del lado móvil. En el compresor (30), el aceite refrigerante en el sumidero de aceite se suministra a la cámara (73a, 73b) de compresión del lado de baja presión a través de la primera trayectoria (104) de suministro de aceite y la segunda trayectoria (105) de suministro de aceite.
En la presente realización, se puede utilizar para el compresor (30) aceite refrigerante que contiene principalmente al menos uno de dos aceites base que son éster de poliol y poli(éter de vinilo). Por ejemplo, para el aceite refrigerante de la presente realización, se utiliza aceite refrigerante que contiene principalmente solo poli(éter de vinilo) de los dos aceites base.
Para el aceite refrigerante de la presente realización, se usa aceite refrigerante que contiene principalmente poli(éter de vinilo) que tiene un bloque de construcción de fórmula (I). Entre los poli(éteres de vinilo), el poli(éter de vinilo) con tal estructura tiene una compatibilidad excelente con el refrigerante de fórmula (1).
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En la fórmula (I), R1-R3 cada uno independientemente son un grupo hidrocarburo en el que el número de hidrógeno o de carbono es 1 -8, y R4 tiene una relación de composición en la que un C1-2-grupo alquilo es el 40-100%, y un C3-4-grupo alquilo es el 0-60%, en cada uno de los bloques de construcción.
El aceite refrigerante de la presente realización tiene una resistividad de volumen de 1010 a 1015 Q^m; una viscosidad cinética de 0,3-4 x 10-4 m2/s (30-400 cSt) a 40 °C; un punto de fluidez de ≤ -30 °C; una tensión superficial de 0,02­ 0,04 N/ma 20 °C; una densidad de 0,8-1,8 g/cm3 a 15 °C; una cantidad de agua saturada de > 2000 ppm a 30 °C y una humedad relativa del 90%; y un punto de anilina que se encuentra dentro de un intervalo de valores predeterminado. Tales valores de propiedad del aceite refrigerante son los mismos para el aceite refrigerante descrito en una variación y otras realizaciones que se describirán más adelante. Los valores de propiedad son valores del propio aceite refrigerante en un estado en el que el refrigerante no se disuelve.
El valor del punto de fluidez se obtiene mediante un método de prueba especificado por "JIS K 2269". El "punto de anilina" significa un valor que representa la solubilidad de, p. ej., un disolvente de hidrocarburo, y representa una temperatura cuando una muestra (aceite refrigerante en la presente realización) se enfría mezclándola con el mismo volumen de anilina, y la muestra y la anilina. ya no se disuelven para enturbiarlos. El valor del punto de anilina se obtiene mediante un método de prueba especificado por "JIS K 2256". Al seleccionar material de resina compatible con el refrigerante de fórmula (1), es importante seleccionar el material de resina teniendo en cuenta el punto de anilina del aceite refrigerante.
En la presente realización, se utiliza aceite refrigerante que tiene un intervalo relativamente amplio de resistividad de volumen. En la carcasa (70) del compresor (30), la resistividad de volumen de la mezcla fluida de refrigerante y aceite refrigerante tiene un valor un poco elevado. Así, la corriente de fuga del motor eléctrico (85) se reduce relativamente en el compresor (30).
En la presente realización, el poli(éter de vinilo), que es el componente principal del aceite refrigerante, es compatible con el HFO-1234yf. La viscosidad cinética del aceite refrigerante es ≤ 4 x 10-4 m2/s (400 cSt) a 40 °C. Así, el HFO-1234yf se disuelve un poco con el aceite refrigerante. El punto de fluidez del aceite refrigerante es igual o inferior a -30 °C, por lo que no provoca un estado en el que el aceite refrigerante no fluya en un área donde fluye refrigerante a baja temperatura. La tensión superficial del aceite refrigerante ≤ 0,04 N/m a 20 °C y, por lo tanto, es menos probable que el aceite refrigerante descargado del compresor (30) produzca grandes gotas de aceite, que son difíciles de empujar para que fluyan por el refrigerante. La densidad del aceite refrigerante es ≤ 1,8 g/cm3 a 15 °C, y por lo tanto se evita un estado en el que es menos probable que el aceite refrigerante descargado del compresor (30) vuelva al compresor (30) debido a la densidad extremadamente alta. Así, el aceite refrigerante descargado del compresor (30) se disuelve con el HFO-1234yf y luego vuelve al compresor (30) junto con el HFO-1234yf.
La tensión superficial del aceite refrigerante es > 0,02 N/m a 20 °C y, por lo tanto, es menos probable que se produzcan pequeñas gotas de aceite en el refrigerante gaseoso dentro del compresor (30). Así, una gran cantidad del aceite refrigerante no se descarga del compresor (30). Además, la densidad del aceite refrigerante es > 0,8 g/cm3 a 15 °C, y por lo tanto la densidad extremadamente baja no da como resultado la descarga de una gran cantidad de aceite refrigerante del compresor (30).
Como se describió anteriormente, en la presente realización, se reduce la cantidad de aceite refrigerante que se va a descargar del compresor (30) junto con el refrigerante. El aceite refrigerante descargado del compresor (30) se disuelve con refrigerante y luego vuelve al compresor (30). Así, se puede garantizar una cantidad de almacenamiento suficiente del aceite refrigerante en el compresor (30).
Además, la viscosidad cinética del aceite refrigerante es > 0,3 x 10-4 m2/s (30 cSt) a 40 °C y, por lo tanto, la viscosidad cinética extremadamente baja no da como resultado una resistencia insuficiente de la película de aceite. En consecuencia, se puede garantizar la lubricación. Como se ha descrito anteriormente, en la presente realización, no se provoca una escasez de aceite refrigerante en el compresor (30), garantizando de este modo la suficiente resistencia de la película de aceite. Esto reduce la lubricación inadecuada en el compresor (30) y reduce la disminución de la resistividad de volumen del refrigerante al descomponer el refrigerante debido al calor por fricción. Así, se reduce un aumento en la corriente de fuga del motor eléctrico (85) debido a la descomposición del refrigerante.
En la presente realización, la cantidad de agua saturada del aceite refrigerante es > 2000 ppm a 30 °C y una humedad relativa del 90%, lo que da como resultado propiedades higroscópicas relativamente altas del aceite refrigerante. Esto permite que el aceite refrigerante atrape una cierta cantidad de humedad en el HFO-1234yf. El HFO-1234yf tiene una estructura molecular que tiende a alterarse/deteriorarse debido a la influencia de la humedad contenida. Así, un efecto higroscópico del aceite refrigerante puede reducir tal deterioro.
En la presente realización, se utiliza el aceite refrigerante, que tiene el punto de anilina que se encuentra dentro del intervalo de valores predeterminado en el que no se degradan las propiedades aislantes del material aislante del motor eléctrico (85), que es resina. Si el punto de anilina es extremadamente bajo, el aceite refrigerante expande el material aislante del motor eléctrico (85), que es resina, degradando de este modo las propiedades aislantes. Por otro lado, si el punto de anilina es extremadamente alto, el aceite refrigerante contrae el material aislante del motor eléctrico (85), aumentando de este modo la dureza del material aislante. Es probable que la vibración del compresor (30) dañe el material aislante, y existe la posibilidad de degradar las propiedades aislantes del motor eléctrico (85). Así, en la presente realización, se utiliza el aceite refrigerante, que tiene el punto de anilina dentro del intervalo de valores predeterminado en el que el material aislante del motor eléctrico (85) no se expande y no se endurece. Es decir, se utiliza el aceite refrigerante, que tiene el punto de anilina dentro del intervalo de valores predeterminado en el que no se degradan las propiedades aislantes del motor eléctrico (85). Esto evita la degradación de las propiedades aislantes del material aislante del motor eléctrico (85) debido a una influencia del aceite refrigerante.
Un agente atrapador de ácido, un aditivo de presión extrema, un agente antioxidante, un agente antiespumante, un agente oleoso y un desactivador de cobre se añaden al aceite refrigerante de la presente realización como aditivos. Los seis aditivos se utilizan en la presente realización. Sin embargo, cada uno de los aditivos se puede añadir según sea necesario, y solo se puede añadir un solo tipo de aditivo. Se establece una cantidad de composición de cada aditivo para que la proporción contenida en el aceite refrigerante sea el 0,01-5% en masa. Las cantidades de composición del agente atrapador de ácido y del agente antioxidante preferiblemente se encuentran dentro de un intervalo del 0,05-3% en masa.
Para el agente atrapador de ácido, se pueden utilizar compuestos epoxi tales como fenil glicidil éter, alquil glicidil éter, alquilen glicol glicidil éter, óxido de ciclohexeno, óxido de a-olefina y aceite de soja epoxidado. Entre estos agentes, los agentes atrapadores de ácido preferibles en términos de compatibilidad son fenil glicidil éter, alquil glicidil éter, alquilen glicol glicidil éter, óxido de ciclohexeno y óxido de a-olefina. Un grupo alquilo de alquil glicidil éter y un grupo alquileno de alquilen glicol glicidil éter pueden tener ramificaciones. El número de carbonos de tales grupos puede ser de 3-30; preferiblemente de 4-24; y más preferiblemente de 6-16. Además, para el óxido de aolefina, el número total de carbonos puede ser 4-50; preferiblemente 4-24; y más preferiblemente 6-16. Se puede utilizar un solo tipo de agente atrapador de ácido, o se pueden combinar múltiples tipos de agentes atrapadores de ácido.
Se puede utilizar un aditivo de presión extrema que contenga ésteres fosfóricos. Como ejemplos de ésteres fosfóricos, se puede utilizar éster fosfórico; éster de fosfito; éster fosfórico ácido; y éster de fosfito ácido. Además, se puede utilizar un aditivo de presión extrema, que contiene ésteres fosfóricos tales como éster fosfórico, éster de fosfito, éster fosfórico ácido y éster fosfito ácido que contienen sal de amina.
El éster fosfórico incluye, p. ej., fosfato de triarilo; fosfato de trialquilo; fosfato de trialquilarilo; fosfato de triarilo alquilo; y fosfato de trialquenilo. Además, el éster fosfórico incluye específicamente, p. ej., fosfato de trifenilo; fosfato de tricresilo; fosfato de bencildifenilo; fosfato de etildifenilo; fosfato de tributilo; fosfato de dibutilo y etilo; fosfato de cresildifenilo; fosfato de dicresilfenilo; fosfato de etilfenildifenilo; fosfato de dietilfenilfenilo; fosfato de propilfenildifenilo; fosfato de dipropilfenilfenilo; fosfato de trietilfenilo; fosfato de tripropilfenilo; fosfato de butilfenildifenilo; fosfato de dibutilfenilfenilo; fosfato de tributilfenilo; fosfato de trihexilo; fosfato de tri(2-etilhexilo); fosfato de tridecilo; fosfato de trilauril; fosfato de trimiristilo; fosfato de tripalmitilo; fosfato de triestearilo; y fosfato de trioleilo.
El éster de fosfito incluye específicamente, p. ej., fosfito de trietilo; fosfito de tributilo; fosfito de trifenilo; fosfito de tricresilo; fosfito de tri(nonilfenilo); fosfito de tri(2-etilhexilo); fosfito de tridecilo; fosfito de trilauril; fosfito de triisooctilo; fosfito de difenilisodecilo; fosfito de triestearilo; y fosfito de trioleilo.
El éster fosfórico ácido incluye específicamente, p. ej., fosfato ácido de 2-etilhexilo; fosfato ácido de etilo; fosfato ácido de butilo; fosfato ácido de oleilo; fosfato ácido de tetracosilo; fosfato ácido de isodecilo; fosfato ácido de laurilo; fosfato ácido de tridecilo; fosfato ácido de estearilo; y fosfato ácido de isoestearilo.
El éster de fosfito ácido incluye específicamente, p. ej., fosfito de hidrógeno de dibutilo; fosfito de hidrógeno de dilaurilo; fosfito de hidrógeno de dioleilo; fosfito de hidrógeno de diestearilo; y fosfito de hidrógeno de difenilo. Entre los ésteres fosfóricos descritos anteriormente, se prefiere el fosfato ácido de oleilo o el fosfato ácido de estearilo. La amina monosustituida de amina utilizada para la sal de amina de éster fosfórico, éster fosfito, éster fosfórico ácido o éster fosfito ácido incluye específicamente, p. ej., butilamina; pentilamina; hexilamina; ciclohexilamina; octilamina; laurilamina; estearilamina; oleilamina; y bencilamina. La amina disustituida incluye específicamente, p. ej., dibutilamina; dipentilamina; dihexilamina; diciclohexilamina; dioctilamina; dilaurilamina; diestearilamina; dioleilamina; dibencilamina; estearil monoetanolamina; decil monoetanolamina; hexil monopropanolamina; bencil monoetanolamina; fenil monoetanolamina; y tolil monopropanolamina. La amina trisustituida incluye específicamente, p. ej., tributilamina; tripentilamina; trihexilamina; triciclohexilamina; trioctilamina; trilaurilamina; triestearilamina; trioleilamina; tribencilamina; dioleil monoetanolamina; dilauril monopropanolamina; monoetanolamina de dioctilo; dihexil monopropanolamina; dibutil monopropanolamina; oleil dietanolamina; estearil dipropanolamina; lauril dietanolamina; octil dipropanolamina; butil dietanolamina; bencil dietanolamina; fenil dietanolamina; tolil dipropanolamina; xilil dietanolamina; trietanolamina; y tripropanolamina.
Además, se pueden añadir aditivos de presión extrema distintos de los anteriores. Por ejemplo, se puede utilizar lo siguiente: un aditivo de presión extrema compuesto de azufre orgánico tal como monosulfuros, polisulfuros, sulfóxidos, sulfonas, tiosulfinatos, sulfuros de aceite, tiocarbonatos, tiofenos, tiazoles y ésteres de metanosulfonato; un aditivo de presión extrema de tiofosfato tal como triésteres de tiofosfato; un aditivo de presión extrema de éster tal como ácidos grasos superiores, ácidos grasos de hidroxiarilo, ésteres de alcohol polihídrico y ésteres de ácido acrílico; un aditivo de presión extrema de cloruro orgánico tal como hidrocarburos clorados y derivados del ácido carboxílico clorado; un aditivo de presión extrema de flúor orgánico tal como ácidos carboxílicos alifáticos fluorados, resina de etileno fluorada, alquilpolisiloxanos fluorados y grafitos fluorados; un aditivo de alcohol de presión extrema tal como alcohol superior; y un aditivo de presión extrema compuesto de metal tal como naftenatos (naftenato de plomo, etc.), sales de ácidos grasos (ácido graso de plomo, etc.), tiofosfatos (cinc dialquil fosforoditioato, etc.), sales de ácido tiocarbámico, un compuesto orgánico de molibdeno, un compuesto de organoestaño, un compuesto de organogermanio y ésteres de borato.
Para el agente antioxidante, se puede utilizar un agente antioxidante de fenol o un agente antioxidante de amina. El agente antioxidante de fenol incluye, p. ej., 2,6-di-tert-butil-4-metilfenol (DBPC); 2, 6-di-tert-butil-4-etilfenol; 2, 2'-metilenbis(4-metil-6-tert-butilfenol); 2, 4-dimetil-6-tert-butilfenol; y 2,6-di-tert-butilfenol. Además, el agente antioxidante de amina incluye, p. ej., N,N'-diisopropil-p-fenilendiamina; N,N'-di-sec-butil-p-fenilendiamina; fenil-anaftilamina; y N,N'-di-fenil-p-fenilendiamina.
Para el desactivador de cobre se puede utilizar benzotriazol, un derivado del mismo, etc. Para el agente antiespumante, se puede utilizar un compuesto de silicio. Para el agente oleoso se pueden utilizar alcoholes superiores.
Según sea necesario, se puede añadir un aditivo resistente a la carga, un agente atrapador de oxígeno, un agente atrapador de cloro, un dispersante detergente, un mejorador del índice de viscosidad, un agente antioxidante, un estabilizador, un inhibidor de la corrosión, un agente reductor del punto de fluidez, etc. al aceite refrigerante de la presente realización. El agente atrapador de oxígeno es un aditivo para atrapar oxígeno. Se puede establecer una cantidad de composición de cada aditivo de modo que la proporción contenida en el aceite refrigerante sea del 0,01 -5% en masa, preferiblemente del 0,05-3% en masa. El aceite refrigerante de la presente realización tiene una concentración de cloro de ≤ 50 ppm y una concentración de azufre de ≤ 50 ppm.
Operación
Se describirá una operación del sistema (20) de acondicionamiento de aire. El sistema (20) de acondicionamiento de aire puede realizar una operación de refrigeración y una operación de calefacción, y cambia entre la operación de refrigeración y la operación de calefacción mediante la válvula (13) de conmutación de cuatro vías.
«Operación de refrigeración»
En la operación de refrigeración, la válvula (13) de conmutación de cuatro vías se establece en el primer estado. En tal estado, cuando opera el compresor (30), el refrigerante de alta presión descargado del compresor (30) se condensa liberando calor al aire exterior en el intercambiador (11) de calor exterior. El refrigerante condensado en el intercambiador (11) de calor exterior se distribuye a cada uno de los circuitos interiores (17a, 17b, 17c). La válvula (16a, 16b, 16c) de expansión interior reduce la presión del refrigerante que fluye hacia el circuito interior (17a, 17b, 17c), y luego dicho refrigerante se evapora absorbiendo el calor del aire ambiente en el intercambiador (15a, 15b, 15c) de calor interior. Mientras tanto, el aire ambiente se enfría y se suministra a una habitación.
El refrigerante evaporado en el circuito interior (17a, 17b, 17c) se une al refrigerante evaporado en los otros circuitos interiores (17a, 17b, 17c), y luego vuelve al circuito exterior (9). En el circuito exterior (9), el refrigerante devuelto desde los circuitos interiores (17a, 17b, 17c) se vuelve a comprimir en el compresor (30), y luego se descarga tal refrigerante. Durante la operación de refrigeración, se realiza un control del grado de sobrecalentamiento, en el que se controla la apertura de la válvula (16a, 16b, 16c) de expansión interior para que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en un puerto de salida del intercambiador (15a, 15b, 15c) es un valor constante (p. ej., 5 °C).
«Operación de calefacción»
En la operación de calefacción, la válvula (13) de conmutación de cuatro vías se establece en el segundo estado. En tal estado, cuando opera el compresor (30), el refrigerante de alta presión descargado del compresor (30) se distribuye a cada uno de los circuitos interiores (17a, 17b, 17c). El refrigerante que fluye hacia el circuito interior (17a, 17b, 17c) se condensa liberando calor al aire ambiente en el intercambiador (15a, 15b, 15c) de calor interior. Mientras tanto, el aire ambiente se calienta y se suministra a una habitación. El refrigerante condensado en el intercambiador (15a, 15b, 15c) de calor interior se une al refrigerante condensado en los otros intercambiadores (15a, 15b, 15c) de calor interior, y tal refrigerante vuelve al circuito exterior (9).
En el circuito exterior (9), la válvula (12) de expansión exterior reduce la presión del refrigerante que es devuelto de los circuitos interiores (17a, 17b, 17c), y luego tal refrigerante se evapora absorbiendo el calor del aire exterior en el intercambiador (11) de calor exterior. El refrigerante evaporado en el intercambiador (11) de calor exterior se vuelve a comprimir en el compresor (30), y luego se descarga tal refrigerante. Durante la operación de calentamiento, se realiza un control de subenfriamiento, en el que se controla la apertura de la válvula (16a, 16b, 16c) de expansión interior para que el grado de sobreenfriamiento del refrigerante en el puerto de salida del intercambiador (15a, 15b, 15c) de calor interior es un valor constante (p. ej., 5 °C).
Ventajas de la realización
En la presente realización, en el aparato de refrigeración para el que se utiliza el refrigerante de fórmula (1), se utiliza para el compresor (30) el aceite refrigerante que tiene un intervalo relativamente amplio de resistividad de volumen. Así, en la carcasa (70) del compresor (30), la resistividad de volumen de la mezcla fluida de refrigerante y aceite refrigerante es un valor un poco alto. Así, la corriente de fuga del motor eléctrico (85) se reduce relativamente en el compresor (30).
En la presente realización, el aceite refrigerante que contiene principalmente al menos uno de éster de poliol y poli(éter de vinilo) que se disuelve fácilmente con el refrigerante de fórmula (1) se utiliza para el compresor (30). Así, el refrigerante se disuelve un poco con el aceite refrigerante en el circuito (10) de refrigerante y, por lo tanto, el aceite refrigerante descargado del compresor (30) vuelve fácilmente al compresor (30). Esto garantiza la cantidad suficiente de almacenamiento de aceite refrigerante en el compresor (30), reduciendo de este modo la lubricación inadecuada debida a la escasez de aceite refrigerante en el compresor (30). Se puede reducir la descomposición del refrigerante debido a una lubricación inadecuada, reduciendo de este modo la disminución de la resistividad de volumen del refrigerante. En consecuencia, se puede reducir el aumento de la corriente de fuga del motor eléctrico (85) debido a la descomposición del refrigerante.
En la presente realización, se utiliza el aceite refrigerante, que tiene una viscosidad cinética que se encuentra dentro del intervalo en el que se garantiza la lubricación, y el refrigerante se disuelve un poco. Esto reduce la lubricación inadecuada en el compresor (30), reduciendo de este modo la descomposición del refrigerante debido a la lubricación inadecuada. Así, se puede reducir la disminución de la resistividad de volumen del refrigerante y se puede reducir el aumento de la corriente de fuga del motor eléctrico (85).
En la presente realización, el punto de fluidez del aceite refrigerante es igual o inferior a -30 °C. Así, se garantiza la fluidez del aceite refrigerante incluso en una sección de baja temperatura del circuito (10) de refrigerante, permitiendo de este modo que el aceite refrigerante descargado del compresor (30) vuelva al compresor (30). Esto evita el estado en el que el aceite refrigerante descargado del compresor (30) no vuelve al compresor (30). En consecuencia, se puede reducir la lubricación inadecuada en el compresor (30), reduciendo de este modo la descomposición del refrigerante debido a la lubricación inadecuada. Esto reduce la disminución de la resistividad de volumen del refrigerante y reduce el aumento de la corriente de fuga del motor eléctrico (85).
En la presente realización, se utiliza el aceite refrigerante, que tiene la tensión superficial que se encuentra dentro del intervalo en el que es menos probable que se produzcan las pequeñas gotas de aceite que dan como resultado la descarga de una gran cantidad de aceite refrigerante del compresor (30), y es menos probable que se produzcan las grandes gotas de aceite que dificultan garantizar el flujo del aceite refrigerante por refrigerante. Esto reduce la cantidad de aceite refrigerante que se va a descargar del compresor (30) junto con el refrigerante. El aceite refrigerante descargado del compresor (30) es eliminado fácilmente por el refrigerante y luego vuelve al compresor (30). Así, se puede garantizar la cantidad de almacenamiento suficiente del aceite refrigerante en el compresor (30). En consecuencia, se puede reducir la lubricación inadecuada debida a la escasez de aceite refrigerante en el compresor (30), reduciendo de este modo la descomposición del refrigerante debido a la lubricación inadecuada. Esto reduce la disminución de la resistividad de volumen del refrigerante y reduce el aumento de la corriente de fuga del motor eléctrico (85).
En la presente realización, se utiliza el aceite refrigerante, que tiene el punto de anilina dentro del intervalo en el que las propiedades aislantes del motor eléctrico (85) no se degradan. Esto evita la degradación de las propiedades aislantes del motor eléctrico (85) debido a la influencia del aceite refrigerante, reduciendo de este modo el aumento de la corriente de fuga del motor eléctrico (85).
En la presente realización, el material que tiene las propiedades aislantes que no es probable que se degrade incluso cuando tal material entra en contacto con el refrigerante se utiliza como el material aislante del motor eléctrico (85). Esto evita la degradación de las propiedades aislantes del material aislante del motor eléctrico (85). Variación de la realización
En una variación de la presente realización, se utiliza para el compresor (30) aceite refrigerante que contiene principalmente solo éster de poliol de dos aceites base que son éster de poliol y poli(éter de vinilo). Cualquiera de los siguientes se utiliza para éster de poliol: "éster de alcohol polihídrico alifático y ácido graso lineal o ramificado", "éster parcial de alcohol polihídrico alifático y ácido graso lineal o ramificado" y "éster complejo de éster parcial de alcohol polihídrico alifático y ácido graso-C3-9 lineal o ramificado y ácido dibásico alifático o aromático”. Entre los ésteres de poliol, tales ésteres de poliol tienen una excelente compatibilidad con el refrigerante de fórmula (1).
El alcohol polihídrico alifático contenido en el "éster de" o "éster parcial de alcohol polihídrico alifático y ácido graso lineal o ramificado" incluye, p. ej., etilenglicol; propilenglicol; butilenglicol; neopentilglicol; trimetiloletano; ditrimetiloletano; trimetilolpropano; ditrimetilolpropano; glicerina; pentaeritritol; dipentaeritritol; tripentaeritritol; y sorbitol. Como alcohol polihídrico alifático, son preferibles el pentaeritritol, el dipentaeritritol y el tripentaeritritol. Se pueden utilizar ácidos grasos-C3-12. Para ácido graso, ácido propiónico; ácido butírico; ácido piválico; ácido valérico; ácido caproico; ácido heptanoico; ácido octanoico; ácido nonanoico; ácido decanoico; ácido dodecanoico; ácido isovalérico; ácido neopentanoico; ácido 2-metil-butírico; ácido 2-etil-butírico; ácido 2-metil-hexanoico; ácido 2-etil-hexanoico; ácido iso-octanoico; ácido iso-nonanoico; ácido isodecanoico; ácido 2,2-dimetil-octanoico; ácido 2-butiloctanoico; y se puede utilizar ácido 3,5,5-trimetilhexano. Como ácido graso, el número de carbonos es preferiblemente de 5 a 12 y más preferiblemente de 5 a 9. Específicamente, es preferible ácido valérico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido 2-metil-hexanoico, ácido 2-etil-hexanoico, ácido iso-octanoico, ácido isononanoico, ácido iso-decanoico, ácido 2,2-dimetil-octanoico, ácido2 -butiloctanoico y ácido 3,5,5-trimetilhexano. En el "éster complejo de éster parcial de alcohol polihídrico alifático y ácido graso-C3-9 lineal o ramificado y ácido dibásico alifático o aromático" es preferible ácido graso-C5-7, y es más preferible ácido graso-C5-6. Específicamente, es prefible ácido valérico, ácido hexanoico, ácido isovalérico, ácido 2-metil-butírico, ácido 2-etil-butírico o mezclas de los mismos. Se pueden utilizar ácidos grasos, en los que el ácido graso-C5 se mezcla con ácido graso-C6 en una relación en peso de 10:90 a 90:10.
El ácido dibásico alifático incluye ácido succínico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, diácido undecanoico, diácido dodecanoico, diácido tridecanoico y diácido docosanoico. El ácido dibásico aromático incluye ácido ftálico y ácido isoftálico. En una reacción de esterificación para preparar un éster complejo, el alcohol polihídrico reacciona con el ácido dibásico a una velocidad predeterminada para la esterificación parcial y luego tal éster parcial reacciona con el ácido graso. Se puede invertir una secuencia de reacción de ácido dibásico y ácido graso, y el ácido dibásico se puede mezclar con ácido graso para la esterificación.
<<Otras realizaciones»
Las realizaciones anteriores pueden tener las siguientes configuraciones.
En las realizaciones anteriores, se puede utilizar aceite refrigerante que contiene principalmente éster de poliol y poli(éter de vinilo).
En las realizaciones anteriores, como refrigerante del circuito (10) de refrigerante, se puede utilizar refrigerante de componente único o refrigerante de fórmula (1) distinto de HFO-1234yf. Específicamente, se puede utilizar lo siguiente: 1,2,3,3,3-pentafluoro-1-propeno (denominado "HFO-1225ye" y que tiene la fórmula química CF3-CF=CHF); 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (denominado "HFO-1234ze" y que tiene la fórmula química CF3-CH=CHF); 1,2,3,3-tetrafluoro-1-propeno (denominado "HFO-1234ye" y que tiene la fórmula química CHF2-CF=CHF); 3,3,3-trifluoro-1-propeno (denominado "HFO-1243zf" y que tiene la fórmula química CF3-CH=CH2); 1,2,2-trifluoro-1-propeno (que tiene la fórmula química CH3-CF=CF2); y 2-fluoro-1-propeno (que tiene la fórmula química CH3-CF=CH2).
En las realizaciones anteriores, se puede utilizar una mezcla de refrigerante, que se prepara añadiendo al menos uno de HFC-32 (difluorometano), HFC-125 (pentafluoroetano), HFC-134 (1,1,2,2-tetrafluoroetano), HFC -134a (1,1,1,2-tetrafluoroetano), HFC-M3a (1,1,1-trifluoroetano), HFC-152a (1,1-difluoroetano), HFC-161, HFC-227ea, HFC-236ea, HFC-236fa, HFC-365mfc, metano, etano, propano, propeno, butano, isobuteno, pentano, 2-metilbutano, ciclopentano, éter dimetílico, sulfuro de bis-trifluorometilo, dióxido de carbono y helio; al refrigerante de fórmula (1) (1,2,3,3,3-pentafluoro-1 -propeno; 2,3,3,3-tetrafluoro-1 -propeno; 1,3,3,3-tetrafluoro-1 -propeno; 1,2,3,3-tetrafluoro-1 -propeno; 3,3,3-trifluoro-1-propeno; 1,2,2-trifluoro-1-propeno y 2-fluoro-1-propeno) .
Se puede utilizar una mezcla de refrigerante de, p. ej., el HFO-1234yf y el HFC-32. En tal caso, se puede utilizar la mezcla de refrigerante en la que la proporción del HFO-1234yf es del 78,2% en masa y la proporción del HFC-32 es del 21,8% en masa. Además, se puede utilizar la mezcla de refrigerante en la que la proporción del HFO-1234yf es del 77,6% en masa y la proporción del HFC-32 es del 22,4% en masa. En la mezcla de refrigerante del HFO-1234yf y el HFC-32, la proporción del HFO-1234yf puede ser del 70-94% en masa, y la proporción del HFC-32 puede ser del 6-30% en masa. La proporción del HFO-1234yf es preferiblemente del 77-87% en masa, y la proporción del HFC-32 puede ser del 13-23% en masa. Más preferiblemente, la proporción del HFO-1234yf es del 77-79% en masa, y la proporción del HFC-32 es del 21-23% en masa.
Se puede utilizar una mezcla de refrigerante del HFO-1234yf y el HFC-125. En tal caso, la proporción del HFC-125 es preferiblemente de > 10% en masa, y más preferiblemente del 10-20% en masa.
Se puede utilizar una mezcla de refrigerante del HFO-1234yf, el HFC-32 y el HFC-125. En tal caso, se puede utilizar una mezcla de refrigerante que contenga el 52% en masa de HFO-1234yf, el 23% en masa de HFC-32 y el 25% en masa de HFC-125.
En las realizaciones anteriores, se puede proporcionar un secador llenado con ácido silícico o zeolita sintética como desecante en el circuito (10) de refrigerante.
En las realizaciones anteriores, el compresor (30) puede ser un compresor horizontal o puede ser otro tipo de compresores tales como compresores alternativos, rotativos y de tornillo.
En las realizaciones anteriores, el aparato (20) de refrigeración puede ser un sistema de acondicionamiento de aire solo para calefacción; un refrigerador o un congelador para enfriar alimentos; un sistema de refrigeración en el que se combina un acondicionador de aire con un refrigerador o un congelador; o un sistema de suministro de agua caliente en el que se calienta agua en un radiador de un circuito (10) de refrigerante. Además, en las realizaciones anteriores, una fuente de calor del circuito (10) de refrigerante es el aire, pero tal fuente de calor puede ser una fuente de calor de agua o una fuente de calor subterránea.
Las realizaciones anteriores se han expuesto simplemente con fines de ejemplos preferidos en la naturaleza y no pretenden limitar el alcance, las aplicaciones y la utilización de la invención.
APLICABILIDAD INDUSTRIAL
Como se ha descrito anteriormente, la presente invención es útil para el aparato de refrigeración en el que se realiza el ciclo de refrigeración.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato, que es un aparato de refrigeración, que comprende:
- un circuito (10) de refrigerante llenado con refrigerante de fluoropropeno de la fórmula C3HmFn (1) en donde m y n son números enteros de 1-5 y satisfacen la relación de (m+n)=6, o con mezcla refrigerante que contiene el refrigerante,
- un compresor (30) que incluye una máquina (82) de fluidos para comprimir refrigerante, y un motor eléctrico (85) para accionar la máquina (82) de fluidos y que utiliza aceite refrigerante que tiene
- una resistividad de volumen de > 1010 ü m a 20 °C, y
- una tensión superficial de 0,02-0,04 N/m a 20 °C;
en donde el refrigerante es hecho circular en el circuito (10) por el compresor (30) para realizar un ciclo de refrigeración;
con la salvedad de que si el refrigerante es 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno, el aceite refrigerante no es un éster mixto de octanoato nonanoato de pentaeritritol que tenga
- una relación molar Cs/Cg de 1/1,1,
- un peso molecular, calculado sobre la base de la estructura química de cada compuesto que constituye el aceite base, de 669,
- un valor ácido, medido según JIS K2501, de 0,00 mg KOH/g,
- un valor hidroxilo, medido según JIS K0070, de 3 > mg KOH/g
- una viscosidad cinemática a 100 °C, medida utilizando un viscosímetro de capilar de vidrio según JIS K2283-1983, de 9,64,
- un punto de inflamación, medido por el método C.O.C. según JIS K2265, de 260 °C, - un Color ASTM de L0.5,
- una tensión superficial de 34,7 mN/m,
- un pH del agua extraída de 6,4,
- un contenido de cenizas de < 0,1% en masa, y
- una resistividad de volumen de 1010 üm .
2. El aparato de la reivindicación 1, en donde el aceite refrigerante contiene principalmente al menos uno de éster de poliol y poli(éter de vinilo).
3. El aparato de la reivindicación 1 o 2, en donde el aceite refrigerante tiene una viscosidad cinética de 30-400 cSt a 40° C.
4. El aparato de la reivindicación 1 o 2, en donde el aceite refrigerante tiene un punto de fluidez de ≤ -30° C.
5. El aparato de la reivindicación 1 o 2, en donde uno o más materiales seleccionados de polivinil formal, poliéster, poliéster modificado con THEIC, poliamida, poliamida imida, poliéster imida, poliéster amida imida, tereftalato de polietileno, naftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, sulfuro de polifenileno, poliéter éter cetona, polímero de cristal líquido y resina epoxi se utiliza como material aislante del motor eléctrico (85).
6. El aparato de la reivindicación 1 o 2, en donde el refrigerante de fórmula (1) es 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno.
7. El aparato de la reivindicación 1 o 2, en donde el refrigerante es una mezcla que contiene el refrigerante de fórmula (1) y difluorometano.
8. El aparato de la reivindicación 1 o 2, en donde el refrigerante es una mezcla que contiene el refrigerante de fórmula (1) y pentafluoroetano.
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