组合物以及采用该组合物的压缩机和制冷设备的制作方法
【专利摘要】本发明提出了包含制冷剂和润滑油的组合物以及采用该组合物的压缩机和制冷设备。其中，组合物中的制冷剂和润滑剂满足下列条件：在大约25摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70～80重量%，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约20摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70～80重量%，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约30摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70～80重量%，且制冷剂与润滑油处于分层状态。由此可以进一步提高该组合物用于压缩机低负荷工作下的润滑性能。
【专利说明】组合物以及采用该组合物的压缩机和制冷设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷设备领域，具体而言，本发明涉及包含制冷剂和润滑油的组合物以及具有该组合物的压缩机和制冷设备。
【背景技术】
[0002]R22制冷剂已被“蒙特利尔议定”书列为限期逐步淘汰的制冷剂。欧洲、日本早已开始转向R410A制冷剂替代，美国也将于2010年禁止R22在新的制冷产品中使用。中国也加快了 R22淘汰的步伐，将于2013年冻结在2009~2010年的平均水平，2015年要达到削减基线水平的10%的要求。作为替代技术之一 R410A制冷剂，目前的技术相当比较成熟，由于R22被逐渐淘汰，R410A制冷剂日后的使用量将会逐步增多。
[0003]以往根据日本压缩机技术的经验，压缩机所用的润滑油，必须与制冷剂具有较强的相溶性，以有利于被排出压缩机壳体的润滑油与制冷剂互溶，可以使得润滑油随着制冷剂的流动循环被较好地带回压缩机壳体中，以保证压缩机壳体存有一定量的润滑油来保证压缩机的润滑性能。
[0004]然而，由于润滑油与制冷剂具有较强的相溶性，在某些工况条件下，例如在工作压力较低，油池中的润滑油温度也较低的运行条件下，由于油中的制冷剂溶解量较多，使得油的粘度较低，从而影响了压缩机构的润滑性能。因此润滑油与制冷剂具有较强的相溶性并不适用于工作压力较低的工况。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种包含制冷剂和润滑油的组合物以及具有该组合物的压缩机和制冷设备。
[0006]在本发明的一个方面，本发明提出了一种包含制冷剂和润滑油的组合物，根据本发明的实施例，所述组合物中的制冷剂和润滑剂满足下列条件:在大约25摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约20摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约15摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约45摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约O摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约60摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为68~86重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约-10摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约-30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为97重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~40重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约50摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为95重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约50摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~50重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约70摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为96重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约70摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~55重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态。
[0007]根据本发明的实施例，所述制冷剂为选自R410A制冷剂、R407C制冷剂、R32制冷剂以及包含60重量％以上R32的混合制冷剂，所述润滑油为矿物油、多元醇酯油的至少一种。
[0008]在本发明的第二方面，本发明提出了一种压缩机，根据本发明的实施例，所述压缩机使用的润滑油和制冷剂满足下列条件:在大约25摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约20摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约15摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约45摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约O摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约60摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为68~86重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约-10摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约-30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为97重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~40重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约50摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为95重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约50摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~50重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约70摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为96重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约70摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~55重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态。
[0009]另外，根据本发明上述实施例的压缩机还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]根据本发明的实施例，所述压缩机的电机为直流调速电机，该压缩机的排出容积不大于32cm3。
[0011]根据本发明的实施例，所述压缩机的电机为直流调速电机，所述直流调速电机的铁芯与转子铁芯的间距为G2，所述直流调速电机的转子铁芯外径为D2,其中，G2>D2/140，且G2〈D2/55。由此可以降低制冷剂与润滑油的组合物的从电机下部流向电机上部的流速，致使组合物中的润滑油较容易分离出来。
[0012]根据本发明的实施例，所述直流调速电机的定子铁芯与主壳体内径之间的截面积为S2，所述压缩机的排除容积为V2，其中，V2/S2≥34，且V2/S2≤ 83。由此可以降低制冷剂与润滑油的混合物的从电机下部流向电机上部的流速，使得在电机上部被分离出来的润滑油更容易地经由定子铁芯与主壳体内径之间的间隙流回至压缩机下部的油池中。[0013]根据本发明的实施例，所述压缩机的电机为定转速交流电机，该压缩机的排出容积不大于56cm3。由此可以进一步提高压缩机的回油性能，以便进一步提高组合物的润滑性倉泛。
[0014]根据本发明的实施例，所述压缩机的电机为定转速交流电机，所述定转速交流电机的铁芯与转子铁芯的间距为G1，所述定转速交流电机的转子铁芯外径为D1,其中，
G1O1AO15由此可以降低制冷剂与润滑油的组合物的从电机下部流向电机上部的流速，致使组合物中的润滑油较容易分离出来。
[0015]根据本发明的实施例，所述定转速交流电机的定子铁芯与主壳体内径之间的截面积为S1，所述压缩机的排除容积为V1，其中，VS1 ≥ 22，且VS1≤ 65。由此可以降低制冷剂与润滑油的混合物的从电机下部流向电机上部的流速，使得在电机上部被分离出来的润滑油更容易地经由定子铁芯与主壳体内径之间的间隙流回至压缩机下部的油池中。
[0016]根据本发明的实施例，所述压缩机的排除容积为V，所述压缩机的定子铁芯上部与压缩机主壳体上部的距离为L，所述压缩机主壳体内面的直径为d，其中，V/(L.d2) ( 0.072。由此可以便于组合物中的润滑油分离出来。[0017]根据本发明的实施例，所述压缩机的封入油量为K，其中，K≥0.023d2-0.0006V。由此可以保证压缩机油池内封入足够的油量。
[0018]在本发明的第三方面，本发明提出一种制冷设备，根据本发明的实施例，该制冷设备包括:室内换热器、室外冷凝器，其中，室外冷凝器具有上述的压缩机。
[0019]根据本发明的实施例，所述制冷设备，在GB冷房条件下的制冷量不超过IOkW ;所述室内换热器与所述室外冷凝器的连接管的长度不大于20m ;所述室内换热器与所述室外冷凝器的高度差不大于15m。由此可以进一步提高压缩机内部组件的润滑性能，以便进一步提高压缩机的工作效率。
[0020]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0022]图1是根据本发明一个实施例的压缩机的内部结构示意图。
[0023]图2是根据本发明一个实施例的压缩机的电机的定子铁芯与主壳体内径之间的截面图。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0025]本发明是基于发明人的下列发现完成的:
[0026]通常当R410A制冷剂空调器运行了一段时间后，空调器(压缩机)的平均工作负荷不是特别大。此时，压缩机的工作压力较低，压缩机油池中润滑油的温度也会较低。此时，若使用与R410A制冷剂相溶性相对较强的润滑油，润滑油中的制冷剂溶解量较多，润滑油的粘度将会较低，使得其润滑性能降低。因此选择与制冷剂具有较强的相溶性的润滑油在工作压力较低的工况下并不适用。正是基于上述发现，发明人试图研究得到一种适用于较低压力工况下具有较优润滑性能的组合物。根据本发明的一个实施例，本发明选择与制冷剂相溶性较弱的润滑油，同时控制压缩机在较低的工作负荷下运行，筛选得到了具有良好润滑作用的制冷剂和润滑油的配比，从而完成本发明。
[0027]在本发明的一个方面，本发明提出了一种包含制冷剂和润滑油的组合物，根据本发明的实施例，组合物中的制冷剂和润滑剂满足下列条件:在大约25摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约20摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约30摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约15摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约45摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约O摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约60摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为68~86重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约-10摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约-30摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约30摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为97重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约30摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为2~40重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约50摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为95重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约50摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为2~50重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约70摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为96重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约70摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为2~55重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态。
[0028]根据本发明的具体实施`例，“大约”是指在某个温度的上下2摄氏度范围的温度，例如大约-30摄氏度即为-28~-32摄氏度。根据本发明的具体实施例，在上述实施例的各温度范围内，对应的组合物中的制冷剂和润滑油多处于分层状态，制冷剂中润滑剂的溶解量较少，由此更加利于润滑油发挥其润滑作用。因此，满足上述条件的组合物具有良好的润滑性能，尤其适用于制冷设备压缩机的使用。
[0029]根据本发明的实施例，制冷剂为选自R410A制冷剂、R407C制冷剂、R32制冷剂以及包含60重量％以上R32的混合制冷剂，润滑油为矿物油、多元醇酯油的至少一种。由此可以进一步提高上述组合物的润滑作用。
[0030]由此能够满足上述条件的组合物具有良好的润滑性能。根据本发明的具体实施例，上述组合物尤其适用于工作压力较低的工况，即在工作温度及压力较低的环境下，该组合物相对具有良好的润滑性能。根据本发明的具体实施例，上述组合物尤其适用于工作压力较低压缩机的润滑，例如当压缩机中油品的工作环境为15~45摄氏度时，采用该组合物具有良好的润滑作用。
[0031]为此，在本发明的第二方面，本发明提出了一种压缩机，根据本发明的一个实施例，压缩机使用的润滑油以及制冷剂满足下列条件:在大约25摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约20摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约30摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约15摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约45摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约O摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约60摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为68~86重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约-10摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约-30摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约30摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为97重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约30摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为2~40重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约50摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为95重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约50摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为2~50重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约70摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为96重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态；在大约70摄氏度时，组合物中的制冷剂含量为2~55重量％，且制冷剂与润滑油处于互溶状态。根据本发明的具体实施例，“大约”是指在某个温度的上下2摄氏度范围的温度，例如大约-30摄氏度即为-28~-32摄氏度。由此能够满足上述条件的制冷剂和润滑剂组合物中的制冷剂与润滑油保持适当的相容性，多处于分层状态，制冷剂中润滑剂的溶解量较少，更加利于润滑油发挥其润滑作用。因此，具有上述制冷剂含量的组合物中的制冷剂和润滑油处于分层状态，由此更加利于润滑油发挥其润滑作用。由于该压缩机使用润滑油，具有上述特征的润滑油和制冷剂的组合物，由此可以对压缩机起到良好的润滑作用，延长压缩机的使用寿命，提高压缩机的品质。
[0032]根据本发明的具体实施例，表1反映了使用与R410A制冷剂相溶性相对较弱的润滑油的压缩机，与使用与R410A制冷剂相溶性相对较强的润滑油的压缩机，两者的油品溶解粘度的对比:
[0033]表1
【权利要求】
1.一种包含制冷剂和润滑油的组合物，其特征在于，所述组合物中的制冷剂和润滑剂满足下列条件: 在大约25摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约20摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约15摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约45摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约O摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约60摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为68~86重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约-10摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约-30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为97重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态； 在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~40重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态； 在大约50摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为95重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态； 在大约50摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~50重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态； 在大约70摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为96重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态； 在大约70摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~55重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述制冷剂为选自R410A制冷剂、R407C制冷剂、R32制冷剂以及包含60重量％以上R32的混合制冷剂的至少一种，所述润滑油为矿物油、多元醇酯油的至少一种。
3.—种压缩机，所述压缩机使用润滑油，其特征在于，所述润滑油和制冷剂满足下列条件: 在大约25摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态；在大约20摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约15摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约45摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约O摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约60摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为68~86重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约-10摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为70~80重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约-30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为65~85重量％，且所述制冷剂与润滑油处于分层状态； 在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为97重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态； 在大约30摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~40重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态； 在大约50摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为95重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态； 在大约50摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~50重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态； 在大约70摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为96重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态； 在大约70摄氏度时，所述组合物中的制冷剂含量为2~55重量％，且所述制冷剂与润滑油处于互溶状态。
4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机的电机为直流调速电机，该压缩机的排出容积不大于32cm3。
5.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机的电机为直流调速电机，所述直流调速电机的铁芯与转子铁芯的间距为G2，所述直流调速电机的转子铁芯外径为D2,其中，62>02/140，且62〈02/55。
6.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述直流调速电机的定子铁芯与主壳体内径之间的截面积为S2，所述压缩机的排除容积为V2，其中，V2/S2≤34，且V2/S2 ≤83。
7.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机的电机为定转速交流电机，该压缩机的排出容积不大于56cm3。
8.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机的电机为定转速交流电机，所述定转速交流电机的铁芯与转子铁芯的间距为G1，所述定转速交流电机的转子铁芯外径为 D1，其中，61>01/200，且 G1O1AO15
9.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述定转速交流电机的定子铁芯与主壳体内径之间的截面积为S1，所述压缩机的排除容积为V1，其中,V1ZiS1≥22，且V1ZiS1 ( 65。
10.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机的排除容积为V，所述压缩机的定子铁芯上部与压缩机主壳体上部的距离为L，所述压缩机主壳体内面的直径为d，其中，V/(L.d2) ≤ 0.072。
11.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机的封入油量为K，其中，K ≥ 0.023d2-0.0006V。
12.—种制冷设备，包括:室内换热器、室外冷凝器，其特征在于， 还包括权利要求3-11任一项所述的压缩机。
13.根据权利要求12所述的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备在国家标准冷房条件下的制冷量不超过IOkW ； 所述室内换热器与所述室外冷凝器的连接管的长度不大于20m ； 所述室内换热器与所述室外冷凝器的高度差不大于15m。
【文档编号】C09K5/04GK103509520SQ201310331794
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年8月1日 优先权日:2013年8月1日
【发明者】陈振华 申请人:广东美芝制冷设备有限公司