专利名称：冷冻空调装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷冻空调装置，使用对于制冷剂没有相互溶解性或者相互溶解性非常小的冷冻机油，其中，使从压缩机排出到制冷剂回路中的冷冻机油返回压缩机。
背景技术：
图11是表示例如日本专利公开公报特开平5-157379号所表示的现有的作为冷冻空调装置的冷藏库的制冷剂回路图，在图中，1是压缩机，2是热源侧热交换器，3是毛细管的制冷剂减压装置，4是利用侧热交换器，它们通过管线串联连接而构成冷冻循环。5是在减压装置3和压缩机1的吸入管线之间进行热交换的热交换器。
在该冷藏库内，使用例如HFC134a作为制冷剂，使用对例如HFC134a没有相互溶解性或相互溶解性非常小的烷基苯油来作为冷冻机油。
下面使用图12所示的压力-焓线图来对其动作进行说明。如上所述在所构成的冷藏库中，被压缩机1压缩的高温高压的制冷剂蒸汽(图中的A点)在热源侧热交换器2进行冷凝，成为气液两相制冷剂中的液体制冷剂的量比的干度为0.1程度的气液两相制冷剂(图中B点)，由制冷剂的减压装置3进行减压，作为低温低压的气液两相制冷剂流入利用侧热交换器4(图中的C点)。而且，该制冷剂在利用侧热交换器4中蒸发，通过热交换器5返回压缩机1，并再次被压缩。从压缩机1与制冷剂一起被排出的冷冻机油与蒸汽制冷剂和液体制冷剂一起在制冷剂回路内循环，返回压缩机1。
在这样的冷冻空调装置中，由于使用对制冷剂没有相互溶解性或相互溶解性非常小的，在对压缩机1内的滑动部的润滑性、耐磨性上优良的烷基苯油来作为冷冻机油，因此通过使冷冻机油确实地返回压缩机，就能得到可靠性高的冷冻空调装置。
这样，现有的冷冻空调装置其运转条件和负荷条件几乎是恒定的，在充分确保在制冷剂回路中进行循环的制冷剂流量的情况下，冷冻机油与制冷剂一起循环，不会在制冷剂回路内的管线和毛细管内过度产生滞留，冷冻机油流回压缩机中。在现有的冷冻空调装置中，热源侧热交换器2的出口制冷剂的状态是气液两相制冷剂，不存在仅流过液体制冷剂的液体管线，不需要考虑在液体管线内的冷冻机油的滞留。
由于现有的冷冻空调装置按上述那样构成，因此，在运转条件和负荷条件较大变化，制冷剂流量降低，或者，从压缩机1排出的冷冻机油的油量增加时，滞留在制冷剂回路中的油量增加，流回压缩机1的油量降低，就会产生在压缩机1内产生因冷冻机油不足所引起的润滑不良等而使寿命大幅度缩短的问题。
当大量的冷冻机油滞留在热源侧热交换器2和利用侧热交换器4的传热管内时，就会产生传热性能降低，或者压力损耗增加，冷冻空调装置的能量效率降低等问题。
而且，在热源侧热交换器2的出口部等中存在较长的仅流过液体制冷剂的液体管线，当在这样的冷冻空调装置中使用对制冷剂没有相互溶解性或相互溶解性非常小的冷冻机油时，就会发生在该液体管线内的冷冻机油的滞留量增加，流回到压缩机1中的油量降低，在压缩机1内发生因冷冻机油不足所引起的润滑不良等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种冷冻空调装置，即使运转条件和负荷条件变化，以及，即使存在仅流过液体制冷剂的液体管线，也能使从压缩机排出的冷冻机油确实地流回到压缩机中，而且，能够充分提高能量效率。
本发明的第一发明所涉及的冷冻空调装置，在使用依次连接压缩机、热源侧热交换器、减压装置、利用侧热交换器而使制冷剂循环的制冷剂回路和对制冷剂没有相互溶解性或相互溶解性非常小的冷冻机油的冷冻循环中，液体制冷剂从冷冻循环的上方流向下方的下降管其制冷剂流速成为使在制冷剂中浮游的上述冷冻机油下降的流速以上。
本发明的第二发明所涉及的冷冻空调装置，改变下降管的内径来调整流过下降管的制冷剂流速。
本发明的第三发明所涉及的冷冻空调装置，改变压缩机的转数来调整流过下降管的制冷剂流速。
本发明的第四发明所涉及的冷冻空调装置，使包含在冷冻循环中进行循环的冷冻机油即烷基苯类油的作为液体制冷剂的碳氢氟化物的流速为0.08m/s以上。
本发明的第五发明所涉及的冷冻空调装置，把在处于液体制冷剂从冷冻循环的上方流向下方的下降管中的制冷剂中浮游流动的冷冻机油的油滴进行细微化。
本发明的第六发明所涉及的冷冻空调装置，通过设在下降管的上方中的细微化元件来使油滴细微化。
本发明的第七发明所涉及的冷冻空调装置，通过设置了仅通过成为必要的大小以下的油滴的孔的板来使油滴细微化。
本发明的第八发明所涉及的冷冻空调装置，使对在冷冻循环内进行循环的制冷剂相互溶解性非常小的冷冻机油的含有量成为液体制冷剂的溶解率以下。
本发明的第九发明所涉及的冷冻空调装置，使通过设在压缩机排出管线的中途的油分离器来从制冷剂分离出的冷冻机油返回压缩机。
本发明的第十发明所涉及的冷冻空调装置，在连接从热源侧热交换器出口到减压装置入口的管线的中途设置油分离器，设置使从制冷剂分离出来的冷冻机油返回压缩机的冷冻循环。
本发明的第十一发明所涉及的冷冻空调装置，在使冷冻机油从油分离器返回压缩机的回油管的中途设置阻止油分离器内的制冷剂流出到压缩机侧的开闭器。
本发明的第十二发明所涉及的冷冻空调装置，增大从热源侧热交换器出来的制冷剂的过冷却度来降低油分离器内的液体制冷剂温度。
本发明的第十三发明所涉及的冷冻空调装置，使在冷冻循环中进行循环的冷冻机油的烷基苯类油的液体制冷剂的碳氢氟化物的溶解率为0.8％以下。
本发明的第十四发明所涉及的冷冻空调装置，油分离器内的液体制冷剂温度通过设在油分离器内或者设在比油分离器上游的热交换器来进行冷却而降温。
本发明的第十五发明所涉及的冷冻空调装置，设置作为本体容器径部的油分离器，使包含作为在油分离器中流过的碳氢氟化物的制冷剂和作为烷基苯类油的冷冻机油的制冷剂的流速为0.08m/s以下。
本发明的这些和其他的目的、优点及特征将通过结合附图对本发明的实施例的描述而得到进一步说明。在这些附图中
图1是表示本发明的实施例1的冷冻空调装置的制冷剂回路图；图2是表示图1的冷冻空调装置的动作的压力-焓线图；图3是表示图1的冷冻空调装置的液体管线内的冷冻机油的流动状况的概念图；图4是表示油滴直径与流动极限速度的关系的关系图；图5是表示本发明的实施例2的冷冻空调装置的制冷剂回路图；图6是表示本发明的实施例3的液体管线的截面图；图7是表示向液体制冷剂的烷基苯油的溶解率的关系线图；图8是表示本发明的实施例5的冷冻空调装置的制冷剂回路图；图9是表示本发明的实施例6的冷冻空调装置的制冷剂回路图；图10是表示本发明的实施例7的冷冻空调装置的制冷剂回路图；图11是现有的冷冻空调装置的制冷剂回路图；图12是表示图11的冷冻空调装置的动作的压力与焓线图具体实施方式
实施例1图1是表示本发明的一个实施例的制冷剂回路图，与现有装置相同的部分使用相同标号。在图中，20是室外机，由压缩机1、切换制暖和制冷时的流动的四通阀6、在制暖时作为蒸发器工作而在制冷时作为冷凝器工作的热源侧热交换器2、作为减压装置3的电子式膨胀阀所构成。21是室内机，由在制冷时作为蒸发器工作而在制暖时作为冷凝器工作的利用侧热交换器4所构成。室外机20和室内机21由两条管线15、16所连接，构成冷冻循环。室内机21一般设在比室外机20高的位置上。
在该冷冻空调装置内，使用以50∶50的比例混合作为碳氢氟化物的二氟化甲烷(称为HFC32)和五氟化乙烷(称为HFC125)的制冷剂(以下称为R410A)来作为制冷剂，而且，使用与例如与R410A的相互溶解性非常小的并且其比重小于液体制冷剂的比重的烷基苯油来作为冷冻机油。
下面使用图2所示的压力-焓线图来对其工作进行说明。首先，在制暖时，如图1的实线箭头所示的那样，被压缩机1所压缩的高温高压的制冷剂蒸汽(相当于图2的A点)通过管线16而由作为冷凝器工作的利用侧热交换器4进行冷凝液化(相当于图2的B点)。该液体制冷剂通过管线15被作为电子式膨胀阀的制冷剂的减压装置3减压，而成为低温低压的气液两相制冷剂，流入作为蒸发器工作的热源侧热交换器2(相当于图2的C点)。而且，该制冷剂由热源侧热交换器2进行蒸发，通过四通阀6而返回压缩机1，再次被压缩。
另一方面，在制冷时，如图1的虚线箭头所示，被压缩机1压缩的高温高压的制冷剂蒸汽(相当于图2的A点)由作为冷凝器工作的热源侧热交换器2进行冷凝液化(相当于图2的B点)。该液体制冷剂被作为电子式膨胀阀的制冷剂的减压装置3减压，而成为低温低压的气液两相制冷剂，通过管线15流入作为蒸发器工作的利用侧热交换器4(相当于图2的C点)。而且，该制冷剂由利用侧热交换器4进行蒸发，通过管线16和四通阀6返回压缩机1，并再次被压缩。
由于在该冷冻空调装置内作为冷冻机油而使用的烷基苯油与制冷剂R410A的相互溶解性非常小，而且，烷基苯油的比重小于R410A的液体制冷剂的比重，则在上升的液体管线中，与制冷剂进行分离而在与液体制冷剂相同的方向上平滑流动，而在下降的液体管线中，当液体制冷剂流速较小时，与液体制冷剂相分离的冷冻机油因浮力而上升，就能在与制冷剂相反的方向上流动。
因此，在该实施例中，从制暖时的利用侧热交换器4到制冷剂的减压装置3之间的管线15和制冷时的热源侧热交换器2与制冷剂的减压装置3之间的管线为仅流过液体制冷剂的液体管线，在这些管线内，液体制冷剂从上方流向下方的下降管的管线内径为这样的内径当液体制冷剂下降时，成为使液体制冷剂中作为油滴而浮游的冷冻机油下降的流速以上的内径。
图3中表示了实验地分析在该下降的液体管线中分离而流动的冷冻机油的流动状况。图3可以看出下降的液体管线中的冷冻机油的流动状况，因此，可以看出冷冻机油一部分成为油膜，而沿着管线的内壁流动，但是，其大部分成为油滴而在液体制冷剂中流动。可以看出，其油滴直径(图中用d表示)是大小混杂的，小的油滴的下降速度比较快，而大的油滴的下降速度比较慢。而且，可以看出，当使下降的液体制冷剂流速缓慢降低时，就会存在停止在液体制冷剂中的油滴和与液体制冷剂的流动方向相反而上升的油滴。
图4是这样的图用高速摄象机记录该下降管中的流动，当下降的液体制冷剂流速变化时，从摄象机读取静止的油滴直径，来表示该液体制冷剂流速与此时静止的油滴直径的关系。图4的横轴是油滴直径，纵轴表示其油滴静止时的液体制冷剂的平均流速(制冷剂体积流量/管截面积)。即，纵轴的制冷剂流速表示了各种直径的油滴静止时的制冷剂流速，表示出了如果是该制冷剂流速以上则油滴与液体制冷剂一起下降而流动的流速(以下称为流动极限速度)。
如从图4所看到的那样，由于小直径的油滴其浮力较小，则流动极限速度比较小，即使制冷剂液体流速较小，也能与液体制冷剂一起平滑下降，但是，当油滴直径变大时，其浮力变大，则流动极限速度也变大。(图中黑圆点)当油滴直径变为约2mm以上时，流动极限速度开始降低，而这是因为油滴从球形向扁平体变化，从下降的液体制冷剂受到的流体力增加了。(图中黑方点)从该结果可以知道，在液体管线中产生的油滴的流动极限速度随其油滴直径而变化，而当确保0.08m/s以上的液体制冷剂流速时，无论哪种直径的油滴产生，都能平滑流动。
因此，在该实施例中，由于使制暖时的从利用侧热交换器4到制冷剂的减压装置3之间的管线15和制冷时的热源侧热交换器2与制冷剂的减压装置3之间的管线等的下降液体管线为液体制冷剂流速成为0.08m/s以上的内径，因而，在液体制冷剂中作为油滴浮游的冷冻机油平滑地与液体制冷剂一起下降，不会在液体管线中产生滞留，而能够回流到压缩机1中，因此，在压缩机1中不会发生油量不足的问题，从而能够得到可靠性高的冷冻空调装置。
实施例2图5是表示本发明的另一个实施例的冷冻空调装置的制冷剂回路图，压缩机1构成为可以通过逆变器7来改变转数，根据负荷条件来控制压缩机1的转数，而增减制冷剂流量，能够发挥与负载匹配的能力。与图1所示的部分相同的构成部分使用相同的标号，而省略其重复的说明。
当负荷减小时，通过逆变器7来使压缩机1的转数降低，在冷却回路中循环的制冷剂流量减少，而降低制暖能力或制冷能力。在该实施例中，把该压缩机1的转数的最小值设定为这样的转数使制暖时的从利用侧热交换器4到制冷剂的减压装置3之间的管线15和制冷时的热源侧热交换器2与制冷剂的减压装置3之间的管线等的下降液体管线内的制冷剂流速为在液体制冷剂中浮游的冷冻机油平滑流动的流动极限速度以上，即液体制冷剂流速成为0.08m/s以上。
因此，即使压缩机1的转数降低，制冷剂流量减少，下降液体管线内的制冷剂流速也能确保处于在液体制冷剂中浮游的冷冻机油平滑流动的流动极限速度以上，因此，冷冻机油不会在液体管线中产生滞留，能够回流到压缩机1中，在压缩机1内不会发生油量不足的问题，而能够得到可靠性高的冷冻空调装置。
实施例3图6是表示本发明的另一个实施例的下降液体管线的截面图，8是设在该液体管线内的油滴的细微化元件。该油滴的细微化元件8由开有多个直径(图中用d表示)的小孔的圆盘构成。在该油滴的细微化元件8的上游侧的液体管线内，存在各种直径的油滴，而在这些油滴通过油滴细微化元件8时，被进行细微化，仅有油滴直径为用d表示的细微化元件的孔的直径以下的油滴能够通过，除此之外，大于细微化元件的孔的直径的较大的油滴分解成小的油滴而流动。
这样，通过在下降液体管线内设置油滴的细微化元件8，在液体管线内流动的油滴的直径变小，冷冻机油易于与液体制冷剂一起沿相同方向流动，因此，冷冻机油不会发生在液体管线内的滞留，而能够回流到压缩机1中，不会在压缩机1内发生油量不足的问题，而能够得到可靠性高的冷冻空调装置。
在上述实施例中，虽然表示了由开有多个直径d的小孔的圆盘来构成作为油滴的细微化元件8的例子，但是，并不仅限于此，可以由圆盘状的筛孔和烧结金属构成。
可以在下降液体管线内以预定间隔设置多个该油滴的细微化元件8，由此，能够进一步发挥其效果。
实施例4使用图1所示的冷冻空调装置的制冷剂回路图来说明本发明的另一个实施例。在该实施例中，由于从压缩机1排出到制冷剂回路中的油量为对液体制冷剂的冷冻机油的溶解率以下，因此，冷冻机油不会从制冷剂中分离出来，而使用能够一直确保适度润滑性的压缩机1。
在图7中表示了测定当在R410A的液体制冷剂中添加烷基苯油时油分离而开始白浊的量比(＝烷基苯油的质量/(烷基苯油的质量+制冷剂质量))的溶解率的结果。图中的纵轴是液体制冷剂温度，横轴表示向R410A中的烷基苯油的溶解率。如从该图看到的那样，烷基苯油稍微溶解在R410A的液体制冷剂中，其溶解率随液体制冷剂温度的降低而变小。在从压缩机排出到制冷剂回路中的油量为该溶解率以下时，在液体管线中，烷基苯油都溶解在液体制冷剂中。由此，冷冻机油不会滞留在液体管线内，在压缩机1内不会发生油量不足的问题。
在室内空调中，液体管线的制冷剂温度的最低值为30℃程度，在此条件下，从图7可以看出烷基苯油的0.8％以上溶解到R410A的液体制冷剂中。但是，通过使从压缩机1排出到制冷剂回路内的油循环率(＝油质量流量/(油质量流量+制冷剂质量流量))为0.8％以下，在液体管线内，烷基苯油全都溶解在液体制冷剂中，冷冻机油不会滞留，因此，在压缩机1内不会发生油量不足的问题。
实施例5图8是表示本发明的另一个实施例的冷冻空调装置的制冷剂回路图，在压缩机1的排出管线的中途设有油分离器9，该油分离器9的下部通过作为毛细管的冷冻机油的减压装置10而与压缩机1的吸入管线相连接，以使由油分离器9分离的冷冻机油返回压缩机1中。在该实施例中，即使从压缩机1排出的油量成为向液体制冷剂的冷冻机油的溶解率即0.8％以上，通过油分离器的作用，而使向制冷剂回路流出的油量成为0.8％以下。
因此，由于向制冷剂回路流出的油量始终为向液体制冷剂的冷冻机油的溶解率以下，因而在液体管线内，冷冻机油全都溶解在液体制冷剂中，由于冷冻机油不会滞留，则在压缩机1内不会发生油量不足的问题。
作为提高油分离器9内的油分离效率的方法，可以加大油分离器9的本体容器直径来减小油分离器9内的蒸汽制冷剂流速，而能够提高油分离器9内的油分离效率。
实施例6图9是表示另一个实施例的冷冻空调装置的制冷剂回路图，在热源侧热交换器2与作为电气式膨胀阀的制冷剂的减压装置3之间的管线中设置油分离器9。油分离器9的上部通过作为电磁阀的开闭器11和作为毛细管的冷冻机油的减压装置10与压缩机1的吸入管线相连接，以使驻留在油分离器9的上部的冷冻机油返回压缩机1中。
下面对其动作进行说明。首先，在制冷时，被压缩机1所压缩的高温高压的制冷剂蒸汽由作为冷凝器工作的热源侧热交换器2进行冷凝液化，流入油分离器9。在从压缩机1流向制冷剂回路的油量为图7所示的向液体制冷剂中的烷基苯油的溶解率以上的情况下，在油分离器9内冷冻机油与液体制冷剂分离，比液体制冷剂的比重小的烷基苯油的冷冻机油滞留在油分离器9内的上部。由于在制冷时使开闭器11成为打开状态，滞留在油分离器9的上部的冷冻机油通过开闭器11和冷冻机油的减压装置10而返回压缩机1中。由于能够削减在从油分离器9出来的液体制冷剂中包含的油量，就能防止由于流入作为蒸发器工作的利用侧热交换器4内而滞留在传热管15内的油而引起的传热性能的降低。
如图7所示的那样，向液体制冷剂中的烷基苯油的溶解率随液体制冷剂温度的降低而降低，因此，如果降低油分离器9内的液体制冷剂温度，就能使在油分离器9内分离的油量增加。即，通过降低减压装置的开度而使制冷剂填充量变多，来增加过冷却度，由此，增大了由制冷剂的热源侧热交换器2的出口温度与冷凝温度之差所表示的过冷却度，来减小油分离器9内的液体制冷剂温度，由此，就能提高油分离器9内的油分离效率。
另一方面，在制暖时，由压缩机1所压缩的高温高压的制冷剂蒸汽通过管线16而由作为冷凝器工作的利用侧热交换器4进行冷凝液化。该液体制冷剂通过作为下降管的管线15，而由作为电子式膨胀阀的制冷剂的减压装置3进行减压，而成为低温低压的气液两相制冷剂，流入油分离器9。在制暖时，由于气液两相制冷剂流入到油分离器9中，不能分离冷冻机油，因此，使开闭器11成为关闭状态，制冷剂从油分离器流出到压缩机1中，而使能量效率降低，而防止了由于液体压缩而破坏压缩机1的问题。
因此，在该实施例中，在制冷时从作为冷凝器的热源侧热交换器2的出口的液体制冷剂中分离出冷冻机油而返回压缩机1，因此，油不会滞留在在蒸发器内，就能得到能量效率高的冷冻空调装置。在制暖时，由于防止了制冷剂从油分离器9向压缩机流出，就能防止能量效率的降低，并且能够得到不会由液体压缩而破坏压缩机1的冷冻空调装置。
实施例7图10是表示另一个实施例的冷冻空调装置的制冷剂回路图，具有设在热源侧热交换器2与作为电气式膨胀阀的制冷剂的减压装置3之间的油分离器9，而且，在油分离器的上部，通过作为电磁阀的开闭器11和作为毛细管的冷冻机油的减压装置10与压缩机1的吸入管线相连接，而使驻留在油分离器9的上部的冷冻机油返回到压缩机1中。与实施例6相对，其特征在于，在热源侧热交换器2与油分离器9之间的管线中设置为了在制冷时降低进入到油分离器中的液体制冷剂的温度的热交换器22。
下面对其动作进行说明。首先，在制冷时，包含被压缩机1所压缩的高温高压的冷冻机油的制冷剂蒸汽由作为冷凝器工作的热源侧热交换器2进行冷凝，而成为液化的液体制冷剂，流入油分离器9。从压缩机1流向制冷剂回路的油量为图7所示的向液体制冷剂中的烷基苯油的溶解率以上的情况下，在油分离器9内冷冻机油与液体制冷剂相分离，比液体制冷剂的比重小的烷基苯油的冷冻机油滞留在油分离器9内的上部。由于在制冷时使开闭器11成为打开状态，滞留在油分离器9的上部的冷冻机油通过开闭器11和冷冻机油的减压装置10而返回压缩机1中。
而且，由于使开闭器11’成为打开状态，则处于油分离器9的下部的液体制冷剂的一部分通过作为毛细管的减压装置10’进行汽化，而得到低温状态，经过热交换器22而返回压缩机1。此时，通过上述热交换器22来降低由上述热源侧热交换器2冷凝而液化的液体制冷剂的温度，而流入油分离器9，来促进冷冻机油的分离，减小从油分离器9出来的制冷剂中的冷冻机油的含有量，由此，就能在到达作为以后的蒸发器工作的利用侧热交换器4为止的期间，大幅度削减从液体制冷剂分离的冷冻机油的量。而且，如果调整到不低于油分离器9内的液体制冷剂的温度的温度上，在从油分离器9出来的液体制冷剂中包含的冷冻机油不会在从油分离器9至利用侧热交换器4之间进行分离。
其中，可以在设在热源侧热交换器2与油分离器9之间的管线中的热交换器22上设置应用双重管的结构等，但是，除此之外，还可以使低温制冷剂通过热交换器本体的管线沿着外部，通过在内部插入到线圈中，而能够得到相同的效果。
另一方面，在制暖时，由压缩机1所压缩的高温高压的制冷剂蒸汽通过管线16而由作为冷凝器工作的利用侧热交换器4进行冷凝液化。该液体制冷剂通过作为下降管的管线15，由作为电子式膨胀阀的制冷剂的减压装置3进行减压，而成为低温低压的气液两相制冷剂，流入油分离器9。在制暖时，由于气液两相制冷剂流入到油分离器9中，不能分离冷冻机油，因此，使开闭器11、11’成为关闭状态，制冷剂从油分离器流出到压缩机1中，而使能量效率降低，从而防止了由于液体压缩而破坏压缩机1的问题。
这样，在该实施例中，与实施例6相比较，在制冷时，从作为冷凝器的热源侧热交换器2的出口的液体制冷剂中分离出冷冻机油而返回压缩机1，同时，能够大幅度削减流入到作为蒸发器工作的利用侧热交换器4内的冷冻机油的量，因此，就能防止由于滞留在传热管15内的油所引起的传热性能的降低，而能够得到能量效率高的冷冻空调装置。在制暖时，与实施例6相同，由于防止了制冷剂从油分离器9流向压缩机，就能防止能量效率的降低，并且，得到不会因液体压缩而破坏压缩机1的冷冻空调装置。
在上述实施例中，表示了能够任意调整室内温度的室内空调等的空调机的情况，但是，并不仅限于此，可以用于冷藏车以及预制装配式冷冻和冷藏库、家用冷藏库，在这些情况下，能够得到同样的效果。
如上述那样，本发明的第一发明所涉及的冷冻空调装置，在使用依次连接压缩机、热源侧热交换器、减压装置、利用侧热交换器而使制冷剂循环的制冷剂回路和对上述制冷剂没有相互溶解性或相互溶解性非常小的冷冻机油的冷冻循环中，液体制冷剂在从上述冷冻循环的上方流向下方的下降管中的制冷剂流速成为使在制冷剂中浮游的上述冷冻机油下降的流速以上，由此，在液体管线内的冷冻机油的滞留不会发生，向压缩机的油的返回良好。
本发明的第二发明所涉及的冷冻空调装置，改变上述下降管的内径来调整制冷剂流速，由此，不进行复杂的机器的安装和变更，就能使液体制冷剂流动的下降管中的制冷剂流速成为使在制冷剂中浮游的上述冷冻机油下降的流速以上。
本发明的第三发明所涉及的冷冻空调装置，改变压缩机的转数来调整制冷剂流速，由此，不变更制冷剂回路的基本设计，就能使液体制冷剂流动的下降管中的制冷剂流速成为使在制冷剂中浮游的上述冷冻机油下降的流速以上。
本发明的第四发明所涉及的冷冻空调装置，使作为包含在冷冻循环中进行循环的冷冻机油的烷基苯类油的液体制冷剂的碳氢氟化物的流速为0.08m/s以上，由此，在液体管线内作为油滴浮游的冷冻机油即使在下降管中也能确实地与液体制冷剂一起流动，液体管线内的冷冻机油不会发生滞留。
本发明的第五发明所涉及的冷冻空调装置，把在处于液体制冷剂从冷冻循环的上方流向下方的下降管中的制冷剂中浮游而流动的冷冻机油的油滴进行细微化，由此，即使液体制冷剂的流速缓慢，油滴也能与液体制冷剂一起流动，而不会在液体管线内滞留。
本发明的第六发明所涉及的冷冻空调装置，通过设在下降管的上方中的细微化元件来使油滴细微化，由此，能够以下降管内的流速流动，而不会在下降管内带来冷冻机油的滞留。
本发明的第七发明所涉及的冷冻空调装置，通过设有仅通过成为必要的大小以下的油滴的孔的板来使油滴细微化，由此，难于形成液体制冷剂的流动阻力，就能减少压力损耗，不会产生冷冻机油的滞留。
本发明的第八发明所涉及的冷冻空调装置，使对在冷冻循环内进行循环的制冷剂相互溶解性非常小的冷冻机油的含有量成为液体制冷剂的溶解率以下，而且，由于在液体管线内冷冻机油不会成为油滴，则在管线内冷冻机油不会分离滞留。
本发明的第九发明所涉及的冷冻空调装置，使通过设在压缩机排出管线的中途的油分离器从制冷剂分离出的冷冻机油返回压缩机，由此，就能防止压缩机内的油的不足，不会降低相对于压缩机内的滑动部的润滑性、耐磨性。
本发明的第十发明所涉及的冷冻空调装置，在连接从热源侧热交换器出口到减压装置入口的管线的中途设置油分离器，设置使从制冷剂分离出来的冷冻机油返回压缩机的冷冻循环，并且，由于能够防止在制冷时冷冻机油流入利用侧热交换器，则不会引起热交换器的效率降低，并且，由于向压缩机的油返回变得良好，就能防止驱动部的磨耗。
本发明的第十一发明所涉及的冷冻空调装置，在使冷冻机油从油分离器返回压缩机的回油管的中途设置阻止油分离器内的制冷剂流出到压缩机侧的开闭器，由此，就能防止在制暖时制冷剂短路而流入压缩机中，而不会损害能量效率。
本发明的第十二发明所涉及的冷冻空调装置，增大从热源侧热交换器出来的制冷剂的过冷却度来降低油分离器内的液体制冷剂温度，由此，提高冷冻机油的分离能力，在冷冻循环内冷冻机油难于分离而形成油滴。
本发明的第十三发明所涉及的冷冻空调装置，使向作为在冷冻循环中进行循环的冷冻机油的烷基苯类油的液体制冷剂的碳氢氟化物的溶解率为0.8％以下，由此，在冷冻循环中冷冻机油不会分离而产生油滴，而不会带来管线内冷冻机油滞留引起的能量效率的损失。
本发明的第十四发明所涉及的冷冻空调装置，油分离器内的液体制冷剂温度通过设在油分离器内或者设在油分离器上游的热交换器来进行冷却而降温，由此，在制冷时从作为冷凝器的热源侧热交换器的出口的液体制冷剂中分离出冷冻机油并返回到压缩机中，同时，能够大幅度削减流入作为蒸发器工作的利用侧热交换器内的冷冻机油的量，因此，就能防止由在传热管内滞留的油引起的传热性能的降低，而能够得到能量效率高的冷冻空调装置。
本发明的第十五发明所涉及的冷冻空调装置，设置作为本体容器径部的油分离器，使包含作为在油分离器中流过的碳氢氟化物的制冷剂和作为烷基苯类油的冷冻机油的制冷剂的流速为0.08m/s以下，由此，在冷冻循环中，油不会分离而成为油滴，而不会带来因在管线内冷冻机油滞留所引起的能量效率的损失。
权利要求
1.一种冷冻空调装置，在使用依次连接压缩机、热源侧热交换器、减压装置、利用侧热交换器而使制冷剂循环的制冷剂回路和对上述制冷剂没有相互溶解性或相互溶解性非常小的冷冻机油的冷冻循环中，使对在上述冷冻循环内进行循环的冷冻机油的含有量成为冷冻循环温度中的液体制冷剂的溶解率以下。
2.根据权利要求1所述的冷冻空调装置，其特征在于，制冷剂回路包括使通过设在压缩机排出管线的中途的油分离器来从制冷剂分离出的冷冻机油返回压缩机的回路。
3.根据权利要求1所述的冷冻空调装置，其特征在于，制冷剂回路在连接从热源侧热交换器出口到减压装置入口的管线的中途具有油分离器，设置使从制冷剂分离出来的冷冻机油返回压缩机的回路。
4.根据权利要求1所述的冷冻空调装置，其特征在于，制冷剂回路在使冷冻机油从油分离器返回压缩机的回油管的中途设置阻止油分离器内的制冷剂流出到压缩机侧的开闭器。
5.根据权利要求1所述的冷冻空调装置，其特征在于，调整在冷冻循环内进行循环的冷冻机油的向液体制冷剂的溶解率，使从热源侧热交换器出来的制冷剂所投入的油分离器内的液体制冷剂温度低于通过油分离器以后的制冷剂回路中的下降管的液体制冷剂温度，并使热源侧热交换器出口中的制冷剂的过冷却度高以便处于溶解范围内。
6.根据权利要求1所述的冷冻空调装置，其特征在于，在冷冻循环内进行循环的冷冻机油的含有量，在作为制冷剂的碳氢氟化物和作为冷冻机油的烷基苯类油中，成为0.8％以下。
7.根据权利要求5所述的冷冻空调装置，其特征在于，油分离器内的液体制冷剂温度通过设在油分离器内或者设在油分离器上游的热交换器来进行冷却而降温。
8.根据权利要求1所述的冷冻空调装置，其特征在于，制冷剂回路设置作为本体容器径部的油分离器，使包含作为在其中流过的碳氢氟化物的制冷剂和作为烷基苯类油的冷冻机油的制冷剂的流速为0.08m/s以下。
全文摘要
一种冷冻空调装置,在使用依次连接压缩机、热源侧热交换器、减压装置、利用侧热交换器而使制冷剂循环的制冷剂回路和对上述制冷剂没有相互溶解性或相互溶解性非常小的冷冻机油的冷冻循环中,使对在上述冷冻循环内进行循环的冷冻机油的含有量成为冷冻循环温度中的液体制冷剂的溶解率以下。
文档编号F25B49/02GK1389682SQ0210855
公开日2003年1月8日 申请日期2002年3月27日 优先权日1997年8月19日
发明者隅田嘉裕, 中山雅弘, 铃木聪, 舟山功, 森下国博 申请人:三菱电机株式会社