热泵式制冷制热装置、制冷剂以及换热器的制作方法

文档序号:11855028阅读:163来源:国知局
热泵式制冷制热装置、制冷剂以及换热器的制作方法

本发明涉及一种热泵式制冷制热装置、制冷剂以及换热器,更具体地涉及一种选择性地进行制冷运转和制热运转的热泵式制冷制热装置、用于热泵式制冷制热装置的制冷剂、以及用于热泵式制冷制热装置的换热器。



背景技术:

以往,有各种众所周知的选择性地进行制冷运转和制热运转的热泵式制冷制热装置。

在以往的热泵式制冷制热装置中,当进行制冷运转时由压缩机压缩的处于气体状态的制冷剂在室外的换热器凝结。此后,室内侧的毛细管对来自室外的换热器的制冷剂进行减压。由室内侧的毛细管进行减压的制冷剂在室内的换热器蒸发。之后,在室内的换热器蒸发的制冷剂返回压缩机。

另一方面,在制热运转时,由压缩机压缩的处于气体状态的制冷剂在室内的换热器凝结。此后,室外侧的毛细管对来自室内的换热器的制冷剂进行减压。由室外侧的毛细管进行减压的制冷剂在室外的换热器蒸发。之后,在室外的换热器蒸发的制冷剂返回压缩机。

然而,在以往的热泵式制冷制热装置中,若室外的换热器在制冷运转时的凝结能力下降,就不能将来自压缩机的所有的制冷剂从气体状态变成液体状态。因此,在以往的热泵式制冷制热装置中,存在运转压力上升并且热泵式制冷制热装置在运转时所消耗的电量增大的问题。

针对如上所述的制冷运转时的凝结能力的下降,为了改善制冷运转时的凝结能力可以设想到增设室外的换热器。

然而,在进行制冷运转和制热运转的两种运转的热泵式制冷制热装置中,当进行制冷运转时室外的换热器使制冷剂凝结而室内的换热器使制冷剂蒸发,相对于此,当进行制热运转时室内的换热器使制冷剂凝结而室外的换 热器使制冷剂蒸发。因此,当只增设室外的换热器时,在制冷运转时和制热运转时之间凝结和蒸发将失去平衡。

还有,在以往的热泵式制冷制热装置中,作为制冷剂使用了臭氧消耗潜能(ODP:Ozone Depletion Potential)以及全球变暖潜能(GWP:Global Warning Potential)较高的一氯二氟甲烷(R22),具有破坏环境的担忧。

并且,在以往的热泵式制冷制热装置中,由于作为制冷剂使用了R22,还存在热泵式制冷制热装置在运转时所消耗的电量增大的问题。

近年来,不仅在几个国家而是在全球范围内要求减少二氧化碳(CO2)的排放量。并且,还要求提高能效比(EER:Energy Efficiency Ratio)和性能系数(COP:Coefficient Of Performance)。



技术实现要素:

本发明是针对上述问题而提出的,本发明的目的在于提供能够在制冷运转时和制热运转时之间保持凝结和蒸发的平衡的同时改善凝结能力,并且能够降低运转时所消耗的电量的热泵式制冷制热装置、制冷剂以及换热器。

本发明的热泵式制冷制热装置具备压缩机、四通阀、第一换热器、第二换热器、第一减压机构、第二减压机构以及增设冷凝器。所述压缩机对制冷剂进行压缩。所述四通阀在制冷运转时和制热运转时切换使所述制冷剂循环的循环方向。所述第一换热器在所述制冷运转时使所述制冷剂凝结而在所述制热运转时使所述制冷剂蒸发。所述第二换热器在所述制热运转时使所述制冷剂凝结而在所述制冷运转时使所述制冷剂蒸发。所述第一减压机构在所述制冷运转时对所述制冷剂进行减压。所述第二减压机构在所述制热运转时对所述制冷剂进行减压。所述增设冷凝器使所述制冷剂凝结。在所述制冷运转时,所述四通阀切换所述循环方向以使由所述压缩机压缩且经由排出管从所述压缩机流入所述四通阀的所述制冷剂按所述第一换热器、所述增设冷凝器、所述第一减压机构以及所述第二换热器的顺序流动并返回所述压缩机。所述排出管连接所述压缩机和所述四通阀。所述第一换热器使由压缩机压缩的所述制冷剂凝结。所述增设冷凝器使来自所述第一换热器的所述制冷剂进一步凝结。所述第一减压机构对由所述第一换热 器以及所述增设冷凝器凝结的所述制冷剂进行减压。所述第二换热器使由所述第一减压机构减压的所述制冷剂蒸发。在所述制热运转时,所述四通阀切换所述循环方向以使由所述压缩机压缩且经由所述排出管从所述压缩机流入所述四通阀的所述制冷剂按所述第二换热器、所述增设冷凝器、所述第二减压机构以及所述第一换热器的顺序流动并返回所述压缩机。所述第二换热器使由所述压缩机压缩的所述制冷剂凝结。所述增设冷凝器使来自所述第二换热器的所述制冷剂进一步凝结。所述第二减压机构对由所述第二换热器以及所述增设冷凝器凝结的所述制冷剂进行减压。所述第一换热器使由所述第二减压机构减压的所述制冷剂蒸发。所述增设冷凝器中的所述制冷剂流过的管道的截面积小于所述排出管的截面积,以便所述增设冷凝器在所述制冷运转时和所述制热运转时均防止所述制冷剂蒸发。所述制冷剂含有一氯二氟甲烷或二氟甲烷、以及1,1,1,2-四氟乙烷。

在该热泵式制冷制热装置中,优选为,所述制冷剂含有二氟甲烷以及1,1,1,2-四氟乙烷,并且1,1,1,2-四氟乙烷与二氟甲烷的重量比为2.33以上且5.67以下。

在该热泵式制冷制热装置中,优选为,所述制冷剂含有氯二氟甲烷以及1,1,1,2-四氟乙烷,并且1,1,1,2-四氟乙烷与一氯二氟甲烷的重量比为0.67以上且1.86以下。

在该热泵式制冷制热装置中,优选为,所述增设冷凝器的所述管道的截面积为所述排出管的截面积的45%以下。

在该热泵式制冷制热装置中,优选为,所述增设冷凝器的所述管道形成有并列设置的多个空洞。

在该热泵式制冷制热装置中,优选为,所述增设冷凝器被设置为使其位于所述第一换热器吸入空气的一侧。

本发明的制冷剂,其用于所述热泵式制冷制热装置,并含有一氯二氟甲烷或二氟甲烷、以及1,1,1,2-四氟乙烷。

该制冷剂,优选为,含有二氟甲烷以及1,1,1,2-四氟乙烷,并且1,1,1,2-四氟乙烷与二氟甲烷的重量比为2.33以上且5.67以下。

该制冷剂,优选为,含有氯二氟甲烷以及1,1,1,2-四氟乙烷,并且1,1,1,2- 四氟乙烷与一氯二氟甲烷的重量比为0.67以上且1.86以下。

本发明的换热器,其在所述热泵式制冷制热装置中用作所述增设冷凝器。所述换热器中的所述制冷剂流过的管道的截面积小于所述排出管的截面积,以便所述换热器在所述制冷运转时和所述制热运转时均防止所述制冷剂蒸发。

根据本发明,在制冷运转时和制热运转时之间保持凝结和蒸发的平衡的同时能够改善凝结能力,并且在热泵式制冷制热装置中能够降低运转时所消耗的电量。还有,根据本发明,可减少CO2的排放量,并提高EER以及COP。

附图说明

图1是实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置的制冷运转时的运转示意图。

图2是实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置的制热运转时的运转示意图。

图3是实施方式所涉及的增设冷凝器的主要部分的截面图。

图4是用于说明实施方式所涉及的在第一换热上器安装增设冷凝器的示意图。

[符号说明]

1-热泵式制冷制热装置 2-压缩机 3-四通阀 4-第一换热器 5-第二换热器 61-第一毛细管(第一减压机构) 71-第二毛细管(第二减压机构) 8-增设冷凝器 81-管道 811-空洞

具体实施方式

下面参照附图对实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置作进一步详细说明。

如图1所示,本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1具备压缩机2、四通阀3、第一换热器4、第二换热器5、第一减压部6、第二减压部7以及增设冷凝器8。在热泵式制冷制热装置1中,压缩机2、四通阀3、第 一换热器4以及第二减压部7作为室外机11被汇总为一个装置而设置在室外。另一方面,第二换热器5和第一减压部6作为室内机12被汇总为一个装置而设置在室内。

用于本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1的制冷剂含有一氯二氟甲烷(R22,下面称为“R22”)或二氟甲烷(R32,下面称为“R32”)、以及1,1,1,2-四氟乙烷(R134a,下面称为“R134a”)。换句话说,在本实施方式中,作为制冷剂使用了R22和R134a的混合制冷剂或者R32和R134a的混合制冷剂。

压缩机2对制冷剂进行压缩。具体而言,压缩机2经由进气管96从四通阀3吸进处于气体状态的制冷剂(气体的制冷剂),对吸进的制冷剂进行压缩,并经由排出管95将压缩的制冷剂向四通阀3排出。根据上述的结构,压缩机2不仅具有对制冷剂进行压缩的功能,还具有使制冷剂循环的功能。由压缩机2压缩的制冷剂是处于高温高压且气体状态的制冷剂。排出管95是用于使制冷剂从压缩机2流向四通阀3的管道。进气管96是用于使制冷剂从四通阀3流向压缩机2的管道。

四通阀3在制冷运转时和制热运转时切换使制冷剂循环的循环方向。具体而言,在制冷运转时,四通阀3使制冷剂按压缩机2、第一换热器4、增设冷凝器8以及第二换热器5的顺序进行循环。另一方面,在制热运转时,四通阀3使制冷剂按压缩机2、第二换热器5、增设冷凝器8以及第一换热器4的顺序进行循环。

第一换热器4在制冷运转时使制冷剂凝结而在制热运转时使制冷剂蒸发。即,第一换热器4在制冷运转时作为冷凝器运转,而在制热运转时作为蒸发器运转。具体而言,第一换热器4与连接四通阀3和第一换热器4的第一管道91相连接。即,第一换热器4通过第一管道91与四通阀3相连接。还有,第一换热器4与第二减压部7相连接。第一换热器4由例如铜、铝等热传导率较高的材料制成。而且,第一换热器4构成制冷剂流过的流路的一部分,并构成为在流入第一换热器4的制冷剂和第一换热器4的周围的空气之间进行热交换。具体而言,在制冷运转时,第一换热器4使从压缩机2经由四通阀3以及第一管道91流入的处于气体状态的制冷剂 凝结。由此,制冷剂由气体状态变成液体状态,并且制冷剂的体积变小。然而,例如,若因过滤网的网眼堵塞等而引起第一换热器4的凝结能力下降,则制冷剂不能全部变成液体状态而一部分制冷剂依然处于气体状态。即,从第一换热器4输出的制冷剂中处于气体状态的制冷剂和处于液体状态的制冷剂混合在一起。另一方面,在制热运转时,第一换热器4使经由后述的第二毛细管71流入的制冷剂蒸发。由第一换热器4进行蒸发的处于气体状态的制冷剂经由第一管道91和四通阀3以及进气管96流入压缩机2。

第二换热器5在制热运转时使制冷剂凝结而在制冷运转时使制冷剂蒸发。即,第二换热器5在制热运转时作为冷凝器运转,而在制冷运转时作为蒸发器运转。具体而言,第二换热器5与连接四通阀3和第二换热器5的第二管道92相连接。即,第二换热器5通过第二管道92与四通阀3相连接。还有,第二换热器5与第一减压部6相连接。第二换热器5由例如铜、铝等热传导率较高的材料制成。而且,第二换热器5构成制冷剂流过的流路的一部分,并构成为在流入第二换热器5的制冷剂和第二换热器5的周围的空气之间进行热交换。具体而言,在制热运转时,第二换热器5使从压缩机2经由四通阀3以及第二管道92流入的处于气体状态的制冷剂凝结。由此,制冷剂由气体状态变成液体状态,并且制冷剂的体积变小。然而,例如,若因过滤网的网眼堵塞等而引起第二换热器5的凝结能力下降,则制冷剂不能全部变成液体状态而一部分制冷剂依然处于气体状态。即,从第二换热器5输出的制冷剂中处于气体状态的制冷剂和处于液体状态的制冷剂混合在一起。另一方面,在制冷运转时,第二换热器5使经由后述的第一毛细管61流入的制冷剂蒸发。由第二换热器5进行蒸发的处于气体状态的制冷剂经由第二管道92和四通阀3以及进气管96流入压缩机2。

第一减压部6具备第一毛细管61(第一减压机构)和第一止回阀62。

第一毛细管61在制冷运转时对制冷剂进行减压。具体而言,第一毛细管61与第二换热器5中的制冷运转时的制冷剂的入口侧相连接。并且,制热运转时,第一毛细管61使来自增设冷凝器8的制冷剂减压并膨胀。

另外,在本实施方式中,作为第一减压机构使用了第一毛细管61,然而第一减压机构只要在制冷运转时对制冷剂进行减压即可,不限于第一毛细管61。作为第一减压机构也可以替代第一毛细管61而使用电子膨胀阀等。

第一止回阀62在制热运转时使由第二换热器5进行凝结的制冷剂通过。具体而言,第一止回阀62与第一毛细管61并列连接在第二换热器5和第四管道94之间。并且,第一止回阀62在制热运转时打开。制冷剂流过时的阻力第一止回阀62小于第一毛细管61,因此来自第二换热器5的制冷剂流过第一止回阀62。另一方面,第一止回阀62在制冷运转时关闭。并且,作为在制热运转时由第二换热器5进行凝结的制冷剂流过的构件也可以替代第一止回阀62而使用电磁阀等的开闭阀。

第二减压部7具备第二毛细管71(第二减压机构)和第二止回阀72。

第二毛细管71在制热运转时对制冷剂进行减压。具体而言,第二毛细管71与第一换热器4中的制热运转时的制冷剂的入口侧相连接。并且,制热运转时,第二毛细管71使来自增设冷凝器8的制冷剂减压并膨胀。

另外,在本实施方式中,作为第二加压机构使用了第二毛细管71,然而第二减压机构只要在制冷运转时对制冷剂进行减压即可,不限于第二毛细管71。作为第二减压机构也可以替代第二毛细管71而使用电子膨胀阀等。

第二止回阀72在制冷运转时使由第一换热器4进行凝结的制冷剂通过。具体而言,第二止回阀72与第二毛细管71并列连接在第一换热器4和第三管道93之间。并且,第二止回阀72在制冷运转时打开。制冷剂流过时的阻力第二止回阀72小于第二毛细管71,因此来自第一换热器4的制冷剂流过第二止回阀72。另一方面,第二止回阀72在制热运转时关闭。另外,作为在制冷运转时由第一换热器4进行凝结的制冷剂流过的构件也可以替代第二止回阀72而使用电磁阀等的开闭阀。

增设冷凝器8连接在第一换热器4和第二换热器5之间并使制冷剂凝结。增设冷凝器8在制冷运转时和制热运转时均使制冷剂凝结。即,增设冷凝器8在制冷运转时和制热运转时均作为冷凝器而运转。具体而言,增设冷 凝器8在第一换热器4和第二换热器5之间通过第三管道93与第二减压部7相连接,并通过第四管道94与第一减压部6相连。增设冷凝器8的管道(换热部)81(参照图3)由例如铜、铝等热传导率较高的材料制成。管道81构成制冷剂流过的流路的一部分并构成为在管道81中流过的制冷剂和管道81的周围的空气之间进行热交换。

增设冷凝器8中的制冷剂流过的管道81的截面积小于排出管95的截面积,以便增设冷凝器8在制冷运转时和制热运转时均防止所述制冷剂蒸发。增设冷凝器8的管道81的截面积被设定在制冷剂不蒸发且制冷剂的流动的阻力值不增加的范围之内。增设冷凝器8的管道81的截面积是指管道81内的制冷剂流过的空洞的截面积。排出管95的截面积是指排出管95内的制冷剂流过的空洞的截面积。在此,防止制冷剂蒸发的情况是指不仅包括所有的制冷剂一点也不蒸发的情况,而且还包括几乎所有的制冷剂不蒸发的情况。

当流入起冷凝器作用的增设冷凝器8中的制冷剂处于气体和液体混合在一起的状态时,处于气体和液体混合在一起的状态的制冷剂由增设冷凝器8凝结为液体状态。另一方面,当流入增设冷凝器8中的制冷剂处于液体状态时,液体状态的制冷剂不蒸发而以原有的液体状态通过增设冷凝器8。如上所述,气体和液体混合在一起的制冷剂通过增设冷凝器8全部变为液体状态的制冷剂。

由此,即使处于气体和液体混合在一起的状态的制冷剂流入增设冷凝器8,也可在增设冷凝器8的管道81中使制冷剂有效地变为液体状态。即,通过将增设冷凝器8的管道81的截面积设定为小于排出管95的截面积来抑制制冷剂的蒸发,并且因散热制冷剂更进一步凝结,因此从增设冷凝器8流出的制冷剂全部变为液体状态。

另外,排出管95的截面积与第一管道91的截面积大致相同。因而,增设冷凝器8的管道81的截面积可以认为小于第一管道91的截面积。第一管道91的截面积是指第一管道91内的制冷剂流过的空洞的截面积。还有,第一管道91的截面积与第一换热器4中的制冷剂流过的管道的截面积大致相同。因而,增设冷凝器8的管道81的截面积可以认为小于第一换热器4 的管道的截面积。第一换热器4的管道的截面积是指第一换热器4的管道内的制冷剂流过的空洞的截面积。当第一换热器4具有多个管道时,第一换热器4的管道的截面积是所有管道截面积的总和。

还有,排出管95的截面积与第二管道92的截面积大致相同。因而,增设冷凝器8的管道81的截面积可以认为小于第二管道92的截面积。第二管道92的截面积是指第二管道92内的制冷剂流过的空洞的截面积。还有,第二管道92的截面积与第二换热器5中的制冷剂流过的管道的截面积大致相同。因而,增设冷凝器8的管道81的截面积可以认为小于第二换热器5的管道的截面积。第二换热器5的管道的截面积是指第二换热器5的管道内的制冷剂流过的空洞的截面积。当第二换热器5具有多个管道时,第二换热器5的管道的截面积是所有管道截面积的总和。

然而,为了更有效地使制冷剂从气体和液体混合在一起的状态变为液体状态,即,为了提高换热效率,优选为,增设冷凝器8中的管道81的截面积设定为排出管95的截面积的45%以下。更优选为,增设冷凝器8中的管道81的截面积设定为排出管95的截面积的40%以下。进一步更优选为,增设冷凝器8中的管道81的截面积设定为排出管95的截面积的36%以下。

假设增设冷凝器8的管道81的截面以及排出管95的截面均为圆形时,优选为,增设冷凝器8的管道81的内经为排出管95的内经的67.1%以下。更优选为,增设冷凝器8的管道81的内经为排出管95的内经的63.2%以下。进一步更优选为,增设冷凝器8的管道81的内经为排出管95的内经的60%以下。

另外,当增设冷凝器8的管道81的截面积在管道内不恒定(即沿管道方向发生变化)时,至少最小的截面积满足上述的条件即可。

增设冷凝器8的管道81的截面积(或内经)的下限值可以设定为制冷剂流过管道81的阻力不超过热泵式制冷制热装置1无法运转的程度。例如,增设冷凝器8的管道81的截面积为排出管95的截面积的10%以上。当增设冷凝器8的管道81的截面以及排出管95的截面均为圆形时,增设冷凝器8的管道81的内经为排出管95的内经的31.2%以上。

然而,如图3所示,在本实施方式的增设冷凝器8的管道81形成有并 列设置的多个空洞811。即,本实施方式的增设冷凝器8是制冷剂流过并列形成的多个空洞811的换热器。当以这种方式在管道81中形成多个空洞811时,增设冷凝器8中的管道81的截面积为所有空洞811的截面积的总和。另外,增设冷凝器8也可以具备分别形成有至少一个空洞的多个管道。

如图4所示,本实施方式的增设冷凝器8被设置为使其位于第一换热器4吸入空气的一侧。即,本实施方式的增设冷凝器8以贴合在第一换热器4的吸入空气的一侧的方式安装在室外机11上。在室外机11中通过送风扇111吸入空气以便通过第一换热器4。具体而言,如图4的箭头A3所示,空气通过增设冷凝器8的管道81的周围之后再通过第一换热器4的管道的周围。

还有,由于在第一换热器4的空气吸入侧设置增设冷凝器8,可使增设冷凝器8的安装变得简单容易,并且,没有必要设置为第一换热器4设置的送风扇111以外的另一个送风扇。

并且,例如即使在冬天等室外为低温的情况下也可以抑制霜附着在制热运转时作为蒸发器而运转的第一换热器4上。

接着,对本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1的性能试验进行说明。在此,对在株式会社日立制作所的制冷制热机(型号:RAS100H-R22)上安装了增设冷凝器8的热泵式制冷制热装置1的性能进行了试验。

首先,在制冷运转时,对在室外温度为35℃而室内温度为30℃的情况下的性能试验进行说明。实施例1是具备增设冷凝器8,并作为制冷剂使用了R22和R134a的混合制冷剂的热泵式制冷制热装置1。即,实施例1为本实施方式的热泵式制冷制热装置1。另一方面,比较例1和比较例2是作为制冷剂使用了R22的热泵式制冷制热装置。比较例1为不具备增设冷凝器的热泵式制冷制热装置,比较例2为具备增设冷凝器的热泵式制冷制热装置。

在性能试验中所测量的项目有吸入温度T1、吹出温度T2以及电量。作为性能评价指标,由测得的吸入温度T1和吹出温度T2计算温度差Δt1,并且由测得的电量计算电量的削减率。吸入温度T1是吸进收纳有第二换热器的室内机的空气的温度。吹出温度T2是从室内机吹出的空气的温度。温度 差Δt1是吸入温度和吹出温度之间的差的绝对值。电量是热泵式制冷制热装置在运转时所消耗的电量。电量的削减率为以比较例1的电量为基准时的值。具体而言,电量的削减率是相比比较例1所削减的电量与比较例1的电量的比率。

如表1所示,实施例1与比较例1和比较例2相比,在保持温度差Δt1的状态下电量的削减率最大。即,在实施例1中,在不降低制冷运转的性能的情况下可减少电量。

[表1]

接着,分别在制冷运转时和制热运转时,对改变室外温度时的性能试验进行说明。对制冷运转时室外温度为40℃、35℃、26℃时和制热运转时室外温度为7℃、2℃、-3℃时的性能进行了试验。另外,制冷运转时室内温度为30℃。制热运转时室内温度为10℃。

如表2所示,在制冷运转时,在室外温度为40℃、35℃、26℃中任一温度的情况下,实施例1的电量的削减率均高于比较例1和比较例2的电量的削减率。还有,在制热运转时,在室外温度为7℃、2℃、-3℃中任一温度的情况下,实施例1的电量的削减率也均高于比较例1和比较例2的电量的削减率。

[表2]

其次,对在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中使用的制冷剂进行说明。

首先,对作为本实施方式的制冷剂的一例使用了将一氯二氟甲烷(R22)和1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)混合在一起的混合制冷剂的情况进行说明。

对改变R134a与R22的重量比时的性能进行了试验。具体而言,对R134a与R22的重量比分别为0.43(R22为70重量%、R134a为30重量%)、0.54(R22为65重量%、R134a为35重量%)、0.67(R22为60重量%、R134a为40重量%)时的性能进行了试验。还有,对R134a与R22的重量比分别为0.82(R22为55重量%、R134a为45重量%)、1.00(R22为50重量%、R134a为50重量%)时的性能进行了试验。并且,对R134a与R22的重量比分别为1.22(R22为45重量%、R134a为55重量%)、1.50(R22为40重量%、R134a为60重量%)时的性能进行了试验。另外,对R134a与R22的重量比分别为1.86(R22为35重量%、R134a为65重量%)、2.33(R22为30重量%、R134a为70重量%)时的性能进行了试验。

在性能试验中所测量的项目有电流值I1、排出压力P1、吸入到收纳第二换热器的室内机的空气的温度、以及从室内机吹出的空气的温度。作为性能评价指标,由测得的上述两个温度计算温度差Δt1。电流值I1是为驱动压缩机所需要的电流的值。温度差Δt1是吸入到收纳第二换热器的室内机的空气温度和从室内机吹出来的空气的温度之间的差的绝对值。排出压力P1是从压缩机排出的制冷剂的压力。

表3 示出当改变R134a与R22的重量比时的性能试验的结果。

[表3]

如表3所示,R134a与R22的重量比越大,电流值I1变得越小(排出压力P1变低),因此热泵式制冷制热装置在运转时所消耗的电量变得越小。因此,优选为,R134a与R22的重量比为0.67以上。更优选为,R134a与R22的重量比为0.82以上。进一步更优选为,R134a与R22的重量比为1.00以上。

另一方面,随着R134a与R22的重量比变大,温度差Δt1逐渐变小。因此,优选为,R134a与R22的重量比为1.86以下。更优选为,R134a与R22的重量比为1.50以下。进一步更优选为,R134a与R22的重量比为1.22以下。

根据如上所述,优选为,在本实施方式中所使用的制冷剂含有R22与R134a,并且R134a与R22的重量比为0.67以上且1.86以下。即,在本实施方式中,优选为使用R134a与R22的重量比为0.67以上且1.86以下的混合制冷剂。

其次,对作为本实施方式的制冷剂使用了将二氟甲烷(R32)和1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)混合在一起的混合制冷剂的情况进行说明。

对改变R134a与R32的重量比时的性能进行了试验。具体而言,对R134a与R32的重量比分别为1.86(R32为35重量%、R134a为65重量%)、2.33(R32为30重量%、R134a为70重量%)时的性能进行了试验。还有,对R134a与R32的重量比分别为3.00(R32为25重量%、R134a为75重量%)、 4.00(R32为20重量%、R134a为80重量%)时的性能进行了试验。并且,对R134a与R32的重量比分别为5.67(R32为15重量%、R134a为85重量%)、9.00(R32为10重量%、R134a为90重量%)时的性能进行了试验。另外,对只含有R134a(R32为0重量%、R134a为100重量%)时的性能进行了试验。

在性能试验中所测量的项目有电流值I1、排出压力P1、吸入到收纳第二换热器的室内机的空气的温度、以及从室内机吹出的空气的温度。作为性能评价指标,由测得的上述两个温度计算温度差Δt1。电流值I1是为驱动压缩机所需要的电流的值。温度差Δt1是吸入到收纳第二换热器的室内机的空气温度和从室内机吹出来的空气的温度之间的差的绝对值。排出压力P1是从压缩机排出的制冷剂的压力。

表4 示出当改变R134a与R32的重量比时的性能试验的结果。

[表4]

如表4所示,R134a与R32的重量比越大,电流值I1变得越小(排出压力P1变低),因此热泵式制冷制热装置在运转时所消耗的电量变得越小。因此,优选为,R134a与R32的重量比为2.33以上。更优选为,R134a与R32的重量比为3.00以上。

另一方面,随着R134a与R32的重量比变大,温度差Δt1逐渐变小。因此,优选为,R134a与R32的重量比为5.67以下。更优选为,R134a与R32 的重量比为4.00以下。

根据如上所述,优选为,在本实施方式中所使用的制冷剂含有R32与R134a,并且R134a与R32的重量比为2.33以上且5.67以下。即,在本实施方式中,优选为使用R134a与R32的重量比为2.33以上且5.67以下的混合制冷剂。

其次,参照图1对本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置的运转以及热泵式制冷制热装置中制冷剂的流动进行说明。

首先,对制冷运转的情况进行说明。四通阀3切换循环方向以使由压缩机2压缩的制冷剂从压缩机2开始按第一换热器4、增设冷凝器8、第一毛细管61以及第二换热器5的顺序流动并返回压缩机2。

压缩机2对制冷剂进行压缩。由压缩机2压缩的处于气体状态的制冷剂从压缩机2排出并通过四通阀3经由第一管道91流入第一换热器4。第一换热器4使由压缩机2压缩且经由第一管道91流入的制冷剂凝结。制冷剂经由第二止回阀72以及第三管道93从第一换热器4流向增设冷凝器8。之后,增设冷凝器8使来自第一换热器4的制冷剂进一步凝结。增设冷凝器8使在第一换热器4没有变为液体状态的气体状态的制冷剂凝结。处于液体状态的制冷剂不蒸发而以原有的液体状态通过增设冷凝器8。之后,第一毛细管61对由第一换热器4以及增设冷凝器8凝结的液体状态的制冷剂进行减压。第二换热器5使流过第一毛细管61的制冷剂蒸发。由第二换热器5蒸发的制冷剂经由第二管道92、四通阀3以及进气管96流入压缩机2。在制冷运转时,制冷剂沿图1的箭头A1所示的方向流动。

接着,参照图2对制热运转的情况进行说明。四通阀3切换循环方向以使由压缩机2压缩的制冷剂从压缩机2开始按第二换热器5、增设冷凝器8、第二毛细管71以及第一换热器4的顺序流动并返回压缩机2。

压缩机2对制冷剂进行压缩。由压缩机2压缩的处于气体状态的制冷剂从压缩机2排出并通过四通阀3经由第二管道92流入第二换热器5。第二换热器5使由压缩机2压缩且经由第二管道92流入的制冷剂凝结。制冷剂经由第一止回阀62以及第四管道94从第二换热器5流向增设冷凝器8。之后,增设冷凝器8使来自第二换热器5的制冷剂进一步凝结。增设冷凝 器8使处于气体和液体混合在一起的状态的制冷剂凝结。处于液体状态的制冷剂不蒸发而以原有的液体状态通过增设冷凝器8。之后,第二毛细管71对由第二换热器5以及增设冷凝器8凝结的液体状态的制冷剂进行减压。第一换热器4使流过第二毛细管71的制冷剂蒸发。由第一换热器4蒸发的制冷剂经由第一管道91、四通阀3以及进气管96流入压缩机2。在制热运转时,制冷剂沿图2的箭头A2所示的方向流动。

上述的本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1具备增设冷凝器8,该增设冷凝器8在制冷运转时和制热运转时均使制冷剂凝结。由此,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,例如,即使因过滤网的网眼堵塞等而引起第一换热器4以及第二换热器5的凝结能力下降,也能够在制冷运转时和制热运转时之间保持凝结和蒸发的平衡的同时改善凝结能力。其结果,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中可降低运转时所消耗的电量。

还有,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,制冷剂含有一氯二氟甲烷(R22)或二氟甲烷(R32)、以及1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)。由此,本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1与使用R22的单一制冷剂的情况相比,可减少臭氧消耗潜能(ODP:Ozone Depletion Potential)以及全球变暖潜能(GWP:Global Warning Potential)。并且,本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1与使用R22的单一制冷剂的情况相比,可减少热泵式制冷制热装置1的运转时所消耗的电量。

还有,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,可减少CO2的排出量,并提高能效比(EER:Energy Efficiency Ratio)以及性能系数(COP:Coefficient of Performance)。

然而,当使用由二氟甲烷(R32)和五氟乙烷(R125)构成的近共沸混合制冷剂(R410)时,需要昂贵的逆变器控制的压缩机。另一方面,如本实施方式所示当使用含有一氯二氟甲烷(R22)或二氟甲烷(R32)、以及1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)的制冷剂时,不需要逆变器控制的压缩机。由此,本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1即使具备增设冷凝器8,但是因不需要逆变器控制的压缩机,与使用了近共沸混合制冷剂(R410)的热泵式制冷制热 装置相比可降低成本。具体而言,购买新的热泵式制冷制热装置时没有必要购买高价的压缩机(逆变器控制的压缩机),因此可以降低用户的初期成本。另外,由制冷剂为R22的热泵式制冷制热装置进行改造时没有必要增加高价的压缩机(逆变器控制的压缩机),因此可以降低用户的初期成本。进一步,对于制造商来说,可以降低制造成本。

在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)与二氟甲烷(R32)的重量比为2.33以上且5.67以下。由此,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,能够在减少臭氧消耗潜能以及全球变暖潜能的同时充分地确保室内的进气温度和排出温度之间的温度差。

还有,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,使用了二氟甲烷(R32)和1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)的混合制冷剂,因此与使用R32的单一制冷剂的情况相比可降低可燃性。

在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)与一氯二氟甲烷(R22)的重量比为0.67以上且1.86以下。由此,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,能够在减少臭氧消耗潜能以及全球变暖潜能的同时充分地确保室内的进气温度和排出温度之间的温度差。

在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,增设冷凝器8中的所述管道81的截面积为排出管95的截面积的45%以下。由此,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,例如当因过滤网的网眼堵塞等而引起第一换热器4以及第二换热器5的凝结能力下降时,能够有效地改善凝结能力。

在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,增设冷凝器8作为制冷剂流过的管道81包括并列设置的多个空洞811。由此,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,在增设冷凝器8中可增大换热的面积,因此可提高凝结能力。

在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,增设冷凝器8被设置为使其位于第一换热器4吸入空气的一侧。由此,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,由增设冷凝器8进行热交换后的热风从增设冷 凝器8吹送到第一换热器4上。其结果,在本实施方式所涉及的热泵式制冷制热装置1中,例如即使在冬天等室外处于低温的情况也可抑制霜附着在制热运转时作为蒸发器而运转的第一换热器4上。

另外,在本实施方式中,对在第一换热器4和第二换热器5之间连接有一台增设冷凝器8的情况进行了说明,然而也可以在第一换热器4和第二换热器5之间连接有多个增设冷凝器。在这种情况下,多个增设冷凝器进行并列连接。

作为本实施方式的变形例,增设冷凝器8可以与室外机11分开设置。即,增设冷凝器8可以如图4所示安装在室外机11的吸进空气的一侧,也可以与室外机11分开设置。例如,当室外机11设置在较热的地方时,增设冷凝器8可设置在与室外机11不同的较凉爽的地方。当增设冷凝器8与室外机11分开设置时,用于增设冷凝器8的送风扇也与增设冷凝器8一起设置。

在本实施方式的变形例中,第一换热器4以及增设冷凝器8均为空冷式换热器,然而第一换热器4以及增设冷凝器8中的至少一方也可以是水冷式换热器。

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