制冷循环装置的制作方法

本申请是国家阶段申请号201410379967.5、申请日2014年8月4日、发明名称为“制冷循环装置及空气调节装置”的申请的分案申请。

本发明涉及一种在空气调节装置(空调等)、供热水装置等中使用的制冷循环(热泵循环)装置。

背景技术：

一般来说，在空气调节装置、制冷装置、供热水装置等利用了制冷循环的制冷循环装置中，将压缩机、冷凝器(换热器)、膨胀阀及蒸发器(换热器)用配管连接，从而构成了使填充的制冷剂循环的制冷剂回路。而且，被压缩机压缩的制冷剂成为高温高压的气体制冷剂，被送入至冷凝器。流入至冷凝器的制冷剂通过与换热对象物(空气等)的换热放出热量从而液化。液化后的制冷剂通过膨胀阀被减压而成为气液二相流状态，并在蒸发器中通过换热吸收热量而气(气体)化，再次返回压缩机进行循环。

在此，在循环于制冷剂回路的制冷剂中，根据用途、物理性能而存在数量众多的种类，其中也存在包含会对全球变暖造成影响的化学物质的制冷剂。而且，从防止全球变暖的观点出发，优选为利用全球变暖系数(gwp)尽可能小的制冷剂。需要说明的是，全球变暖系数是指，作为表示对于作为温室效应气体的物质导致全球变暖的程度与二氧化碳的该程度之比的数值，基于国际认证的见解而确定的系数。

作为制冷剂，根据具有与一直以来被广泛使用的hfc134a等同的热物理性能、且低gwp、低毒性、低可燃性等的理由，将2，3，3，3－四氟丙烯(hfo1234yf(hydrofluoroolefine)(gwp＝4)、1，3，3，3－四氟丙烯(hfo1234ze)(gwp＝10)、或者二氟甲烷(hfc32)的单独制冷剂、或这些的混合制冷剂设为候选制冷剂。而且，作为与2，3，3，3－四氟丙烯混合的制冷剂，主要是二氟甲烷(hfc32)。并且，根据为了低可燃性所容许的gwp的基准，也可以考虑混合hfc134a、hfc125。

作为其他的制冷剂，可以列举丙烷、丙烯等烃、以及氟乙烷(hfc161)、二氟乙烷(hfc152a)等低gwp的氢氟烃。在这些候选制冷剂中，如果考虑到可燃性、制冷制热能力、基于非共沸混合制冷剂温度梯度的设备效率降低、使用容易度、制冷剂成本、以及基于所述制冷剂物理性能的设备的变更(开发)等，则二氟甲烷(hfc32)为最优，急需开发使用本制冷剂的室内空调、组合式空调。

在使用二氟甲烷(hfc32)作为制冷剂的情况下，需要一定程度以上地将包含与制冷剂、冷冻机油(压缩机中使用的润滑油)发生反应的氧气的空气从制冷剂回路中排除。这是由于，当在制冷剂回路中氧气较多时，制冷剂、冷冻机油将会劣化，导致制冷循环装置的性能及可靠性降低。

例如，在制冷循环装置中，即使使用了冷冻机油并且作为抗氧化剂使用了dbpc，但当在制冷剂回路中较多地存在有空气(氧气)时，在dbpc与氧气发生反应而耗尽后，将开始冷冻机油的氧化(过氧化值上升)，从而作为冷冻机油的润滑油的性能降低。需要说明的是，在该情况下，由于dbpc与氧气发生反应而生成对称二苯代乙烯醌这样的显色物质，因此通过视觉确认冷冻机油的色泽恶化而变化成褐色，从而能够识别冷冻机油的氧化的进展。

另外，二氟甲烷制冷剂与其他的制冷剂相比，在相同条件下的压缩机所引起的压缩时的温度上升较大。而且，由于温度越高则冷冻机油与氧气的反应越快，因此在使用二氟甲烷制冷剂的情况下，当制冷剂回路中氧气较多时，会较快地引起冷冻机油的劣化。

因此，例如在专利文献1的技术中，利用制冷剂回路中具备的空气吸附机构，能够吸附去除制冷剂回路中的空气。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2009/157325号

发明要解决的课题

然而，在专利文献1的技术中，由于必须在制冷剂回路中特意设置空气吸附机构，因此与之相应地花费费用、工时。另外，由于制冷剂中的空气(氧气)的量与制冷循环装置的性能降低之间的定量的相关关系不明确，从制冷循环装置的性能的观点出发不清楚制冷剂中的可容许的空气(氧气)的量的临界，因此无法有效地调节制冷剂中的空气(氧气)的量。

技术实现要素：

因此，本发明是鉴于这种情况而作出的，其课题在于当在制冷循环装置中，作为制冷剂而使用了二氟甲烷(hfc32)的情况下，能够有效地调节该制冷剂中的空气的量。

用于解决课题的方法

为了解决所述课题，本发明的特征在于，该制冷循环装置具备将压缩机、冷凝器、膨胀机构、蒸发器用配管连接并供制冷剂循环的制冷剂回路，所述压缩机具备具有滑动部的制冷剂压缩部，并封入了作为所述制冷剂的二氟甲烷、即hfc32以及作为抗氧化剂而含有作为酚类的dbpc、即2，6－二叔丁基对甲酚的冷冻机油，所述冷凝器通过换热而使所述制冷剂冷凝，所述膨胀机构使冷凝后的所述制冷剂膨胀进行减压，所述蒸发器通过使减压后的所述制冷剂与换热对象物之间进行换热而使所述制冷剂蒸发，所述制冷剂中所含的空气的量(压力)为20kpa以下。

此外的结构见后述。

发明效果

根据本发明，当在制冷循环装置中，作为制冷剂而使用了二氟甲烷(hfc32)的情况下，能够有效地调节该制冷剂中的空气的量。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的制冷循环装置的结构的概略图。

图2是表示本实施方式所涉及的涡旋式压缩机的结构的剖视图。

图3是表示本实施方式所涉及的制冷剂中的空气量、抗氧化剂量、酸值各自之间的关系的图。

图4是表示本实施方式所涉及的室内空调的结构的概略图。

附图标记说明

1压缩机

2冷凝器

3膨胀机构

4蒸发器

5四通阀

6固定涡旋部件

7端板

8旋涡状卷板

9回旋涡旋部件

10卷板

11曲轴

12压缩室

13喷出口

14框架

15压力容器

16吸入管

17电动马达

18滑动轴承

19油孔

20蓄油部

21喷出管

1000制冷循环装置

1000a室内空调

1000a室内机

1000b室外机

具体实施方式

以下，参照适当附图详细地说明用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)。需要说明的是，在各图中，对相同的结构标注相同的符号，并适当省略重复说明。

(制冷循环装置的结构)

首先，参照图1来说明本实施方式的制冷循环装置1000的结构。在制冷循环装置1000中，将压缩机1、冷凝器2(换热器)、膨胀机构3、蒸发器4(换热器)用配管连接而构成使制冷剂100循环的制冷剂回路。作为制冷剂100使用二氟甲烷(hfc32)。

压缩机1具备具有滑动部的制冷剂压缩部，并封入了作为制冷剂100的二氟甲烷(hfc32)和冷冻机油。冷冻机油是多元醇酯机油。由于多元醇酯机油在与水分共存的情况下存在产生因水解引起的劣化(生成氧气)、或在制冷循环内残留有空气的可能性，因此期望抗氧化剂的配合。作为抗氧化剂而使用作为酚类的dbpc(2，6－二叔丁基对甲酚)。关于压缩机1的详细结构使用图2后述说明。

冷凝器2通过在与换热对象物(空气)之间进行换热而使制冷剂100冷凝。

膨胀机构3使通过冷凝器2冷凝后的制冷剂100膨胀进行减压。

蒸发器4通过在减压后的制冷剂100与换热对象物(空气)之间进行换热，从而使该制冷剂100蒸发。

(涡旋式压缩机的结构)

接下来，参照图2来说明涡旋式压缩机1的结构。压缩机1包括：具有垂直地设置于端板7的旋涡状卷板8的固定涡旋部件6、具有与该固定涡旋部件6实质上相同形状的卷板10的回旋涡旋部件9、对回旋涡旋部件9进行支承的框架14、使回旋涡旋部件9回旋运动的曲轴11、电动马达17、内置上述部件的压力容器15。旋涡状卷板8和卷板10彼此对置并啮合，从而形成压缩机构部。

制冷剂从吸入管16被吸入。当回旋涡旋部件9通过曲轴11而进行回旋运动时，在固定涡旋部件6和回旋涡旋部件9之间形成的压缩室12中的、位于最外侧的压缩室12随着回旋运动而容积逐渐缩小，并朝向固定涡旋部件6及回旋涡旋部件9的中心部逐渐移动。当压缩室12到达固定涡旋部件6及回旋涡旋部件9的中心部附近时，压缩室12与喷出口13连通，压缩室12的内部的压缩气体从喷出管21向压缩机1的外部喷出。

在压缩机1中，曲轴11以恒定速度、或与通过未图示的逆变器控制的交流频率相对应的转速旋转，进行压缩动作。另外，在电动马达17的下方设置有蓄油部20，蓄油部20的机油(冷冻机油)借助压力差穿过设置于曲轴11的油孔19，用于进行回旋涡旋部件9与曲轴11的滑动部、滑动轴承18等的润滑。

需要说明的是，在压缩机1中，包括滑动部的、与制冷剂100的压缩有关的部分相当于权利要求中的“具有滑动部的制冷剂压缩部”。

(制冷剂中的空气量、抗氧化剂量、酸值各自之间的关系)

接下来，参照图3来说明制冷剂100中的空气量(空气的压力)、抗氧化剂量、酸值(中和1g油脂中存在的游离脂肪酸所需的氢氧化钾的mg数)各自之间的关系。需要说明的是，图3是表示基于如下实验的结果的图，所述实验为，关于在制冷循环装置1000中，作为制冷剂100使用二氟甲烷(hfc32)，作为冷冻机油使用多元醇酯机油，另外，作为该多元醇酯机油的抗氧化剂使用作为酚类的dbpc(2，6－二叔丁基对甲酚)的情况，对于6种空气量分别以规定时间(制冷剂中的氧气完成各个反应所需的充足的时间)进行的实验。

需要说明的是，由于当混入到冷冻机油中的抗氧化剂过多时会使制冷机的作为润滑油的性能降低，因此投入的量(比例)实质上存在上限，以接近该上限的量进行实验。

另外，在制冷剂100内存在的空气量利用通常的气体色谱法来测量。

另外，酸值在经过所述规定时间后通过jisk2501所规定的方法来测量。

如图3所示，可知在经过所述规定时间后测量出的抗氧化剂量(l1)具有随着制冷剂100中的空气量增加而减少的趋势，特别是，在制冷剂100中的空气量为20kpa(约150torr)附近急剧减少。

另外，可知酸值在制冷剂100中的空气量为0～约18kpa之间大致恒定，但从制冷剂100中的空气量为20kpa附近起，随着空气量的增加而急剧增加。

抗氧化剂量的减少(与此相伴的过氧化值上升)、酸值的增加意味着冷冻机油的劣化。因此，可知将制冷剂100中的空气量抑制在20kpa以下，在防止冷冻机油的劣化方面是有效的。因此，例如，与将吸附、分离空气的机构设置在循环中以尽可能地减少制冷剂100中的空气量这种思想的专利文献1的技术相比，根据本发明，将制冷剂100中的空气量设定为20kpa以下的例如15kpa等，能够有效地调节制冷剂100中的空气量。

即，根据本发明，能够避免例如不必要的抽真空所需的多余的费用、工时等。在抽真空中，根据使用装置、所要时间，能够将空气量降低至大约0.1kpa(0.75torr)，花费与之相应的费用、工时。根据本发明，由于已知不需要抽真空至极限，因此将空气量抽真空至20kpa以下的例如15kpa等，从而能够有效地调节制冷剂100中的空气量。

(对室内空调的应用)

本发明的制冷循环装置例如能够应用于进行对象空间的制冷制热的室内空调。参照图4来说明应用了本发明的室内空调1000a的结构。

如图4所示，室内空调1000a构成为具备室内机1000a和室外机1000b。在室内机1000a中内置有蒸发器4(换热器)。另外，在室外机1000b中内置有压缩机1、四通阀5、冷凝器2(换热器)及膨胀机构3。压缩机1如上所述具备具有滑动部的制冷剂压缩部。

在对室内(对象空间)进行制冷的情况下，被压缩机1绝热性地压缩的高温高压的制冷剂100通过喷出管21(参照图2)及四通阀5在冷凝器2中被冷却，成为高压的液态制冷剂。该液态制冷剂通过膨胀机构3(例如毛细管、温度式膨胀阀等)膨胀，成为略微含有气体的低温低压液体而到达蒸发器4，从室内的空气获得热量以低温气体的状态再次通过四通阀5而到达压缩机1。

在对室内(对象空间)进行制热的情况下，通过四通阀5将制冷剂100的流向改变为相反方向，从而起到相反作用。作为压缩机1使用了涡旋式压缩机。

这样，根据本实施方式的制冷循环装置1000，通过将制冷剂100中的空气量(空气的压力)设为20kpa以下，能够有效地防止冷冻机油的劣化，从而能够长时间维持制冷循环装置1000的性能，能够确保可靠性。需要说明的是，由于在本实施方式中作为制冷剂100而使用的二氟甲烷(hfc32)如上述那样与其他制冷剂相比，在相同条件下的压缩机所引起的压缩时的温度上升较大，因此在防止具有温度越高越容易与氧气发生反应这种特性的冷冻机油的劣化的观点上，本发明非常有效。

另外，由于作为冷冻机油使用了多元醇酯机油，期望抗氧化剂的配合，作为抗氧化剂使用了dbpc(2，6－二叔丁基对甲酚)，通过本实施方式的实验可知，在该情况下，能够有效地防止冷冻机油的劣化。

综上所述结束了本实施方式的说明，但本发明的方式并不限定于此。

例如，本发明的制冷循环装置还能够适用于工业用装置及家庭用装置中的任一种装置。

另外，冷凝器、膨胀机构中进行换热的对象、即换热对象物可以不是空气，而是例如空气以外的气体、水等液体、土地等固体等其他物质。

除此以外，对于具体结构，可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当变更。