[发明专利]制冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷装置。 

背景技术

由于HCFCs制冷剂，如R22，会破坏大气中的臭氧层，故目前广泛使用的R22已被列入限期淘汰的制冷剂范围内；然而作为R22的替代制冷剂，R410A虽然不会破坏臭氧层，但具有甚至比R22更高的GWP值，仍旧会带来全球变暖的问题，并且，“京都议定书”已将R410A列为受控排放的温室效应气体，因此，R410A不会是长久的制冷剂选择。 

在制冷剂的替代选择中，自然工质，如碳氢制冷剂R290，具有优秀的环境友好性，受到了业内的关注。然而，碳氢制冷剂R290由于具有高可燃性，在应用于房间空调器制冷系统时，按照IEC 60335-2-40(2005)标准及BS EN 378(2008)标准，均有着严格的封入量限制，对不同空间大小的房间内，使用可燃性碳氢制冷剂的空调器制冷系统的制冷剂封入量的上限，进行了限制。该两份标准的限制规定均相同。使得就算空调器里的可燃性的制冷剂R290全部泄漏到房间里，也达不到制冷剂本身的最低燃烧极限，而不会发生燃烧的危险。而这个制冷剂允许最大封入量是这样规定的： 

m_max＝2.5×(LFL)^(5/4)×h₀×(A)^1/2

式中： 

m_max设备制冷剂允许最大封入量， 

A：房间面积， 

LFL：最低燃烧极限， 

h₀：设备安装高度。 

由此得出，使用制冷剂R290的空调器，在不同的面积房间里使用，空调器的最大制冷剂封入量如下表一所示。 

表一 

从上面的表一可以看出，这些标准均会限制制冷剂R290的应用，特别是在空调器制冷系统制冷量较大，如在中国国家标准GB/T 7725-2004规定的额定制冷条件下的制冷量≥4.8kW的制冷系统中的应用时，以房间面积为30平方米，制冷量约为4.8kW为例，当空调器的安装高度为最高的2.2m时(当空调器的安装高度低于这个高度时，制冷剂R290的封入量更低，下述的结论会更明显)，制冷剂R290的最大封入量仅为510g。以R290空调器所对应的R290压缩机为例，如下面的表二中所示，在上述的空调器制冷系统对应的510g充注量要求下，采用传统壳体内压为高压力HSS结构压缩机，在GX条件，也就是近似空调器在中国国家标准GB/T 7725-2004规定的额定运转时对应的压缩机的运转条件，和GB-15765-2006中所规定的ASH的条件下，压缩机内部含有的制冷剂质量就分别达到了244g和167g，分别占允许量510g的48％和33％， 

表二 

根据上面的表二中的计算数值，可以看出由于压缩机内部含有的制冷剂质量大而总的充注量有限，因此会导致参与循环的制冷剂质量流量过小，从而引起空调器制冷系统的制冷量和能效低。如下面的图3中可以看出，R290 空调器制冷系统的能力和能效随着制冷剂循环量的增加呈现明显的上升趋势。下面的表四为分别采用HSS结构和LSS结构压缩机的同一R290空调器在GB制冷条件下的制冷量和COP结果，可以看出，在制冷量约为4.8kW的R290空调器制冷系统中，采用传统的LSS结构压缩机的R290空调器制冷系统制冷量与制冷能效均较采用HSS结构的空调器制冷系统提高较多，效果明显。 

表四 

并且，在空调器参考GB/T 7725-2004中热泵额定制热条件进行制热运行时，当上述制冷量≥4.8KW的空调器系统中采用HSS结构压缩机时，在制冷剂封入量为限制值510g情况下，由于制冷剂的循环量过低，导致换热器快速结霜，系统无法稳定运转，而采用LSS结构压缩机时，同样的运转条件下，该系统能稳定运转，且制热量测试数值表现良好，具体数据如表五所示。 

表五 

因此，在IEC 60335-2-40(2005)和BS EN 378(2008)标准规定的充注量要求下，尤其是在GB制冷条件下的制冷量≥4.8kW的R290空调器制冷系统中，有必要通过大幅减少压缩机内的制冷剂含量来提高参与制冷循环的制冷剂质量，以提高制冷量和系统能效，并保证制热稳定运转。 

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、安全程度高的制冷装置，以克服现有技术中的不足之处。