專利名稱：制冷循環(huán)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制冷循環(huán)，特別地，涉及一種在使用新的制冷劑的情況下能以較 高的制冷能力運轉的制冷循環(huán)。
背景技術：
例如，作為使用于車用空調裝置等的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)(Vapor Compression Refrigeration Cycle)，已知有一種具有如圖1所示的基本結構的制冷循環(huán)。在圖1中，制 冷循環(huán)1包括對制冷劑進行壓縮的壓縮機2 ；對壓縮后的制冷劑進行冷凝的冷凝器3 ；作 為使冷凝后的制冷劑減壓、膨脹的減壓·膨脹元件的膨脹閥4 ；使減壓、膨脹后的制冷劑蒸 發(fā)的蒸發(fā)器5 ；以及在冷凝器出口側制冷劑與蒸發(fā)器出口側制冷劑之間進行熱交換的內部 熱交換器6，使制冷劑一邊改變其狀態(tài)一邊在該制冷循環(huán)1中沿箭頭方向循環(huán)。已知若這樣 將內部熱交換器6設于制冷循環(huán)1中，則一般能使制冷能力提高。然而，在使用當前的代表 性的制冷劑即的情況下，由于內部熱交換器6的效果比較低，因此，實際上幾乎沒有 使用，這點是實際情況。
如上所述，作為當前的代表性的制冷劑能舉出R134a，但以全球變暖潛勢(GWP global warming potential)等的進一步改善為目的，正在進行新制冷劑的研究、開發(fā)(例 如，非專利文獻1)。作為以上述改善為目的的新制冷劑，最近公開了 R1234yf，例如，對于使 用于車用空調裝置等的制冷循環(huán)中的應用，其試驗、研究也處于可能的狀況。
現(xiàn)有技術文獻
非專利文獻
非專利文獻1 制冷2008年3月刊第83卷第965號(冷涑2008年3月號第83卷 第965號)
發(fā)明的公開
發(fā)明所要解決的技術問題
然而，在將新制冷劑R1234yf就這樣簡單地使用于現(xiàn)行的制冷循環(huán)的情況下，與 使用現(xiàn)行的制冷劑R134a的制冷循環(huán)相比，制冷能力與性能系數(shù)(COP) —起降低的可能性 較高。另外，在該情況下，為了改善制冷能力，可認為使用上述的內部熱交換器6是有效的， 但對于其效果的程度還不清楚。
因此，本發(fā)明的技術問題著眼于上述新制冷劑的出現(xiàn)，其目的在于提供一種特 別在將使用制冷劑改變?yōu)樘囟ǖ男轮评鋭㏑1234yf的情況下，能以與使用現(xiàn)有的制冷劑 R134a的制冷循環(huán)同等以上的較高的制冷能力運轉的制冷循環(huán)。
解決技術問題所采用的技術方案
為解決上述技術問題，本發(fā)明所涉及制冷循環(huán)包括對制冷劑進行壓縮的壓縮器； 對壓縮后的制冷劑進行冷凝的冷凝器；使冷凝后的制冷劑減壓、膨脹的減壓·膨脹元件；使 減壓、膨脹后的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器；以及在冷凝器出口側制冷劑與蒸發(fā)器出口側制冷劑 之間進行熱交換的內部熱交換器，其特征是，使用R1234yf作為制冷劑，并使上述內部熱交換器的熱交換量達到事先通過仿真或試驗求出的規(guī)定值以上。
在圖2中表示了，在具有與圖1所示的設備相同的基本結構的制冷循環(huán)中，在相同 的計算條件(冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、過熱度、過冷度等)下，對未使用內部熱交換器的條件下 使用現(xiàn)行制冷劑的情況與使用內部熱交換器的條件下使用新制冷劑R1234yf的情況 下的制冷能力的計算結果進行比較，在使用該新制冷劑R1234yf的情況下，通過使用內部 熱交換器，如何能實現(xiàn)制冷能力的提高。圖2的橫軸表示內部熱交換器的熱交換量(內部 熱交換器的能力)，縱軸表示作為制冷循環(huán)整體的制冷能力。與在未使用內部熱交換器的條 件下使用現(xiàn)行制冷劑的情況(由于未使用內部熱交換器，所以，對于內部熱交換器的 熱交換量表示一定的制冷能力)相比，在使用與特性不同的新制冷劑R1234yf的情 況下，通過設置內部熱交換器，如圖2所示，能使制冷能力變化。即，可知若使內部熱交換器 的熱交換量在某一值以上，即在圖2所示的比較特性圖中獲得0. 7kff以上(若進入0. 7kff 以上的區(qū)域)，則在使用該新制冷劑R1234yf的情況中，能可靠地獲得因設置內部熱交換器 而產生的制冷能力提高的效果。然而，可知在內部熱交換器的熱交換量比某一值小的情況 下，即在圖2所示的比較特性圖中內部熱交換器熱交換量比0. 7kff小的情況下，R1234yf情 況下的制冷能力比R134a情況下的制冷能力低，從而與的情況相比，不能獲得設置內 部熱交換器的效果。因此，可知從內部熱交換器的熱交換量達到某一值(即規(guī)定值)以上 開始，使用R1234yf的情況下能獲得與的情況同等以上的制冷能力，從而能實際提高 制冷能力。本發(fā)明基于本技術思想而作，其特征是，在使用新制冷劑R1234yf作為制冷劑的 情況下，使內部熱交換器的熱交換量達到事先通過仿真或試驗求出的規(guī)定值以上。即，使用 圖2的R134a情況的特性線與R1234yf情況的特性線的交點的右側區(qū)域(以陰影線表示的 區(qū)域)。換句話說，就是將上述內部熱交換器的熱交換量的規(guī)定值設定為，在相同條件下，使 用R1234yf作為制冷劑的情況下作為制冷循環(huán)整體的制冷能力達到使用作為制冷劑 的情況下作為制冷循環(huán)整體的制冷能力以上。
如上所述，為使內部熱交換器的熱交換量達到規(guī)定值以上，具體而言，若事先知道 使用于各制冷循環(huán)的蒸發(fā)器或者冷凝器的性能，則通過任意地調整內部熱交換器的大小、 熱功率等，能如上所述使內部熱交換器的熱交換量達到規(guī)定值以上。在以上述思想為基礎 制成的制冷循環(huán)中，由于事先知道內部熱交換器的大致的能力，因此，通過根據(jù)內部熱交換 器的朝壓縮機側的出口側制冷劑的過熱度來適當?shù)乜刂茰p壓 膨脹元件的開度，如上所述， 作為制冷循環(huán)整體的制冷能力，能穩(wěn)定地獲得使用情況的制冷能力以上的制冷能 力。
上述本發(fā)明所涉及的制冷循環(huán)基本上能適用于欲使用新制冷劑R1234yf的所有 制冷循環(huán)，尤其適用于要求長時間穩(wěn)定地進行效率較高的運轉的車用空調裝置中使用的制 冷循環(huán)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明所涉及的制冷循環(huán)，在將使用制冷劑改變?yōu)樾轮评鋭┘碦1234yf的情 況下，能實現(xiàn)與使用現(xiàn)有的制冷劑R134a的情況同等以上的較高的制冷能力，并同時能發(fā) 揮新制冷劑R1234yf自身具有的優(yōu)異的全球變暖潛勢(GWP)等的改善特性。


圖1是表示在本發(fā)明中作為對象的制冷循環(huán)的基本設備配置的概略結構圖。
圖2是比較制冷劑R1234yf和的特性的內部熱交換器熱交換量與制冷能力 的關系圖。
圖3是使用制冷劑R1234yf時的冷凝溫度與內部熱交換器能力比的關系圖。
圖4是表示制冷劑R1234yf和的某一條件時的制冷循環(huán)的運轉狀態(tài)的一例 的莫里爾圖。
圖5是表示制冷劑R1234yf和的其他條件時的制冷循環(huán)的運轉狀態(tài)的一例 的莫里爾圖。
圖6是表示制冷劑R1234yf和的另一條件時的制冷循環(huán)的運轉狀態(tài)的一例 的莫里爾圖。
具體實施方式
以下，參照實施方式和附圖對本發(fā)明進行說明。
作為本發(fā)明所涉及的制冷循環(huán)的配置設備的基本結構，也可采用與圖1所示的設 備相同的設備。如上所述，在圖1中，制冷循環(huán)1包括對制冷劑進行壓縮的壓縮機2 ；對壓 縮后的制冷劑進行冷凝的冷凝器3 ；作為使冷凝后的制冷劑減壓、膨脹的減壓 膨脹元件的 膨脹閥4 ；使減壓、膨脹后的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器5 ；以及在冷凝器出口側制冷劑與蒸發(fā)器 出口側制冷劑之間進行熱交換的內部熱交換器6。
另外，如上所述，在本發(fā)明中，基本上使用圖2所示的情況下的特性線與 R1234yf情況下的特性線的交點的右側區(qū)域(以陰影線表示的區(qū)域)。即，在該區(qū)域中，在 使用新制冷劑R1234yf的情況下，通過設置內部熱交換器，與現(xiàn)有的制冷劑的情況相 比，能提高制冷能力。圖3的特性A表示了在上述圖2中情況下的特性線與R1234yf 情況下的特性線的交點的內部熱交換器熱交換量條件下，使其他條件例如制冷劑的冷凝溫 度變化時，內部熱交換器對制冷循環(huán)整體的制冷能力的提高效果(內部熱交換器的能力 比)是如何變化的。此外，相對于該特性A，圖3的特性B表示了在將內部熱交換器的效率 假設為100%的情況下，冷凝溫度同內部熱交換器能力與制冷循環(huán)整體的制冷能力的能力 比的關系。即，若在該特性曲線A與特性曲線B之間存在內部熱交換器的能力，則能獲得與 使用的情況同等以上的制冷能力提高效果，實際上，由于內部熱交換器的效率不滿 100%，所以，實際的設定或控制區(qū)域位于上述特性曲線A與特性曲線B之間。
上述圖3所示的計算結果中特性曲線A與特性曲線B的交點位于內部熱交換器與制 冷能力的能力比為6. 6%的地方，因此，若該能力比為7%以上，則從圖3所示的關系特性，能 可靠地利用內部熱交換器來獲得制冷能力提高的效果。能力比的上限值并沒有特別地限定， 但從圖3所示的計算結果可確認，能可靠地獲得30%左右為止的制冷能力提高的效果。
在表1中表示了上述的情況下與R1234yf的情況下某一條件下的計算結果 的一例。計算的前提條件如下所述。
·蒸發(fā)溫度0deg
·冷凝溫度50deg
·蒸發(fā)器出口過熱度5deg
權利要求
1.一種制冷循環(huán)，包括對制冷劑進行壓縮的壓縮器；對壓縮后的制冷劑進行冷凝的 冷凝器；使冷凝后的制冷劑減壓、膨脹的減壓·膨脹元件；使減壓、膨脹后的制冷劑蒸發(fā)的 蒸發(fā)器；以及在冷凝器出口側制冷劑與蒸發(fā)器出口側制冷劑之間進行熱交換的內部熱交換 器，其特征在于，使用R1234yf作為制冷劑，并使由所述內部熱交換器產生的熱交換量達到事先通過仿 真或試驗求出的規(guī)定值以上。
2.如權利要求1所述的制冷循環(huán)，其特征在于，對由所述內部熱交換器產生的熱交換量的規(guī)定值進行設定，使得在相同條件下，使用 R1234yf作為制冷劑的情況下作為制冷循環(huán)整體的制冷能力處于使用作為制冷劑的 情況下作為制冷循環(huán)整體的制冷能力以上。
3.如權利要求1所述的制冷循環(huán)，其特征在于，由所述內部熱交換器產生的熱交換量的規(guī)定值被設定為相對于冷循環(huán)整體的制冷能 力的能力比。
4.如權利要求3所述的制冷循環(huán)，其特征在于，由所述內部熱交換器產生的熱交換量的規(guī)定值與作為所述制冷循環(huán)整體的制冷能力 的能力比被設定為7%以上。
5.如權利要求1所述的制冷循環(huán)，其特征在于，根據(jù)朝所述內部熱交換器的壓縮機側的出口側制冷劑的過熱度來控制所述減壓 膨脹 元件的開度。
6.如權利要求1所述的制冷循環(huán)，其特征在于，能使用于車用空調裝置中。
全文摘要
一種制冷循環(huán)，包括壓縮機、冷凝器、減壓·膨脹元件、蒸發(fā)器及在冷凝器出口側制冷劑與蒸發(fā)器出口側制冷劑之間進行熱交換的內部熱交換器，使用R1234yf作為制冷劑，并使內部熱交換器的熱交換量達到預先通過仿真或試驗求出的規(guī)定值以上。在將使用制冷劑改變?yōu)樾轮评鋭㏑1234yf的情況下，能以與使用現(xiàn)有的制冷劑R134a的制冷循環(huán)同等以上的較高的制冷能力進行運轉。
文檔編號F25B1/00GK102037292SQ20098011891
公開日2011年4月27日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權日2008年5月20日
發(fā)明者金子智 申請人:三電有限公司