專利名稱：制冷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷設(shè)備，特別是一種使用R161 (化學(xué)式CF3CH2F)替代R22冷媒 的制冷設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為制冷系統(tǒng)的冷媒，R22 (HFC22)的臭氧破壞系數(shù)ODP (OzoneDepletion Potential)高，因而需要淘汰。目前作為R22的替代冷媒，廣泛使用的有 R410A[HFC32 HFC125 = 50 50 (重量比)]和 R407C[HFC32 HFC125 HFC 134a = 23 25 52(重量比)]等。并且，使用R410A或R407C的制冷系統(tǒng)，可獲得與R22相當(dāng)能 效系數(shù) COP (Coefficient ofPerformance)的產(chǎn)品。
國家將于2010年6月1日正式實(shí)施《房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級》。 因此，從節(jié)能方面考慮，需要使用高能效比的冷媒。另外，考察制冷裝置和空調(diào)機(jī)對地球變 暖的影響，必須選用TEWI值較小的冷媒。其中，綜合等價(jià)變暖影響TEWI (Total Equivalent Warming Impact)作為地球變暖指標(biāo)，是以冷媒向大氣中排放造成的影響(直接影響)和裝 置的能量消耗(間接影響)之和表示的。
就上述所及的GffP值，R407C和R410A的GffP分別為1980和2340，比R22的GffP 值1900大一些。因此，要防止地球變暖，可以選用GWP值小的R161(HFC161)。R161的GWP 值為 12，與 R22，R407C, R410A 的 GWP 值 1900，1980,2340 相比，大約為 1/150-1/200。
R161的理論能效比比R22的大，并且在實(shí)際測試中，不同工況下，R161冷媒的能效 比比R22均提高，提高范圍在8%-13%之間。毒性方面，最大未觀察到有害濃度為1822ppm， 大于R22的最大未觀察到有害濃度lOOOppm。需要說明的是，R161的可燃等級為A3，安全 性較差。因此，R161作為替代冷媒尚未大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品中。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種使用GWP值較小的R161冷媒，從而能夠提供一種能效 比高、防地球變暖、節(jié)能安全、體積小的制冷設(shè)備，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。
按此目的設(shè)計(jì)的一種制冷設(shè)備，包括由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)以及蒸發(fā)器構(gòu)成 的制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)中使用R161作為冷媒進(jìn)行制冷循環(huán)，其特征是根據(jù)制冷系統(tǒng)的制冷 能力來充注 R161，R161 的填充量為 178. 30g/Kw_247. 83g/Kw。
上述制冷能力是按照國家《房間空氣調(diào)節(jié)器》(所規(guī)定的方法進(jìn)行測定的。
一種制冷設(shè)備，包括由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)以及蒸發(fā)器構(gòu)成的制冷系統(tǒng)，制 冷系統(tǒng)中使用R161作為冷媒進(jìn)行制冷循環(huán)，其特征是根據(jù)冷凝器的內(nèi)容積來充注R161， R161 的填充量為 419. 90g/L-659. 82g/L。
本發(fā)明考慮到制冷系統(tǒng)的能效比值隨制冷系統(tǒng)中冷媒充注量的不同而變化的趨 勢是對充注不同冷媒的制冷系統(tǒng)，都存在一個最優(yōu)冷媒量使制冷系統(tǒng)的能效比值最大。隨 R16LR22和R410A冷媒量的改變，能效比呈現(xiàn)出峰值，當(dāng)冷媒量改變時(shí)，能效比將降低。使用R161時(shí)，其最優(yōu)能效比比R22和R410A的最優(yōu)能效比高，當(dāng)使用R161并將充注量設(shè)定在 適當(dāng)范圍內(nèi)時(shí)，能夠得到較高的能效比。本發(fā)明的制冷設(shè)備在使用R161作為冷媒進(jìn)行制冷 循環(huán)，并且R161相應(yīng)于每kW制冷能力，其充注量在178. 30g-247. 83g時(shí)，或者，R161相應(yīng) 于每升冷凝器的內(nèi)容積的充注量在419. 90g-659. 82g時(shí)，使得制冷設(shè)備具有較高的能效比 值。而且，在上述情況下，R161比R22系統(tǒng)壓力降低10%-12%，排氣溫度降低5%-10%; 同等能力下，充注量(重量)只有1 22的25%-45(%。另外，由于R161具有比現(xiàn)有的R22 和R410A低得多的GWP值(約為1/150-1/200)，并且在充注適當(dāng)冷媒量下，還能夠得到比 R410A和R22高的能效比值；此外，在相同能力下，充注量明顯要少。因此，R161與R22和 R410A相比，對環(huán)境環(huán)境更為利好。


圖1為在制冷運(yùn)行時(shí)，R16UR22和2410A的充注量與能效比值關(guān)系圖。
圖2為在制熱運(yùn)行時(shí)，R16UR22和2410A的充注量與能效比值關(guān)系圖。
圖3為本發(fā)明原理圖。
圖4為使用相同能效的壓縮機(jī)，在同等能力時(shí)，R161冷媒能效比值和R22冷媒的 能效比進(jìn)行比較的關(guān)系圖。
圖5為使用相同能效的壓縮機(jī)，在同等能力時(shí)，R161冷媒實(shí)際測定的能效比值和 R22冷媒實(shí)際測定的能效比進(jìn)行比較的關(guān)系圖。
圖6為制冷能力與室外換熱器內(nèi)容積的關(guān)系圖。
圖7為制冷能力與室內(nèi)換熱器內(nèi)容積的關(guān)系圖。
圖8為制冷能力與室外、室內(nèi)換熱器內(nèi)容積比值的關(guān)系圖。
圖9為不同制冷能力下R161，R410A, R22的儲液罐的容量。
圖10為不同制冷能力下R161，R410A, R22的儲氣罐的容量。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
參見圖3，本制冷設(shè)備為熱泵式空調(diào)器，包括室外機(jī)1和室內(nèi)機(jī)7，兩者通過冷媒配 管相連接而構(gòu)成冷媒回路，該冷媒回路中，R161作為冷媒進(jìn)行制冷循環(huán)。室內(nèi)機(jī)7中有室 內(nèi)換熱器8。而室外機(jī)1中，有壓縮機(jī)4、四通閥3、室外換熱器2、節(jié)流機(jī)構(gòu)6和儲液罐5。
進(jìn)行制冷循環(huán)時(shí)，壓縮機(jī)4排出的冷媒經(jīng)四通閥3進(jìn)入作為冷凝器的室外換熱器 2中；在室外換熱器內(nèi)冷凝的冷媒，經(jīng)由節(jié)流機(jī)構(gòu)6進(jìn)入作為蒸發(fā)器的室內(nèi)換熱器8中；接 著，在該室內(nèi)換熱器8內(nèi)氣化的冷媒，經(jīng)四通閥3和儲液罐5返回壓縮機(jī)4 ；冷媒制冷循環(huán) 時(shí)流動方向見圖3中實(shí)線箭頭所示。
進(jìn)行制熱運(yùn)行時(shí)，四通閥3換向，壓縮機(jī)4排出的冷媒經(jīng)由四通閥25、配管3進(jìn)入 作為冷凝器的室內(nèi)換熱器8中；在室內(nèi)換熱器8中冷凝的冷媒經(jīng)由節(jié)流機(jī)構(gòu)6進(jìn)入作為蒸 發(fā)器的室外換熱器2中；接著，在室外換熱器2內(nèi)蒸發(fā)的冷媒經(jīng)由四通閥3和儲液罐5返回 壓縮機(jī)4 ；冷媒制冷循環(huán)時(shí)流動方向見圖3中虛線箭頭所示。
如圖6、圖7所示，為從2. 6kff到7. 2kW不同能力等級的空調(diào)器的室內(nèi)換熱器和室 外換熱器的內(nèi)容積。圖8所示，為從2. 6kff到7. 2kff不同能力等級的空調(diào)器的室內(nèi)換熱器和室外換熱器的內(nèi)容積比。
參照圖6-圖8數(shù)據(jù)，制冷能力為3. 5kff級的空調(diào)機(jī)，將室外換熱器2的內(nèi)容積 設(shè)定為1. 2升，室內(nèi)換熱器8的內(nèi)容積設(shè)定為0. 41升。根據(jù)制冷系統(tǒng)的制冷能力來充注 R16LR161的填充量為178. 30g/Kw-247. 83g/Kw，制冷能力為3. 5kff時(shí)，冷媒回路中的R161 的總填充量將為600g-850g ；根據(jù)冷凝器的內(nèi)容積來充注R161，R161的填充量為419. 90g/ L-659. 82g/L，室外換熱器2的內(nèi)容積為1. 2升時(shí)，冷媒回路中的R161的總填充量將為 503. 88g-791. 78g0
根據(jù)上述方式對(制冷系統(tǒng)中R161相應(yīng)于每kW制冷能力的充注量在 178. 30g-247. 83g，或者，制冷系統(tǒng)中的R161的相應(yīng)于每升室外換熱器的內(nèi)容積其填充量 在419. 90g-659. 82g)空調(diào)器充注R161冷媒，空調(diào)器的能效比在R161冷媒量為780g時(shí)，達(dá) 到能效比的峰值，具體可參見圖1和圖2中實(shí)測數(shù)據(jù)。同時(shí)，由圖1可知，使用R410A的相 同能力的3. 5kff空調(diào)器，最高能效比為3. 26 (冷媒量為1380g)。
另外，從圖1、圖2可求出，R161冷媒系統(tǒng)的最高能效比時(shí)的冷媒充注量，在進(jìn)行制 冷運(yùn)行時(shí)為780g、制熱運(yùn)行時(shí)為700g。R22冷媒系統(tǒng)的最佳冷媒量，在進(jìn)行制冷運(yùn)行時(shí)為 1270g、制熱運(yùn)行時(shí)為1020g。由此結(jié)果可知，R161與R22系統(tǒng)性比，制冷和制熱運(yùn)行時(shí)的最 佳冷媒量的比率接近于1。因此，可以不需要調(diào)整儲液罐的容量。
此外，在從2.6kW至7.2kW不同能力(同等效率壓縮機(jī))時(shí)，對使用R161時(shí)和R22 冷媒的制冷系統(tǒng)的能效比較，得到圖4、圖5所示的結(jié)果?？照{(diào)器使用R161冷媒的充注量是 使用R22的60% -76. 5%，并能達(dá)到最佳。圖4所示，以R22系統(tǒng)的能效比為基準(zhǔn)(100% ) 時(shí)，R161系統(tǒng)的能效為103. 8%。圖5所示，相對于使用R22時(shí)的能效3. 46，使用R161時(shí)的 能效為3. 59。由此可知，使用R161并將冷媒量設(shè)定在適當(dāng)范圍內(nèi)時(shí)，能夠得到比使用R22 時(shí)高的能效。能效之所以能夠得到提高，除了冷媒的自身物理性之外，還有以下因素壓力 損失小、冷媒的熱傳遞提高等。
參見圖9和圖10，分別為R161，R410A，和R22冷媒系統(tǒng)在不同能力下相對應(yīng)的儲 液罐(accumulator)及儲氣罐(receiver)的容積。從圖中可以看出，使用R161冷媒的制 冷設(shè)備，制冷能力在4kW以下的制冷設(shè)備，可以不需要儲液罐和儲氣罐，制冷設(shè)備的制造成 本能夠降低，而且能夠?qū)崿F(xiàn)制冷設(shè)備的小型化。
另外，上述實(shí)施形式中，以熱泵式空調(diào)器為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此。本發(fā) 明能夠廣泛應(yīng)用于使用R161作為冷媒的實(shí)際冷循環(huán)系統(tǒng)中。并且，本發(fā)明的原理，不僅適 用于單一的R161冷媒系統(tǒng)，還適用于至少含有70% (重量)R161的混合冷媒系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種制冷設(shè)備，包括由壓縮機(jī)G)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)(6)以及蒸發(fā)器構(gòu)成的制冷系 統(tǒng)，制冷系統(tǒng)中使用R161作為冷媒進(jìn)行制冷循環(huán)，其特征是根據(jù)制冷系統(tǒng)的制冷能力來充 注 R161, R161 的填充量為 178. 30g/Kw-247. 83g/Kw。
2.一種制冷設(shè)備，包括由壓縮機(jī)G)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)(6)以及蒸發(fā)器構(gòu)成的制冷 系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)中使用R161作為冷媒進(jìn)行制冷循環(huán)，其特征是根據(jù)冷凝器的內(nèi)容積來充注 R161, R161 的填充量為 419. 90g/L_659. 82g/L。
全文摘要
一種制冷設(shè)備，包括由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)以及蒸發(fā)器構(gòu)成的制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)中使用R161作為冷媒進(jìn)行制冷循環(huán)，并根據(jù)制冷系統(tǒng)的制冷能力來充注R161，R161的填充量為178.30g/KW-247.83g/KW；或者，根據(jù)冷凝器的內(nèi)容積來充注R161，R161的填充量為419.90g/L-659.82g/L。本發(fā)明的制冷設(shè)備在使用R161作為冷媒進(jìn)行制冷循環(huán)，并且R161相應(yīng)于每KW制冷能力，其充注量在178.30g-247.83g時(shí)，或者，R161相應(yīng)于每升冷凝器的內(nèi)容積的充注量在419.90g-659.82g時(shí)，使得制冷設(shè)備具有較高的能效比值。而且，在上述情況下，R161比R22系統(tǒng)壓力降低了10％-12％，排氣溫度降低5％-10％；同等能力下，充注量(重量)只有R22的25％-45％。
文檔編號F25B39/04GK102032700SQ20101061295
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者伍光輝, 劉智勇, 周向陽, 魏鵬 申請人:廣東美的電器股份有限公司