專利名稱：致冷系統(tǒng)和操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)器，包括一致冷系統(tǒng)具有用于貯存過(guò)量的致冷劑的一個(gè)接收器和一個(gè)存儲(chǔ)器，該空調(diào)器可操作使得低沸點(diǎn)致冷劑增加，可以用來(lái)以低成本提高空調(diào)機(jī)改變?nèi)萘孔饔煤头€(wěn)定致冷周期。
需要改變?nèi)萘孔饔靡愿倪M(jìn)舒適性及節(jié)約空調(diào)器的能量。作為改變?nèi)萘康难b置，常用控制壓縮機(jī)容量，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)可通過(guò)反相變流器來(lái)改變。但是，該方法的問題是明顯增加了設(shè)備的成本。
已經(jīng)知道一種通過(guò)使用非共沸致冷混合物在操作中改變?cè)谥吕渲芷谥醒h(huán)的致冷劑成分的方法，但是其容量變化范圍較使用反相變流器方法為小。
例如如日本專利公開No62-52368和專利公開No.平1-88068所述，使用非共沸致冷劑混合物的方法，其中多于兩種有不同沸點(diǎn)的物質(zhì)，用來(lái)通過(guò)提供致冷劑精餾單元或致冷劑分離器及熱交換裝置蒸餾循環(huán)致冷劑而使它的成分改變。
在日本專利公開No61-5562中公開的方法通過(guò)把液體致冷劑存儲(chǔ)在氣—液分離器中控制冷卻及加熱容量。
但是，上述的方法除了裝有一般致冷周期裝備的結(jié)構(gòu)元件外，要求有控制成分的專門機(jī)構(gòu)。因此它們的問題是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)控制較復(fù)雜，成本高，并且由于控制的不穩(wěn)定性使系統(tǒng)的可靠性降低。
同時(shí)，事先對(duì)空調(diào)器充入對(duì)最長(zhǎng)的管道足夠的致冷劑量以減少安裝的勞動(dòng)量。當(dāng)在這種空調(diào)器或把多個(gè)室內(nèi)單元與一個(gè)室外單元連接起來(lái)的多路系統(tǒng)中工作容量波動(dòng)時(shí)，空調(diào)器中產(chǎn)生過(guò)量的致冷劑。隨后，為了吸收過(guò)量的致冷劑，在冷凝器出口設(shè)一個(gè)接收器作為致冷劑儲(chǔ)存箱或在致冷劑壓縮機(jī)前設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)存器。如果用這些結(jié)構(gòu)可改變非共沸致冷劑的成分，那么可以構(gòu)成一個(gè)空調(diào)器不產(chǎn)生其它的專門問題。
另外，已廣泛用于冰箱及空調(diào)的致冷劑-HCFC22將來(lái)要完全廢除，因?yàn)樗茐某粞鯇?，?duì)它使用的限制的規(guī)定已逐年嚴(yán)格。因此要求有代替HCFC 22的物質(zhì)，作為一個(gè)選擇方案，HFC的非共沸致冷劑混合物很有希望，它是無(wú)氯的氟烴，不破壞臭氧層。
具體說(shuō)，ASHRAE公司的R407C牌號(hào)的致冷劑，它是一種HFC32、HFC 125及HFC 134a以23∶25∶52(重量％)混合的物質(zhì)，它快要進(jìn)入實(shí)際使用。另外，只要解決易燃問題，可以用HFC 32和HFC 134a的二元致冷劑混合物，它在效率，不使全球變暖及生產(chǎn)成本方面都很優(yōu)秀。
由于從現(xiàn)在起HFC 22要被這些新的非共沸致冷劑混合物代替，需要建立一種改變循環(huán)致冷劑成分的技術(shù)。
還要求減少充入致冷劑的量以便減少對(duì)全球變暖的影響和降低單元的成本。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種只使用一般致冷周期用的結(jié)構(gòu)元件而可方便地改變?cè)谑褂梅枪卜兄吕鋭┗旌衔?也就是具有兩種以上的有不同沸點(diǎn)的物質(zhì)混合成)的系統(tǒng)中的循環(huán)致冷劑的成分的致冷系統(tǒng)而解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用非共沸致冷劑混合物的致冷系統(tǒng)，其中減少了使用的致冷劑的量。
本發(fā)明再一個(gè)目的是提供一種操作致冷系統(tǒng)的方法，它可以有效地改變致冷系統(tǒng)中循環(huán)的致冷劑的成分而保持穩(wěn)定狀態(tài)，并可維持致冷系統(tǒng)的寬的操作范圍。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種致冷系統(tǒng)，其中室內(nèi)單元及室外單元用管道連接著，致冷劑使用非共沸致冷劑混合物，該系統(tǒng)包括一個(gè)節(jié)流可改變的室外單元膨脹器；一個(gè)節(jié)流可同樣改變的室內(nèi)單元膨脹器；一個(gè)設(shè)在所述的室外單元膨脹器和所述的室內(nèi)單元膨脹器之間的接收器；和一個(gè)控制器，用來(lái)通過(guò)改變所述的室外單元膨脹器和所述的室內(nèi)單元膨脹器的節(jié)流把在所述的接收器的進(jìn)口的致冷劑流及在其出口的致冷劑流轉(zhuǎn)變成氣—液的兩相流。
另外，本發(fā)明提供了一種致冷系統(tǒng)，具有致冷周期，并且其結(jié)構(gòu)是用管道把致冷劑壓縮機(jī)、冷凝器、接收器、蒸發(fā)器及儲(chǔ)存器順序地連接起來(lái)，在所述的致冷周期中循環(huán)的致冷劑是非共沸致冷劑混合物，其中至少混合著兩種以上有不同沸點(diǎn)的物質(zhì)，該系統(tǒng)包括一個(gè)第一膨脹裝置，設(shè)在所述的接收器的上游側(cè)，其節(jié)流可以改變；一個(gè)第二膨脹裝置，設(shè)在所述的接收器的下游側(cè)，其節(jié)流可以改變，和控制裝置，用來(lái)通過(guò)改變所述的第一膨脹裝置和第二膨脹裝置的節(jié)流，把在所述的接收器的進(jìn)口的致冷劑及在其出口的致冷劑流轉(zhuǎn)成氣—液的兩相流。
按照本發(fā)明的致冷系統(tǒng)還包括控制裝置，用來(lái)通過(guò)所述的第一膨脹裝置和第二膨脹裝置的節(jié)流，減小所述的接收器的流體致冷劑及增加所述的儲(chǔ)存器中的液體致冷劑。
最好該系統(tǒng)帶包括一根管，設(shè)在所述的接收器中用來(lái)取出液體致冷劑；和設(shè)在所述的取出液體致冷劑的管上的氣體致冷劑混合裝置。
在上述的致冷系統(tǒng)中所述的非共沸致冷劑混合物是至少二氟甲烷或五氟甲烷中一種與1，1，1，2-三氟甲烷的混合物。
上述的致冷系統(tǒng)中還包括設(shè)在所述的致冷系統(tǒng)用來(lái)探測(cè)室外空氣溫度的室外空氣溫度探測(cè)裝置，所述的第一膨脹裝置和第二膨脹裝置的節(jié)流基于所述的室外空氣溫度來(lái)控制。
上述的致冷系統(tǒng)中還可包括設(shè)在所述的室內(nèi)單元用來(lái)探測(cè)所述的室內(nèi)單元的吸入溫度的室內(nèi)單元溫度探測(cè)裝置，所述的室外膨脹器和室內(nèi)膨脹器的節(jié)流口基于所述的室內(nèi)單元的吸入溫度來(lái)控制。
在上述的致冷系統(tǒng)中，最好所述的致冷劑壓縮機(jī)裝有用來(lái)測(cè)出排氣壓力探測(cè)裝置，所述的第一膨脹裝置和第二膨脹裝置的節(jié)流基于所述的排氣壓力來(lái)控制。
上述的致冷系統(tǒng)中最好所述的致冷劑壓縮機(jī)裝有用來(lái)探測(cè)所述的排氣溫度的排氣溫度探測(cè)裝置，所述的第一膨脹裝置和第二膨脹裝置的節(jié)流基于所述的排氣溫度來(lái)控制。
最好，上述的致冷系統(tǒng)還包括在所述的室內(nèi)單元設(shè)置的用來(lái)探測(cè)室內(nèi)單元的吹氣溫度的室內(nèi)單元吹氣溫度探測(cè)裝置，所述的室外單元膨脹器和室內(nèi)單元膨脹器的節(jié)流口基于所述的室內(nèi)單元的吹氣溫度來(lái)控制。
上述的致冷系統(tǒng)中最好所述的非共沸致冷劑混合物是R407C。
另外，本發(fā)明還提供了一種操作致冷系統(tǒng)的方法，該致冷系統(tǒng)裝有一室內(nèi)單元、一個(gè)包括致冷劑壓縮機(jī)的室外單元，一室外單元熱交換器、一接收器和一個(gè)儲(chǔ)存器，該致冷系統(tǒng)使用非共沸致冷劑混合物，其特征在于當(dāng)室外空氣溫度降低時(shí)，在加熱操作過(guò)程中儲(chǔ)存在所述的儲(chǔ)存器中的所述的非共沸致冷劑的量增加。
上述的方法中，其特征也可以是在加熱操作時(shí)當(dāng)室外空氣溫度降低時(shí)，在所述的室外單元膨脹器和室內(nèi)單元膨脹器之間的接收器中儲(chǔ)存的所述的非共沸致冷劑混合物的量降低。
上述的方法中，其特征也可以是在除霜操作過(guò)程中，設(shè)在室外單元膨脹器和室內(nèi)單元膨脹器之間的所述的接收器和所述的儲(chǔ)存器之間得到或取出所述的非共沸致冷劑混合物。
上述的方法中其特征也可以是在加熱操作當(dāng)室外室外溫度降低時(shí)，室外單元膨脹器及室內(nèi)單元膨脹器的節(jié)流受控制，增加在致冷周期中循環(huán)低沸點(diǎn)致冷劑成分。
上述方法中，最好所述的室外單元膨脹器及室內(nèi)單元膨脹器的節(jié)流控制是基于至少室外溫度或所述的室內(nèi)單元的吸入溫度中的一種。
當(dāng)其中在冷凝器的出口設(shè)有接收器的致冷系統(tǒng)工作時(shí)，在致冷周期中的過(guò)量的致冷劑以飽和液體狀態(tài)(液體致冷劑)，儲(chǔ)存在接收器中。這時(shí)，在接收器的進(jìn)口處致冷劑含有少量氣泡，其干度幾乎為零。這種氣泡量的氣體致冷劑通過(guò)接收器的熱輻射作用而冷凝，在接收器出口處的致冷劑的干度變?yōu)榱恪?br> 這樣，在接收器的出口和進(jìn)口得到氣體致冷劑和液體致冷劑的平衡，保持液面水平穩(wěn)定。結(jié)果使致冷周期穩(wěn)定。
在液相和氣相中如R407C之類的非共沸致冷劑混合物的成分根據(jù)在飽和范圍的干度而改變。在液相，其成分轉(zhuǎn)為當(dāng)干度為零時(shí)的成分，也就是其中高沸點(diǎn)致冷劑含量比充入致冷劑時(shí)為高的成分。因此，當(dāng)儲(chǔ)存在接收器中的致冷劑的干度為零或幾乎為零時(shí)，可忽略儲(chǔ)存的致冷劑成分波動(dòng)引起的循環(huán)波動(dòng)。
同時(shí)，致冷系統(tǒng)的容量為額定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)所決定。但是，其中致冷劑壓縮機(jī)以穩(wěn)定速度工作的致冷系統(tǒng)在加熱操作時(shí)室外空氣溫度低時(shí)，能顯示其全部容量。那么，為了達(dá)到致冷系統(tǒng)的容量，在工作時(shí)必須改變致冷劑的成分。
也就是說(shuō)，當(dāng)設(shè)在接收器上游側(cè)的第一膨脹裝置節(jié)流，致冷劑在接收器的進(jìn)口進(jìn)入飽和范圍，致冷劑流動(dòng)轉(zhuǎn)變成氣液兩相流動(dòng)。因此，流進(jìn)流出接收器的致冷劑的氣—液流動(dòng)量失去平衡，流進(jìn)接收器的氣體致冷劑使液體水平面推向下，把儲(chǔ)存在接收器中的致冷劑釋放到致冷周期中。釋放的過(guò)量的致冷劑流過(guò)第二膨脹裝置和設(shè)在接收器下游側(cè)的蒸發(fā)器。
同時(shí)，按照第一膨脹裝置的工作，第二膨脹裝置節(jié)流使得在蒸發(fā)器處的致冷劑變濕，不會(huì)被完全氣化。在蒸發(fā)器出口已成濕態(tài)的致冷劑流入儲(chǔ)存器成有較大干度的氣—液兩相狀態(tài)。有較高容量的低沸點(diǎn)致冷劑在有大干度的兩相致冷劑中的氣體致冷劑中增加，而高沸點(diǎn)致冷劑在兩相致冷劑中的液體致冷劑中增加。
儲(chǔ)存器的一些參數(shù)如尺寸及承受的壓力設(shè)計(jì)成使得流進(jìn)的過(guò)量的液體致冷劑的過(guò)量的液體致冷劑可儲(chǔ)存起來(lái)，使含有大量高沸點(diǎn)致冷劑的液體致冷劑可儲(chǔ)存。那么，由于其中高沸點(diǎn)致冷劑已增加的液體致冷劑容納在儲(chǔ)存器中，相反地在致冷周期中循環(huán)的致冷劑中低沸點(diǎn)致冷劑的量增加。
上述的改變?cè)试S致冷周期用具較高壓力及較高容量的致冷劑工作，結(jié)果空調(diào)或致冷系統(tǒng)的容量提高。
另外，氣體致冷劑混合裝置設(shè)在設(shè)在接收器中的管上，用來(lái)取出液體致冷劑把在接收器進(jìn)口及出口處的致冷劑轉(zhuǎn)成氣—液兩相狀態(tài)，使得連接室內(nèi)單元與室外單元的液體管道中的的流動(dòng)總是氣—液兩相流動(dòng)，即使致冷劑沿兩個(gè)方向流動(dòng)，和接收器僅僅設(shè)在室外單元中，像熱泵型空調(diào)器那樣。結(jié)果，在管道中致冷劑的量減少，充入的致冷劑的量也減少。
另外，當(dāng)基于室外空氣溫度、室內(nèi)單元的吸氣溫度、排氣壓力、排氣溫度或室內(nèi)單元的吹氣溫度等的信號(hào)達(dá)到一個(gè)預(yù)定狀態(tài)時(shí)，致冷劑的成分改變使得當(dāng)通過(guò)增加低沸點(diǎn)致冷劑致冷系統(tǒng)工作時(shí)，由操作壓力引起的可操作范圍的極限會(huì)降低，和可以有效地使用改變致冷劑成分的作用。
下面通過(guò)附圖及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，附圖中

圖1是按照本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例的致冷系統(tǒng)的示意圖；圖2是圖1的實(shí)施例中用的接收器的縱向剖面圖；圖3是另一個(gè)實(shí)施例中用的接收器的縱向剖面圖；圖4是在另一個(gè)實(shí)施例變型中用的接收器的縱向剖面圖；圖5是另一個(gè)實(shí)施例的控制流程圖。
下面參照?qǐng)D1或2說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例。
圖1是示出用作致冷系統(tǒng)的一個(gè)空調(diào)器。該空調(diào)機(jī)結(jié)構(gòu)通過(guò)把一個(gè)致冷劑壓縮機(jī)1，一個(gè)四通閥3，一室外熱交換器4，一室外膨脹器6，一接收器7，一室內(nèi)膨脹器8，一室內(nèi)熱交換器9和一個(gè)儲(chǔ)存器2用管道順序連接起來(lái)而構(gòu)成。
室內(nèi)風(fēng)扇10設(shè)在靠近室內(nèi)熱交換器9。室內(nèi)熱交換器9和室內(nèi)風(fēng)扇10構(gòu)成室內(nèi)單元12的主要部分。室外風(fēng)扇5靠近室外熱交換器4而設(shè)置。
空調(diào)器的室外單元11包括致冷劑壓縮機(jī)1，四通閥3，室外熱交換器4，室外膨脹器6，接收器7和儲(chǔ)存器2。在上述管道中，在室內(nèi)熱交換器9和四通閥3之間連接的是氣體致冷劑連接管13，而在接收器7和室內(nèi)膨脹器8之間連接的是液體致冷劑連接管14。
室外單元11和室內(nèi)單元12的各結(jié)構(gòu)元件由設(shè)在室外單元11中的控制器20控制。致冷劑壓縮機(jī)1可以是例如一個(gè)渦型壓縮機(jī)，室內(nèi)膨脹器8及室外膨脹器6分別由電動(dòng)膨脹閥構(gòu)成。
輸入控制器20的數(shù)據(jù)是1.被設(shè)在致冷劑壓縮機(jī)1出口的壓力傳感器21測(cè)得的排氣壓力2.被排氣溫度傳感器23測(cè)得的排氣溫度；3.被室外空氣溫度傳感器22測(cè)得的室外空氣溫度；4.由裝到室外熱交換器4的熱交換器液體溫度傳感器24測(cè)得的室外單元的熱交換器液體溫度；5.由設(shè)在靠近室內(nèi)單元12的吹氣口的吹氣溫度傳感器25測(cè)得的吹氣溫度；6.由設(shè)在室內(nèi)單元12的吸氣口附近或在安裝空調(diào)器的室內(nèi)的吸氣溫度傳感器26測(cè)得的吸氣溫度；7.由裝到儲(chǔ)液器2的液位計(jì)30a測(cè)得的液面高度；8.由裝到接收器7的液位計(jì)測(cè)得的液面高度。
圖2示出在圖1所示實(shí)施例中用的接收器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的縱剖面圖，其中從容器50的底部豎起一塊隔板，在由隔板隔開的各室中分別插入致冷劑導(dǎo)出管51a和導(dǎo)入管51b。致冷劑充入容器超過(guò)隔板的頂部。
在上述的空調(diào)器中進(jìn)行一個(gè)蒸氣壓縮致冷循環(huán)周期，作為致冷劑用非共沸的致冷劑混合物，其中至少兩種有不同的沸點(diǎn)的物質(zhì)混合著。
這種非共沸致冷劑混合物可以是例如R407C(ASHRAE公司的致冷劑牌號(hào))，其中二氟甲烷(HFC 32)，五氟甲烷(HFC 125)和1，1，1，2-三氟甲烷(HFC 134a)以23∶25∶52(重量％)的比例混合。在R407C致冷劑中，HFC 134a是具較高沸點(diǎn)的致冷劑，而HFC32和HFC 125是具較低沸點(diǎn)的致冷劑。
當(dāng)只有HFC 32及HFC 125混合時(shí)，它們有共沸溫度，具有它們的沸點(diǎn)比較接近的特點(diǎn)。
在三元致冷劑混合物R407C的氣—液平衡狀態(tài)，具較低沸點(diǎn)的HFC 32和HFC 125在氣體側(cè)的比例比混合比例高，而HFC 134a在液體側(cè)的比例比混合比例高。
另外，充入比致冷周期的合適操作所需要的量更多的致冷劑。
下面說(shuō)明上述實(shí)施例的操作及效果。
首先，說(shuō)明正常的冷卻操作。起動(dòng)致冷劑壓縮機(jī)1，室外風(fēng)扇5及室內(nèi)風(fēng)扇10時(shí)，被壓縮機(jī)壓縮的高溫高壓致冷劑經(jīng)四通閥3流入室外熱交換器4，隨著其熱量與空氣熱交換而冷凝。然后，它通過(guò)完全打開的室外膨脹器6(電動(dòng)膨脹閥)。
但是，由于室外膨脹器6完全打開時(shí)，幾乎沒有壓力損失，致冷劑流入接收器7而幾乎完全沒有改變其狀態(tài)。通過(guò)接收器7后，致冷劑經(jīng)過(guò)液體致冷劑連接管14到達(dá)室內(nèi)膨脹器8，在該處減壓成為低壓兩相狀態(tài)。
接著，在室內(nèi)熱交換器9中，致冷劑隨著與室內(nèi)空氣熱交換而蒸發(fā)。
這里，對(duì)室外膨脹器6設(shè)定一個(gè)節(jié)流使得在室內(nèi)膨脹器9出口的致冷劑的干度成為預(yù)定值。
蒸發(fā)出的氣體致冷劑從氣體致冷劑連接管13經(jīng)四通閥3流入儲(chǔ)存器2中，并返回到致冷劑壓縮機(jī)1中，接著，該操作重復(fù)進(jìn)行。
在該工作狀態(tài)，當(dāng)致冷劑在接收器7的進(jìn)口含有少量的氣泡，并且干度幾乎為零，由于接收器7的熱輻射作用使氣泡量的氣體冷凝。結(jié)果，在接收器7的出口和進(jìn)口，在氣體致冷劑及液體致冷劑之間得到流量的平衡，從而接收器出口處的致冷劑的干度為零。
這一調(diào)節(jié)使過(guò)量的致冷劑儲(chǔ)存在接收器7中，從儲(chǔ)存器2中移去幾乎全部的過(guò)量的致冷劑。因此，致冷周期可以是穩(wěn)定的。另外，由于在接收器7中的過(guò)量的致冷劑的成分幾乎沒有改變，在致冷周期中循環(huán)的致冷劑的成分幾乎與它充入時(shí)的成分沒有明顯的改變。
下面，說(shuō)明在致冷周期中循環(huán)的致冷劑的成分改變使得低沸點(diǎn)致冷劑HFC 32和HFC 125增加的操作及效果。
當(dāng)控制器20確定成分應(yīng)該基于室外空氣溫度傳感器22測(cè)得的室外溫度等而改變時(shí)，控制器20發(fā)出一信號(hào)，進(jìn)行對(duì)室外膨脹器6的節(jié)流。
當(dāng)進(jìn)行節(jié)流時(shí)，在接收器7的進(jìn)口處的致冷劑成飽和狀態(tài)，成為一個(gè)氣—液兩相流動(dòng)。因此流入或流出接收器7的氣—液流量的平衡失去。流入接收器7的氣體冷凝劑使液面高度降低，在接收器7的容器中的過(guò)量的致冷劑釋放到致冷周期中。
釋放的過(guò)量的致冷劑依次通過(guò)室內(nèi)膨脹器8、室內(nèi)熱交換器9和氣體冷凝劑連接管13，流進(jìn)儲(chǔ)存器2中?？刂破?0響應(yīng)室外膨脹器6的操作把打開對(duì)室內(nèi)膨脹器8的節(jié)流的信號(hào)傳到室內(nèi)膨脹器8。然后，控制器20控制室內(nèi)熱交換器9出口的致冷劑使得它變濕，不完全氣化它。
因此，流入儲(chǔ)存器2的致冷劑變成氣液兩相狀態(tài)，干度變大。在該兩相狀態(tài)的致冷劑中的氣體致冷劑，增加了有較高容量的低混點(diǎn)致冷劑。
在輸出致冷劑一側(cè)的儲(chǔ)存器2的各參數(shù)，如回流孔和氣體致冷劑導(dǎo)出孔的直徑設(shè)計(jì)成其尺寸允許過(guò)量的致冷劑流入儲(chǔ)存器2儲(chǔ)存起來(lái)。因此，其中較高沸點(diǎn)致冷劑HFC 134a的量增加的液體致冷劑儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器2中。相反地，在致冷周期中循環(huán)的致冷劑改變使得由具有高容量的熱物理性能的HFC 32和HFC 125組成的較低沸點(diǎn)的致冷劑增加，成為高壓狀態(tài)。因此，致冷周期由具有較高容量的致冷劑成分工作，這樣提供了空調(diào)器的致冷容量。
下面，說(shuō)明加熱工作。
在加熱操作中，四通閥3打開，致冷劑依下列次序流過(guò)致冷劑壓縮機(jī)1，四通閥3，氣體致冷劑連接管13，室內(nèi)熱交換器9，室內(nèi)膨脹器8，液體致冷劑連接管14，接收器7，室外膨脹器6，室外熱交換器4，四通閥3和儲(chǔ)存器2。由于室內(nèi)膨脹器8通常是完全打開的，室內(nèi)膨脹器8的開度受節(jié)流，使在接收器7的進(jìn)口使致冷劑成飽和的兩相狀態(tài)，這時(shí)低沸點(diǎn)致冷劑成分的比例增加。隨后，過(guò)量的致冷劑通過(guò)室外熱交換器4和四通閥3進(jìn)入儲(chǔ)存器2中。
上述的工作與冷卻工作的情況一樣，因此可提高加熱容量。
下面說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)除了用圖3所示的接收器7a代替接收器7外，其它結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的空調(diào)器的結(jié)構(gòu)一樣。在本實(shí)施例的接收器7a中，從容器底部豎起的隔板和致冷劑導(dǎo)出、導(dǎo)入管51a、51b導(dǎo)入由隔板隔開的各室中，氣體致冷劑混合孔52a和52b設(shè)在各致冷劑導(dǎo)出和導(dǎo)入管上。致冷劑充入容器中超過(guò)隔板的頂部。
下面說(shuō)明第二實(shí)施例的工作及效果。在本實(shí)施例的接收器7a中，在致冷劑流出這一側(cè)從設(shè)在致冷劑導(dǎo)出/導(dǎo)入(轉(zhuǎn)換到冷卻或加熱時(shí)為管51a或51b)的上部的氣體致冷劑混合孔(孔52a或52b)吸入的氣體致冷劑和由致冷劑導(dǎo)出/導(dǎo)入管以容器50下部拉上的液體致冷劑混合，使得在接收器7a的出口的致冷劑成為有預(yù)定干度的氣液兩相狀態(tài)。
在正常操作時(shí)，控制器20確定在接收器7a進(jìn)口側(cè)的膨脹器(在冷卻工作時(shí)的室外膨脹器6，和在加熱工作時(shí)的室內(nèi)熱膨脹器8)和在接收器7a出口側(cè)的膨脹器(在冷卻工作時(shí)的室內(nèi)膨脹器8和在加熱工作時(shí)的室外膨脹器6)兩者的開度使得在接收器7a進(jìn)口的致冷劑的干度成為預(yù)定的干度。隨后，保持流出或流入接收器7a的致冷劑量的平衡使得在接收器7a中致冷劑的液面高度穩(wěn)定，和保證過(guò)量的致冷劑。
因此，由于在加熱工作過(guò)程中室內(nèi)膨脹器8中的膨脹，過(guò)量的致冷劑容納在接收器7a中，甚至當(dāng)致冷劑在接收器7a進(jìn)口成飽和的兩相狀態(tài)，和流過(guò)液體致冷劑連接管14的致冷劑總在飽和的兩相狀態(tài)，使得充入致冷系統(tǒng)的致冷劑的量可減小。另外，由于干度小，過(guò)量致冷劑的成分改變很小。
下面，說(shuō)明在第二實(shí)施例中的致冷周期循環(huán)中的用于改變致冷劑成分的操作。
當(dāng)改變致冷劑成分使得低沸點(diǎn)致冷劑HFC 32和HFC 125的量增加到多于充入時(shí)的比例，在接收器7a前的膨脹器(冷卻操作時(shí)的室外膨脹器6，加熱操作時(shí)的室內(nèi)膨脹器8)的開度減小，而在接收器7a的出口側(cè)的膨脹器(冷卻操作時(shí)的室內(nèi)膨脹器8，加熱操作時(shí)的室外膨脹器6)的開度增加，類似于第一實(shí)施例。
它使接收器7a進(jìn)口處的致冷劑干度增加，允許過(guò)量的致冷劑流出到致冷周期。也就是說(shuō)，處在冷凝壓力及蒸發(fā)壓力之間的中間點(diǎn)的接收器7a中的壓力可以通過(guò)以一關(guān)連的方式控制設(shè)在接收器7a的進(jìn)口和出口側(cè)的膨脹器來(lái)改變。因此接收器7a中的干度改變，流進(jìn)接收器7a的氣體致冷劑量增加，把在接收器7a中的致冷劑移入儲(chǔ)存器2中，使得在致冷周期循環(huán)的致冷劑的成分時(shí)，與第一實(shí)施例同樣方式改變。
如上所述，本實(shí)施例允許循環(huán)的致冷劑的成分任意改變，使充入致冷劑的量減少，并實(shí)現(xiàn)了致冷系統(tǒng)的容量增加的工作。
圖4示出了第二實(shí)施例的改型，其中只有接收器7b是改型的。該接收器7b的結(jié)構(gòu)是把第二實(shí)施例中的接收器7a上下倒轉(zhuǎn)。致冷劑導(dǎo)出和導(dǎo)入管51a、51b設(shè)在容器的下部，儲(chǔ)存在容器下部的液體致冷劑從設(shè)在各致冷劑導(dǎo)出管和導(dǎo)入管上的液體致冷劑混合孔53a和53b吸上，并與從致冷劑導(dǎo)出管51a和導(dǎo)入管51b的端部吸入的氣體致冷劑混合形成兩相液動(dòng)。
使用這種接收器7b可與第二實(shí)施例同樣工作及有同樣的效果。
當(dāng)循環(huán)的致冷劑的成分改變使得低沸點(diǎn)致冷劑增加，上述任意實(shí)施例中控制器20發(fā)出信號(hào)改變致冷劑成分這時(shí)室外空氣溫度或吸入熱交換器空氣的溫度達(dá)到一預(yù)定值。
當(dāng)改變致冷劑成分而增加容量時(shí)，操作壓力也增加。因此，當(dāng)冷凝溫度高，也就是在冷卻操作時(shí)室外空氣溫度高，或在加熱操作時(shí)室內(nèi)溫度高時(shí)，必須設(shè)置限制致冷劑壓力的裝置使它不超過(guò)設(shè)備事先設(shè)定的壓力。
下面參照?qǐng)D5所示的第一實(shí)施例的控制流程圖說(shuō)明節(jié)流裝置。
在致冷系統(tǒng)工作時(shí)，當(dāng)室外溫度傳感器22或室內(nèi)吸氣溫度傳感器26探測(cè)到的溫度值低于設(shè)定的溫度時(shí)，可改變室外膨脹器6及室內(nèi)膨脹器8的開度而改變致冷周期中循環(huán)的致冷劑的成分。
使用儲(chǔ)存器2中的液面高度探測(cè)器或循環(huán)成分的探測(cè)裝置可測(cè)出成分的改變，控制器20確定膨脹器的開度使致冷劑的成分轉(zhuǎn)為預(yù)定的成分。
上述增加循環(huán)致冷劑中低沸點(diǎn)致冷劑的控制可通過(guò)用具有壓力傳感器或壓力開關(guān)的壓力探測(cè)器21，排氣溫度傳感器23和室內(nèi)吹氣溫度傳感器25等來(lái)監(jiān)控各結(jié)構(gòu)設(shè)備使得它們不偏離它們的工作極限而去除。
另外，通過(guò)加熱工作時(shí)在除去室外熱交換器4的霜以除霜操作中結(jié)合進(jìn)改變成分的控制，在短時(shí)間內(nèi)可完成除霜操作，如此提高舒適度。
如上所述，本發(fā)明不需要如精餾單元等復(fù)雜結(jié)構(gòu)及其控制方法，并使得只要致冷周期一般裝置的結(jié)構(gòu)元件就可改變?cè)谥吕渲芷谘h(huán)中的致冷劑的成分。因此，可以用致冷劑成分的比例來(lái)操作致冷周期，過(guò)去由于系統(tǒng)壓力水平的限制不可能使用這種改變。
具體地說(shuō)，由于致冷周期可轉(zhuǎn)移到增加低沸點(diǎn)致冷劑的操作，可以以最低的成本由該機(jī)構(gòu)提高應(yīng)空調(diào)器的容量。
另外，它是簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)，不要求復(fù)雜的控制，提供了穩(wěn)定的致冷周期并提高了設(shè)備的可靠性。
另外，它減少了充入致冷劑的量，降低了致冷周期各結(jié)構(gòu)設(shè)備的成本，當(dāng)系統(tǒng)除霜或調(diào)節(jié)時(shí)，把釋放到大氣中的致冷劑的量減到最低，消除了地球變暖及環(huán)境污染的問題。
權(quán)利要求
1.一種致冷系統(tǒng)，其中室內(nèi)單元及室外單元用管道連接著，致冷劑使用非共沸致冷劑混合物，該系統(tǒng)包括一個(gè)節(jié)流可改變的室外單元膨脹器；一個(gè)節(jié)流可同樣改變的室內(nèi)單元膨脹器；一個(gè)設(shè)在所述的室外單元膨脹器和所述的室內(nèi)單元膨脹器之間的接收器；和一個(gè)控制器，用來(lái)通過(guò)改變所述的室外單元膨脹器和所述的室內(nèi)單元膨脹器的節(jié)流把在所述的接收器的進(jìn)口的致冷劑流及在其出口的致冷劑流轉(zhuǎn)變成氣—液的兩相流。
2.一種致冷系統(tǒng)，具有致冷周期，并且其結(jié)構(gòu)是用管道把致冷劑壓縮機(jī)、冷凝器、接收器、蒸發(fā)器及儲(chǔ)存器順序地連接起來(lái)，在所述的致冷周期中循環(huán)的致冷劑是非共沸致冷劑混合物，其中至少混合著兩種以上有不同沸點(diǎn)的物質(zhì)，該系統(tǒng)包括一個(gè)第一膨脹裝置，設(shè)在所述的接收器的上游側(cè)，其節(jié)流可以改變；一個(gè)第二膨脹裝置，設(shè)在所述的接收器的下游側(cè)，其節(jié)流可以改變，和控制裝置，用來(lái)通過(guò)改變所述的第一膨脹裝置和第二膨脹裝置的節(jié)流，把在所述的接收器的進(jìn)口的致冷劑及在其出口的致冷劑流轉(zhuǎn)成氣—液的兩相流。
3.一種致冷系統(tǒng)，具有致冷周期，并且其結(jié)構(gòu)是用管道把致冷劑壓縮機(jī)，冷凝器、接收器，蒸發(fā)器及儲(chǔ)存器順序地連接起來(lái)，在所述的致冷周期中循環(huán)的效冷劑是非共沸致冷劑混合物，其中至少混合著兩種以上有不同沸點(diǎn)的物質(zhì)，該系統(tǒng)包括一個(gè)第一膨脹裝置，設(shè)在所述的接收器的上游側(cè)，其節(jié)流可以改變；一個(gè)第二膨脹裝置，設(shè)在所述的接收器的下游側(cè)，其節(jié)流可以改變；和控制裝置，用來(lái)通過(guò)所述的第一膨脹裝置和第二膨脹裝置的節(jié)流，減小所述的接收器的流體致冷劑及增加所述的儲(chǔ)存器中的液體致冷劑。
4.按照權(quán)利要求2或3的致冷系統(tǒng)，還包括管道，設(shè)在所述的接收器中用來(lái)取出液體致冷劑；和設(shè)在所述的取出液體致冷劑的管上的氣體致冷劑混合裝置。
5.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的致冷系統(tǒng)，其特征在于所述的非共沸致冷劑混合物是至少二氟甲烷或五氟甲烷中一種與1，1，1，2-三氟甲烷的混合物。
6.按照權(quán)利要求2或3的致冷系統(tǒng)，其特征在于還包括設(shè)在所述的致冷系統(tǒng)用來(lái)探測(cè)室外空氣溫度的室外空氣溫度探測(cè)裝置，所述的第一膨脹裝置和第二膨脹裝置的節(jié)流基于所述的室外空氣溫度來(lái)控制。
7.按照權(quán)利要求1的致冷系統(tǒng)，其特征在于還包括設(shè)在所述的室內(nèi)單元用來(lái)探測(cè)所述的室內(nèi)單元的吸入溫度的室內(nèi)單元溫度探測(cè)裝置，所述的室外膨脹器和室內(nèi)膨脹器的節(jié)流口基于所述的室內(nèi)單元的吸入溫度來(lái)控制。
8.按照權(quán)利要求2或3的致冷系統(tǒng)，其特征在于所述的致冷劑壓縮機(jī)裝有用來(lái)測(cè)出排氣壓力探測(cè)裝置，所述的第一膨脹裝置和第二膨脹裝置的節(jié)流基于所述的排氣壓力來(lái)控制。
9.按照權(quán)利要求2或3的致冷系統(tǒng)，其特征在于所述的致冷劑壓縮機(jī)裝有用來(lái)探測(cè)所述的排氣溫度的排氣溫度探測(cè)裝置，所述的第一膨脹裝置和第二膨脹裝置的節(jié)流基于所述的排氣溫度來(lái)控制。
10.按照權(quán)利要求1的致冷系統(tǒng)，其特征在于還包括在所述的室內(nèi)單元設(shè)置的用來(lái)探測(cè)室內(nèi)單元的吹氣溫度的室內(nèi)單元吹氣溫度探測(cè)裝置，所述的室外單元膨脹器和室內(nèi)單元膨脹器的節(jié)流口基于所述的室內(nèi)單元的吹氣溫度來(lái)控制。
11.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的致冷系統(tǒng)，其特征在于所述的非共沸致冷劑混合物是R407C。
12.一種操作致冷系統(tǒng)的方法，該致冷系統(tǒng)裝有一室內(nèi)單元、一個(gè)包括致冷劑壓縮機(jī)的室外單元，一室外單元熱交換器、一接收器和一個(gè)儲(chǔ)存器，該致冷系統(tǒng)使用非共沸致冷劑混合物，其特征在于當(dāng)室外空氣溫度降低時(shí)，在加熱操作過(guò)程中儲(chǔ)存在所述的儲(chǔ)存器中的所述的非共沸致冷劑的量增加。
13.一種操作致冷系統(tǒng)的方法，該致冷系統(tǒng)裝有一室內(nèi)單元和包括致冷劑壓縮機(jī)的室外單元，一個(gè)室外單元熱交換器，一個(gè)接收器和一個(gè)儲(chǔ)存器，該系統(tǒng)使用非共沸致冷劑混合物，其特征在于當(dāng)室外空氣溫度降低時(shí)，在加熱操作過(guò)程中在所述的室外單元膨脹器和室內(nèi)單元膨脹器之間的接收器中儲(chǔ)存的所述的非共沸致冷劑混合物的量降低。
14.一種操作致冷系統(tǒng)的方法，該致冷系統(tǒng)裝有一室內(nèi)單元和包括致冷劑壓縮機(jī)的室外單元，一個(gè)室外單元熱交換器，一個(gè)接收器，和一個(gè)儲(chǔ)存器，該系統(tǒng)使用非共沸致冷劑混合物，其特征在于在除霜操作過(guò)程中，設(shè)在室外單元膨脹器和室內(nèi)單元膨脹器之間的所述的接收器和所述的儲(chǔ)存器之間得到或取出所述的非共沸致冷劑混合物。
15.一種操作致冷系統(tǒng)的方法，該致冷系統(tǒng)裝有一室內(nèi)單元和包括致冷劑壓縮機(jī)的室外單元，一個(gè)室外單元熱交換器，一個(gè)接收器和一個(gè)儲(chǔ)存器，該系統(tǒng)使用非共沸致冷劑混合物物，其特征在于當(dāng)室外溫度降低時(shí)，在加熱操作過(guò)程中室外單元膨脹器及室內(nèi)單元膨脹器的節(jié)流受控制，增加在致冷周期中循環(huán)的所述非共沸致冷劑混合物的低沸點(diǎn)致冷劑成分。
16.按照權(quán)利要求15的操作致冷系統(tǒng)的方法，其特征在于所述的室外單元膨脹器及室內(nèi)單元膨脹器的節(jié)流控制是基于至少室外溫度或所述的室內(nèi)單元的吸入溫度中的一種。
17.按照權(quán)利要求11至15中任一項(xiàng)所述的的操作致冷系統(tǒng)的方法，其特征在于所述的非共沸致冷劑混合物是R407C。
全文摘要
一種致冷系統(tǒng)，具有致冷周期，并且其結(jié)構(gòu)是把存儲(chǔ)器2、致冷劑壓縮機(jī)1，四通閥3、室外單元熱交換器4、室外單元膨脹器6、接收器7、室內(nèi)單元膨脹器8、室內(nèi)單元熱交換器9順序用管道連接起來(lái)。一般，過(guò)量的致冷劑儲(chǔ)存在接收器7中，當(dāng)需要提高低沸點(diǎn)致冷劑比例時(shí)，通過(guò)在冷卻操作時(shí)對(duì)室外單元膨脹器6節(jié)流或在加熱操作時(shí)對(duì)室內(nèi)膨脹器8節(jié)流減少致冷劑流量，把接收器7中的過(guò)量的致冷劑移到儲(chǔ)存器2中。因此不用復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或控制方法可使用非共沸致冷劑混合物在致冷系統(tǒng)中循環(huán)的致冷劑成分改變，致冷周期的容量可以改變。
文檔編號(hào)F25B13/00GK1132335SQ9512025
公開日1996年10月2日 申請(qǐng)日期1995年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月25日
發(fā)明者遠(yuǎn)藤剛, 寺田浩清, 勝又直登, 小國(guó)研作, 浦田和干, 村松正敏, 遠(yuǎn)藤道子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所