專利名稱：制冷循環(huán)以及熱泵式熱水供應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用二氧化碳制冷劑的制冷循環(huán)以及熱泵式熱水供應(yīng)裝置。
作為替代制冷劑，其主流是分子中不含氯的不破壞臭氧層的HFC(氫化氟(ハイドロフルオロカ一ボン))制冷劑，具體地講，具有與CFC12(二氟甲烷(ジクロロジフルオロメタン))相近的熱力學(xué)特性的HFC134a(1，1，1，2-四氟乙烷)用于冰箱或汽車空調(diào)中，替代HCFC22的HFC系列的混合制冷劑，即R410A(HFC32/12550/50重量％)或R407C(HFC32/125/134a23/25/52重量％)等用于房間空調(diào)或組合空調(diào)中。
然而，雖然HFC不破壞臭氧層，但是從防止地球變暖的觀點出發(fā)，對HFC也趨于限制。
近年來，從保護(hù)地球環(huán)境或不燃性、低毒性方面看，作為自然制冷劑的二氧化碳(CO2)受到矚目。作為可以應(yīng)用的產(chǎn)品，曾考慮到電動車空調(diào)、寒冷地區(qū)用暖氣設(shè)備以及熱水供應(yīng)裝置等。
地球環(huán)境問題要求更加節(jié)省能源、高效率化，以熱水供應(yīng)裝置為例進(jìn)行說明，采用二氧化碳熱泵式的熱水供應(yīng)裝置與一般家庭用熱水供應(yīng)裝置的主流方式煤氣式相比其優(yōu)點是運(yùn)轉(zhuǎn)費用約可降低1/5，效率系數(shù)(COPCoefficient of Performance)可以實現(xiàn)3.0以上的高效化。例如在熱泵式熱水供應(yīng)裝置中應(yīng)用前述HFC制冷劑時，由于制冷劑的熱物理性，最高只能供給約60℃的熱水，要獲得更高溫度就需要很高輸出功率的壓縮機(jī)。相反，采用二氧化碳制冷劑時，其優(yōu)點是由于制冷劑的熱物理性可以輸出約90℃的熱水。
另一方面，將冷凍機(jī)油用在封閉型電動壓縮機(jī)上，發(fā)揮其潤滑部潤滑、封閉、冷卻等作用。采用二氧化碳制冷劑的壓縮機(jī)處于高溫、高壓(約10MPa)條件，所以冷凍機(jī)油的使用條件是嚴(yán)酷的，因此從保證壓縮機(jī)的可靠性方面要求冷凍機(jī)油能夠?qū)?yīng)潤滑性，尤其是能夠?qū)?yīng)節(jié)省能源、高效化。
作為采用二氧化碳的制冷循環(huán)以及壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油，主要采用與制冷劑有相溶性的聚二醇油和多元醇酯等合成油。
具體地講，在日本特開平10-46169號公報、特開2001-66004號公報、特開2001-73945號公報，以及特開2001-153476號公報中公開了選擇聚二醇油及聚乙烯醚中至少一種構(gòu)成、并且100℃時的動粘度超過5mm2/s的冷凍機(jī)用潤滑油組成物，以及采用這些冷凍機(jī)用潤滑油組成物的制冷循環(huán)、壓縮機(jī)等，在特開2000-273477號公報、特開2000-273479號公報、特開2000-345183號公報、特開2001-19987號公報中公開了采用多元醇酯的冷凍機(jī)油組成物。
然而，在密封型電動壓縮機(jī)上，還要求作為電絕緣油的性能，因此聚二醇油由于其分子結(jié)構(gòu)決定其電絕緣性能很低，無法滿足超過作為電絕緣油的體積電阻率的規(guī)格值1013Ω·cm。從而擔(dān)心為了向壓縮機(jī)電機(jī)提供外部電源而安裝的封閉端子之間發(fā)生短路，尤其是由于介電常數(shù)或介質(zhì)衰耗因數(shù)較高導(dǎo)致漏電流而觸電。
另一方面，由于多元醇酯其對二氧化碳制冷劑的相溶性過高，壓縮機(jī)內(nèi)的溶解粘度大幅下降，高壓側(cè)的密封性能不好，導(dǎo)致壓縮效率下降，向制冷循環(huán)流出的油增多等，可能導(dǎo)致熱交換效率下降。
基于上述理由，在熱泵式熱水供應(yīng)裝置中，優(yōu)選對二氧化碳顯示非相溶性并且電絕緣性優(yōu)秀的烴油用作冷凍機(jī)油。關(guān)于采用對二氧化碳的溶解性小，或者采用非相溶的冷凍機(jī)油的壓縮機(jī)，公開于特開2000-110725號公報中，但是，由于烷基苯其粘度指數(shù)較小，致使制冷循環(huán)的低溫部的粘度增大，向壓縮機(jī)的回油量減少。從而有引起壓縮機(jī)滑動部的潤滑不良之危險。氟油因為價格高，不太現(xiàn)實。
本發(fā)明的制冷循環(huán)及熱泵式熱水供應(yīng)裝置，其制冷循環(huán)設(shè)有吸入并壓縮二氧化碳制冷劑的壓縮機(jī)、流入從該壓縮機(jī)排出的前述二氧化碳制冷劑的放熱用熱交換器、將從該熱交換器流出的前述二氧化碳制冷劑進(jìn)行減壓的減壓器、和流入在前述減壓器中被減壓的前述二氧化碳制冷劑的吸熱用熱交換器；其特征是，作為壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油，采用對二氧化碳制冷劑顯示非相溶性的聚-α-烯烴或烷烴類礦物油或環(huán)烷烴類礦物油或烷基苯中的任一種油或者混合油。
本發(fā)明的另一特征是，作為其冷凍機(jī)油采用與前述二氧化碳制冷劑顯示非相溶性、動粘度在100℃時為2～15mm2/s的范圍、并且前述冷凍機(jī)油的粘度指數(shù)超過100的任一種油或者混合油。
進(jìn)而本發(fā)明的特征是，吸熱用熱交換器的制冷劑流路，其流入口位于上方、流出口置于下方。
如本發(fā)明所述，在具有通過壓縮機(jī)、將從前述壓縮機(jī)排出的制冷劑進(jìn)行放熱的放熱用熱交換器、將從熱交換器流出的制冷劑進(jìn)行減壓的減壓器、以及使在減壓器中被減壓的制冷劑吸收熱量的吸熱用熱交換器進(jìn)行循環(huán)的制冷循環(huán)，以及具備該制冷循環(huán)的熱水供應(yīng)裝置中，作為壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油，通過采用對二氧化碳制冷劑顯示非相溶性的烴油，在壓縮機(jī)的滑動部上能夠保持充分的油膜，從而，由于防止磨耗、保持密封性，所以能夠提高壓縮效率。
作為冷凍機(jī)油，由對二氧化碳顯示非相溶性的烴油構(gòu)成，具體地講就是聚-α-烯烴或烷烴類礦物油或環(huán)烷烴類礦物油或烷基苯中的任一種油或者這些的混合油?？紤]到冷凍機(jī)油在制冷循環(huán)低溫部上的滯留，應(yīng)優(yōu)選容易確保向壓縮機(jī)的回油量的粘度指數(shù)超過100以上的油種。作為其他的對二氧化碳顯示非相溶性的化合物，還有氟油(全氟聚醚(パ一フルオロポリエ一テル))或硅油等，然而，由于價格昂貴，潤滑性低劣等原因而不實用。
有關(guān)用在本發(fā)明的熱水供應(yīng)裝置中的冷凍機(jī)油的粘度，由于二氧化碳的透過性較大，所以出于密封性的考慮，應(yīng)優(yōu)選比氟里昂類制冷劑對應(yīng)油稍高的粘度級。具體地講，在回轉(zhuǎn)式制冷劑壓縮機(jī)中，100℃的粘度優(yōu)選2～8mm2/s，在渦旋式壓縮機(jī)的情況下100℃的粘度優(yōu)選7～15mm2/s的范圍。100℃時的動粘度在其以下時，無法獲得充足的壓縮機(jī)耐摩性，不能保證充分的密閉性，從而導(dǎo)致壓縮效率降低。另外，100℃時的動粘度在其以上時，由于粘性阻力、機(jī)械損失的增大，又會產(chǎn)生壓縮機(jī)效率降低，粘性加大致使向壓縮機(jī)的回油量減少的問題。在本發(fā)明中，即使在前述冷凍機(jī)油中添加防氧化劑、酸反應(yīng)基調(diào)節(jié)劑、消泡劑、金屬惰化劑等也完全沒有問題。
圖2是本發(fā)明的實施例的熱水供應(yīng)裝置單元的縱向剖視圖。
圖3是說明本發(fā)明的實施例的封閉型電動壓縮機(jī)的剖視圖。


圖1表示本實施例中采用的熱泵式熱水供應(yīng)裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。分為二氧化碳制冷劑進(jìn)行循環(huán)的制冷循環(huán)和將供給的水進(jìn)行加熱的循環(huán)。
首先介紹制冷循環(huán)。收容在密閉容器等中的封閉型電動壓縮機(jī)1，將低溫、低壓的制冷劑氣體(二氧化碳制冷劑)進(jìn)行壓縮，再輸出高溫、高壓的制冷劑氣體，送到水制冷劑熱交換器2(放熱用熱交換器)。被送至水制冷劑熱交換器2中的制冷劑氣體，其熱量與被供給的低溫水進(jìn)行顯熱交換。然后，通過減壓器3，變成低溫、低壓，送至熱交換器4(吸熱用熱交換器)。進(jìn)入到熱交換器4中的制冷劑，從周圍吸收熱量并蒸發(fā)，經(jīng)風(fēng)扇5排出冷氣。
從熱交換器4出來的低溫、低壓的制冷劑氣體被再次吸到壓縮機(jī)1中，形成反復(fù)進(jìn)行相同的循環(huán)的機(jī)構(gòu)。由于二氧化碳制冷劑成為超臨界循環(huán)，高壓側(cè)超過臨界點，可以任意設(shè)定高壓壓力，因此能夠很容易地獲得接近100℃的高溫水。
接下來，介紹加熱水循環(huán)。首先，將供水口6提供的低溫水送至水制冷劑熱交換器2中，從制冷劑獲得熱量變?yōu)闊崴?，一度送至熱水貯存箱7中，從熱水出口8供給熱水。此時，被供給的水亦可與直接從水制冷劑熱交換器2送來的熱水混合進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)而使用。而且，除了供給水以外，水制冷劑熱交換器2還可將用以保溫的熱水貯存箱7中的熱水在進(jìn)行加熱，圖中沒有表示，還可用于燒洗澡水等。
在熱泵式熱水供應(yīng)裝置中，有二種供應(yīng)熱水的方式，利用夜間電力啟動熱泵循環(huán)，將家庭一天中使用的熱水貯存在熱水貯存箱7中的貯存熱水方式，和每次使用熱水都啟動熱泵循環(huán)，僅提供所需量的熱水的瞬間供給熱水方式。
即使是后者的方式，也需要在熱水供給之前將熱水進(jìn)行貯存的輔助熱水貯存箱7。一般以貯存熱水方式為主流，然而，仍然存在這樣的問題由于限制了熱水的使用量，所以考慮到熱水用光的問題或需要大容量的熱水貯存箱等，無法將熱水貯存箱收容到熱泵循環(huán)單元內(nèi)，必需另設(shè)熱水貯存箱單元，從而，增加了設(shè)置空間等等。
對此，瞬間供水方式中的問題是必需高輸出功率的壓縮機(jī)，由于是隨時運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行熱水的供應(yīng)，所以不必?fù)?dān)心熱水用光。作為一例，圖2表示瞬間供給熱水方式的熱水供應(yīng)裝置單元的簡易的縱向剖視圖，其優(yōu)點在于由于只要小容量的輔助熱水貯存箱7即可，所以可以將熱水貯存箱收容在熱泵循環(huán)單元內(nèi)，從而實現(xiàn)了設(shè)置場所的省空間化。另外，由于與貯存熱水方式相比運(yùn)轉(zhuǎn)時間大幅度減少，所以兼具節(jié)省能源的優(yōu)點。
熱水供應(yīng)裝置的封閉型電動壓縮機(jī)以回轉(zhuǎn)式和渦旋式等容積式壓縮機(jī)為主。作為壓縮機(jī)構(gòu)的例子，圖3表示回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱向剖視圖。單級壓縮方式時，象二氧化碳制冷劑那樣，當(dāng)高壓側(cè)變?yōu)?0MPa時，壓縮機(jī)構(gòu)的表面壓力非常高，油膜厚度變薄。從而可靠性下降，差壓較大導(dǎo)致壓縮效率低的問題，所以，這里表示雙級壓縮方式。
壓縮機(jī)將其壓縮部和電機(jī)10收容到密閉容器9內(nèi)，在密閉容器底部貯存冷凍機(jī)油11。并且，在前述電機(jī)10上設(shè)置提供外部電力的密封端子12。
壓縮部是在其與電機(jī)10直接連結(jié)的軸13進(jìn)行回轉(zhuǎn)，并且其偏心地裝在軸13上的滾14A、14B的一部分與油缸15A、15B內(nèi)壁進(jìn)行線接觸并且粘合的狀態(tài)下進(jìn)行回轉(zhuǎn)的。將隔開低壓室與高壓室的閥插入在油缸15A、15B內(nèi)壁上形成的開口中，進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，并且通過設(shè)在其一端上的無圖示的彈簧壓向滾14A、14B。通過第一吸入管16被吸入的低壓制冷劑氣體，由于滾14A的偏心運(yùn)動被壓縮，通過第一排出管17變成中間壓被排出。該被排出的中間壓的制冷劑氣體，再通過第二吸入管18被吸進(jìn)，由于滾15A的偏心運(yùn)動被壓縮，通過第二排出管19作為高壓的制冷劑氣體排到水制冷劑熱交換器2。由于閥與滾14A、14B之間是線接觸產(chǎn)生的摩擦，所以其表面壓力很大。冷凍機(jī)油11通過設(shè)置在回轉(zhuǎn)軸上的離心泵被汲上來，經(jīng)油孔20，向壓縮機(jī)的各滑動部提供潤滑油。
(實施例1～5)在實施例1～5中，采用前述熱水供應(yīng)裝置進(jìn)行2160小時運(yùn)轉(zhuǎn)的實機(jī)試驗。在夏季條件20℃的恒溫室內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)熱水供應(yīng)裝置，將供給熱水的溫度設(shè)定為高溫貯存熱水條件是60℃。在實施例中，將對二氧化碳制冷劑顯示非相溶性的下述化合物充入壓縮機(jī)中?；衔顴是將化合物A與B以50/50重量％進(jìn)行混合之物。
A)聚-α-烯烴100℃的粘度3.59mm2/sB)烷烴類礦物油 100℃的粘度4.56mm2/sC)環(huán)烷烴類礦物油100℃的粘度4.25mm2/s
D)烷基苯100℃的粘度3.78mm2/sE)聚-α-烯烴+烷烴類礦物油(50/50重量％)100℃的粘度4.12mm2/s比較例1～2中，將對二氧化碳制冷劑顯示相溶性的下述化合物充入壓縮機(jī)中，進(jìn)行與實施例1相同的實機(jī)試驗。由于對二氧化碳制冷劑有相溶性，所以與實施例1～5相比，粘度加大。
F)受阻型多元醇酯 100℃的粘度10.2mm2/s(季戊四醇/次季戊四醇類分支鏈混合脂肪酸酯)G)聚二醇油 100℃的粘度9.7mm2/s(聚乙烯/聚丙烯共聚體的兩末端二甲基醚)在確保熱水供應(yīng)裝置的可靠性的基礎(chǔ)上，控制壓縮機(jī)的摩耗是非常重要的。因此，在評價熱水供應(yīng)裝置上，要注意壓縮機(jī)的摩耗狀態(tài)，要檢查試驗前后的滾、閥的狀態(tài)。還要檢查運(yùn)轉(zhuǎn)后壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油殘量。一般講，與制冷劑的相溶性較差時，向壓縮機(jī)的回油量變少，導(dǎo)致滑動部的潤滑不良。再采用實施例1～5的熱水供應(yīng)裝置，測量漏電流及COP值。關(guān)于COP，以100％表示比較例2的COP。本試驗的目標(biāo)是由于滾/閥的摩耗沒有問題，保證充足的殘油量，并且漏電流少，所以COP在將比較例2為100％的情況下要超過100％。表1表示實施例1～5以及比較例1～2的結(jié)果。表1中一并記載冷凍機(jī)油單獨的體積電阻率、介電常數(shù)。
表1

從表1可明顯看出，實施例1～5中所示的本發(fā)明的熱水供應(yīng)裝置，與比較例1～2的熱水供應(yīng)裝置相比，由于控制了摩耗，所以獲得很高的可靠性。關(guān)于殘油量，也對二氧化碳顯示相溶性的比較例1～2無較大差異，所以，即使采用顯示非相溶性的冷凍機(jī)油，也確保充足的向壓縮機(jī)的回油量。
熱水供應(yīng)裝置的制冷循環(huán)，不象冰箱那樣變成低溫，所以油很難滯留，這取決于制冷劑不向冷凍機(jī)油溶解從而可以降低冷凍機(jī)油的粘度等原因。還有，與實施例1～5的漏電流問題幾乎沒有相反，比較例2中所示的熱水供應(yīng)裝置其漏電流非常大，有觸電的問題。如表1中一并記載所示，冷凍機(jī)油的體積電阻率或介電常數(shù)由于使用的冷凍機(jī)油不同各異，尤其是比較例2中所示的聚二醇油，其電性能不好。
實施例1～5所示的本發(fā)明的熱水供應(yīng)裝置，由于其制冷劑不溶解于冷凍機(jī)油中，所以能夠確保壓縮部有充分的密封性，與比較例2相比提高了COP。
與此相對，比較例1其制冷劑對冷凍機(jī)油的溶解性較大，溶解粘度下降，無法保證充分的密封性，COP下降。另外，實施例5，即使采用聚-α-烯烴與烷烴類礦物油的混合油，也獲得與顯示非相溶的一種冷凍機(jī)油相同的效果。雖然實施例中采用的是聚-α-烯烴與烷烴類礦物油的混合油，但是只要將對二氧化碳顯示非相溶性的其他的冷凍機(jī)油彼此進(jìn)行混合，都可得到一樣的結(jié)果。
(實施例6～7)接下來，將熱水供應(yīng)裝置的設(shè)置溫度設(shè)成比實施例1～5低的中間期條件7℃，其他條件與實施例1～5一樣進(jìn)行試驗，測量項目是調(diào)查試驗前后的滾、閥的狀態(tài)以及運(yùn)轉(zhuǎn)后壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油殘量。
本實施例中，將對二氧化碳制冷劑顯示非相溶性，并且粘度指數(shù)超過100的下述化合物充入壓縮機(jī)中。
A)聚-α-烯烴 100℃的粘度3.59mm2/s 粘度指數(shù)122B)烷烴類礦物油100℃的粘度4.56mm2/s 粘度指數(shù)101比較例3～4中，將冷凍機(jī)油的粘度指數(shù)小于100的對二氧化碳制冷劑顯示非相溶性的下述化合物充入壓縮機(jī)中，進(jìn)行與實施例6～7相同的實機(jī)試驗。
C)環(huán)烷烴類礦物油 100℃的粘度4.25mm2/s 粘度指數(shù)15D)烷基苯 100℃的粘度3.78mm2/s 粘度指數(shù)＜0實施例6～7以及比較例3～4的結(jié)果如表2所示。
表2

從表2清楚地看出，實施例6～7中所示的本發(fā)明的熱水供應(yīng)裝置，充分地保證了壓縮機(jī)內(nèi)的殘油量，控制了摩耗，獲得高可靠性。關(guān)于殘油量，在冷凍機(jī)油的粘度指數(shù)超過100時，可確保充分的向壓縮機(jī)的回油。
與此相對，在比較例3～4中所示的熱水供應(yīng)裝置，其殘油量減少，摩耗也增加。有關(guān)回油，由于冷凍機(jī)油滯留最多的是制冷循環(huán)的低溫部即從減壓器3到熱交換器4，所以冷凍機(jī)油的粘度指數(shù)大，則因低溫引起的粘度增加不大，保證了向壓縮機(jī)回油，是有利的。
(實施例8)接下來，將熱水供應(yīng)裝置的設(shè)置溫度設(shè)成比實施例6～7低的冬季條件-5℃，其他條件與實施例1～5一樣進(jìn)行試驗，測量項目是調(diào)查試驗前后的滾、閥的狀態(tài)以及運(yùn)轉(zhuǎn)后壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油殘量。
本實施例中，將實施例6中也取得效果的化合物A)充入壓縮機(jī)中，采用將熱交換器4的制冷劑流路的流入口從單元內(nèi)的上部，流出口于下部進(jìn)行設(shè)置的熱水供應(yīng)裝置。
在比較例5中，采用將熱交換器4的制冷劑流路與實施例8相反的流入口從單元內(nèi)的下部，流出口于上部進(jìn)行設(shè)置的熱水供應(yīng)裝置。
將實施例8及比較例5的結(jié)果表示在表3中。
表3

從表3清楚地看出，實施例8中所示的本發(fā)明的熱水供應(yīng)裝置殘油量較多，保證了向壓縮機(jī)的充足的回油，控制了摩耗。
與此相對，比較例5所示的熱水供應(yīng)裝置，其殘油量變少，摩耗也增加。關(guān)于回油，由于冷凍機(jī)油滯留最多的是制冷循環(huán)的低溫部即從減壓器3到熱交換器4，而熱交換器4中將制冷劑流路其流入口從單元內(nèi)的上部，流出口在下部進(jìn)行配置，所以很明顯向壓縮機(jī)的回油變得容易。
(實施例9～11)在實施例9～11中，在實施例6中取得效果的聚-α-烯烴受到關(guān)注，通過與實施例6～7相同的實機(jī)試驗對相對粘度變化的效果依存性實施評價。采用的粘度范圍是100℃時2.6～13.4mm2/s。在比較例6～7中采用聚-α-烯烴的粘度為100℃時2.0～15.0mm2/s的范圍之外的冷凍機(jī)油。評價項目與實施例1～5相同，測量滾、閥的摩耗狀態(tài)、冷凍機(jī)油的殘油量、COP值。關(guān)于COP，將比較例2的COP作為100％表示。目標(biāo)值如前所述。實施例9～11及比較例6～7的結(jié)果表示在表4中。
表4

從表4明顯看出，在實施例9～11中所示的本發(fā)明的熱水供應(yīng)裝置，其滾、閥的摩耗狀態(tài)都良好，亦可充分保證向壓縮機(jī)的回油，尤其充分確保了壓縮部的密封性，提高了COP。與此相對，在比較例6中，冷凍機(jī)油的粘度過低，形成不充分的油膜，滾、閥的摩耗加大，尤其保證不了充足的密封性，COP下降。相反，比較例7中，由于冷凍機(jī)油的粘度過高，所以，與制冷劑氣體一起被排到制冷循環(huán)的油很難返回到壓縮機(jī)，致使殘油量減少。因此，向滑動部的供油量變少，摩耗加大。特別是，由于粘度過高，所以壓縮機(jī)的粘性阻力、機(jī)械損失增大，導(dǎo)致COP下降。
從以上實施例的結(jié)果看，本發(fā)明的熱水供應(yīng)裝置，通過控制壓縮機(jī)的摩耗，可以充分保證向壓縮機(jī)的回油，并且能夠減少漏電流，從而獲得進(jìn)一步提高COP的熱水供應(yīng)裝置。雖然本實施例中采用雙級壓縮回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，但是，其他的渦旋式壓縮機(jī)或者滾/閥做成一體化的懸掛式壓縮機(jī)都能取得相同的效果。
上述本發(fā)明的主要特征歸納如下。
本發(fā)明的效果是在通過吸入并壓縮二氧化碳制冷劑的壓縮機(jī)、將從前述壓縮機(jī)排出的制冷劑進(jìn)行放熱的熱交換器、將從前述熱交換器流出的制冷劑進(jìn)行減壓的減壓器、使在前述減壓器中被減壓的制冷劑進(jìn)行吸熱的熱交換器進(jìn)行循環(huán)的制冷循環(huán)中，作為封閉型電動壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油，采用對二氧化碳制冷劑顯示非相溶性的聚-α-烯烴或烷烴類礦物油或環(huán)烷烴類礦物油或烷基苯中的任一種油或者混合油，從而得到可以控制壓縮機(jī)的摩耗并且能夠減少漏電流的熱泵式熱水供應(yīng)裝置。并且，通過將冷凍機(jī)油的動粘度設(shè)為100℃時2～15mm2/s的范圍，將前述冷凍機(jī)油的粘度指數(shù)超過100，特別是使制冷劑吸收熱量的熱交換器上的制冷劑流路至上而下設(shè)置，可以確保向壓縮機(jī)的回油量，充分保持壓縮部的密封性，提高COP，從而獲得沒有降低與粘性阻力或機(jī)械損失息息相關(guān)的COP的制冷循環(huán)。
本發(fā)明的另一效果是在具備前述制冷循環(huán)的熱水供應(yīng)裝置中，作為封閉型電動壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油，采用對二氧化碳制冷劑顯示非相溶性的聚-α-烯烴或烷烴類礦物油或環(huán)烷烴類礦物油或烷基苯中的任一種或者這些的混合油，從而得到可以控制壓縮機(jī)的摩耗并且能夠減少漏電流的熱泵式熱水供應(yīng)裝置。并且，通過將冷凍機(jī)油的動粘度設(shè)為100℃時2～15mm2/s的范圍，將前述冷凍機(jī)油的粘度指數(shù)超過100，特別是使制冷劑吸收熱量的熱交換器上的制冷劑流路至上而下設(shè)置，可以確保向壓縮機(jī)的回油量，充分保持壓縮部的密封性，提高COP，從而獲得沒有降低與粘性阻力或機(jī)械損失息息相關(guān)的COP的熱泵式熱水供應(yīng)裝置。
如上說述，應(yīng)用本發(fā)明，可以提供可確保高可靠性并且可以實現(xiàn)節(jié)省能源和高效化的、關(guān)愛環(huán)境的制冷循環(huán)以及熱泵式熱水供應(yīng)裝置。
權(quán)利要求
1.一種制冷循環(huán)，所述制冷循環(huán)設(shè)有吸入并壓縮二氧化碳制冷劑的壓縮機(jī)、流入從該壓縮機(jī)排出的所述二氧化碳制冷劑的放熱用熱交換器、將從該熱交換器流出的所述二氧化碳制冷劑進(jìn)行減壓的減壓器、和流入在所述減壓器中被減壓的所述二氧化碳制冷劑的吸熱用熱交換器；其特征在于作為所述壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油，采用對所述二氧化碳制冷劑顯示非相溶性的聚-α-烯烴或烷烴類礦物油或環(huán)烷烴類礦物油或烷基苯中的任一種油或者混合油。
2.一種制冷循環(huán)，所述制冷循環(huán)設(shè)有吸入并壓縮二氧化碳制冷劑的壓縮機(jī)、流入從該壓縮機(jī)排出的所述二氧化碳制冷劑的放熱用熱交換器、將從該熱交換器流出的所述二氧化碳制冷劑進(jìn)行減壓的減壓器、和流入在所述減壓器中被減壓的所述二氧化碳制冷劑的吸熱用熱交換器；其特征在于作為所述壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油，采用對所述二氧化碳制冷劑顯示非相溶性、動粘度在100℃時為2～15mm2/s的范圍、并且所述冷凍機(jī)油的粘度指數(shù)超過100的任一種油或者混合油。
3.如權(quán)利要求1記載的制冷循環(huán)，其特征在于所述吸熱用熱交換器的制冷劑流路，其流入口位于上部、流出口位于下部。
4.一種熱泵式熱水供應(yīng)裝置，所述熱泵式熱水供應(yīng)裝置具備設(shè)有吸入并壓縮二氧化碳制冷劑的壓縮機(jī)、流入從該壓縮機(jī)排出的所述二氧化碳制冷劑的放熱用熱交換器、將從該熱交換器流出的所述二氧化碳制冷劑進(jìn)行減壓的減壓器、和流入在所述減壓器中被減壓的所述二氧化碳制冷劑的吸熱用熱交換器的制冷循環(huán)；其特征在于作為所述壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油，采用對所述二氧化碳制冷劑顯示非相溶性的聚-α-烯烴或烷烴類礦物油或環(huán)烷烴類礦物油或烷基苯中的任一種油或者混合油。
5.一種熱泵式熱水供應(yīng)裝置，所述熱泵式熱水供應(yīng)裝置具備設(shè)有吸入并壓縮二氧化碳制冷劑的壓縮機(jī)、流入從該壓縮機(jī)排出的所述二氧化碳制冷劑的放熱用熱交換器、將從該熱交換器流出的所述二氧化碳制冷劑進(jìn)行減壓的減壓器、和流入在所述減壓器中被減壓的所述二氧化碳制冷劑的吸熱用熱交換器的制冷循環(huán)；其特征在于作為所述壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油，采用對所述二氧化碳制冷劑顯示非相溶性、動粘度在100℃時為2～15mm2/s的范圍、并且所述冷凍機(jī)油的粘度指數(shù)超過100的任一種油或者混合油。
6.如權(quán)利要求4記載的熱泵式熱水供應(yīng)裝置，其特征在于所述吸熱用熱交換器的制冷劑流路，其流入口位于上部、流出口位于下部。
7.如權(quán)利要求2記載的制冷循環(huán)，其特征在于所述吸熱用熱交換器的制冷劑流路，其流入口位于上部、流出口位于下部。
8.如權(quán)利要求5記載的熱泵式熱水供應(yīng)裝置，其特征在于所述吸熱用熱交換器的制冷劑流路，其流入口位于上部、流出口位于下部。
全文摘要
本發(fā)明的采用二氧化碳制冷劑(CO
文檔編號F04C23/00GK1459607SQ0310642
公開日2003年12月3日 申請日期2003年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月16日
發(fā)明者太田亮, 中川路孝行, 石山明彥, 飯塚董, 藤林一朗 申請人:日立家用電器公司