專利名稱：冷凍循環(huán)裝置及空氣調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如空氣調(diào)節(jié)裝置、熱水供給裝置等的冷凍循環(huán)裝置。特別是涉及通 過(guò)設(shè)置除去與不穩(wěn)定的制冷劑反應(yīng)的物質(zhì)的除去裝置、從而提高了冷凍循環(huán)裝置的可靠性 的冷凍循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
一般情況下，空氣調(diào)節(jié)裝置、冷凍裝置、熱水供給裝置等利用了冷凍循環(huán)(熱泵循 環(huán))的冷凍循環(huán)裝置，基本上用配管連接壓縮機(jī)、冷凝器(熱交換器)、膨脹閥及蒸發(fā)器(熱 交換器)，構(gòu)成使填充了的制冷劑進(jìn)行循環(huán)的制冷劑回路。由壓縮機(jī)壓縮了的制冷劑成為高 溫高壓的氣體制冷劑，被送入到冷凝器。流入到了冷凝器的制冷劑通過(guò)與熱交換對(duì)象熱交 換、放出熱量而液化。液化了的制冷劑由膨脹閥減壓、成為氣液二相流狀態(tài)，在蒸發(fā)器中通 過(guò)熱交換吸收熱量而氣化，并再次返回到壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)。在這里，在制冷劑回路中循環(huán)的制冷劑，相應(yīng)于用途、物性而存在許多種類，其中 也有包含對(duì)地球變暖產(chǎn)生影響的化學(xué)物質(zhì)的制冷劑。從防止地球變暖的觀點(diǎn)來(lái)看，最好利 用地球變暖系數(shù)(GWP 表示作為溫室效應(yīng)氣體的物質(zhì)導(dǎo)致地球變暖的程度，是根據(jù)國(guó)際上 公認(rèn)的見(jiàn)解而確定的系數(shù)，其數(shù)值表示與關(guān)于二氧化碳的上述程度的比)盡可能小的制冷 劑。例如，雖然二氧化碳(CO2)的地球變暖系數(shù)非常小，但冷凍循環(huán)的效率下降、消耗 電力變大。另外，與使用在制冷劑回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑(例如R410A制冷劑等)的場(chǎng)合相 比，通常需要提高設(shè)備、配管等的耐壓強(qiáng)度，因此，導(dǎo)致裝置整體的重量變大、成本上升，所 以成為普及的障礙。因此，提出了 HFO (氫氟烯烴)的制冷劑(以下稱HFO制冷劑)。該HFO制冷劑由 于地球變暖系數(shù)小，能量轉(zhuǎn)換效率比二氧化碳好，所以，從地球環(huán)境面的觀點(diǎn)來(lái)看，是有效 的制冷劑。另外，由于沸點(diǎn)高、制冷劑回路內(nèi)的制冷劑的壓力低，所以，不需要提高耐壓強(qiáng) 度。但是，HFO制冷劑由于在構(gòu)成物質(zhì)的原子間的鍵中具有雙鍵，所以，具有化學(xué)反應(yīng)性變 高這樣的特性(所以地球變暖系數(shù)也變小)。因此，若在制冷劑回路內(nèi)存在制冷劑以外的雜 質(zhì)，則存在與該雜質(zhì)反應(yīng)、制冷劑劣化的問(wèn)題。若制冷劑劣化，則高壓變高，或者排出溫度變高，制冷劑循環(huán)的效率大幅度下降。 另外，化學(xué)反應(yīng)生成的新物質(zhì)進(jìn)一步與冷凍機(jī)油反應(yīng)，產(chǎn)生油泥，發(fā)生使毛細(xì)管等的細(xì)管、 膨脹閥堵塞的問(wèn)題。如以上那樣，HFO制冷劑雖然地球變暖系數(shù)低、對(duì)環(huán)境影響小，但作為蒸氣壓縮式 的冷凍循環(huán)的制冷劑，為了在確?？煽啃缘那疤嵯率褂茫仨毞乐怪评鋭┳陨淼牧踊?。因 此，為了防止制冷劑回路中的氧成分的循環(huán)，公開(kāi)了設(shè)置對(duì)氧進(jìn)行吸附的氧吸附裝置的方 法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2007-315663號(hào)公報(bào)(圖1)

發(fā)明內(nèi)容
然而，由于在制冷劑回路中成為雜質(zhì)的物質(zhì)不僅為氧，所以即使如上述那樣吸附 氧、封入HFO制冷劑，HFO制冷劑劣化的可能性也高，冷凍循環(huán)裝置的效率和可靠性隨時(shí)間 經(jīng)過(guò)而下降。因此，為了防止HFO制冷劑的劣化，需要進(jìn)一步的對(duì)策。因此，本發(fā)明就是為了解決上述那樣的問(wèn)題而作出的，其目的在于獲得這樣的一 種冷凍循環(huán)裝置等，該冷凍循環(huán)裝置等使得包含于制冷劑回路中的雜質(zhì)不在制冷劑回路中 循環(huán)，能夠有效地使用HFO制冷劑等。本發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置用配管連接壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹裝置、蒸發(fā)器、空氣吸附 裝置，構(gòu)成使包含氫氟烯烴制冷劑的制冷劑進(jìn)行循環(huán)的制冷劑回路；該壓縮機(jī)對(duì)包含氫氟 烯烴制冷劑的制冷劑進(jìn)行壓縮；該冷凝器通過(guò)熱交換使上述制冷劑冷凝；該膨脹裝置用于 使被冷凝了的制冷劑減壓；該蒸發(fā)器使減壓了的上述制冷劑與空氣進(jìn)行熱交換，從而使上 述制冷劑蒸發(fā)；該空氣吸附裝置吸附氧及氮。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置，在制冷劑回路上具有空氣吸附裝置，對(duì)制冷劑回路 的空氣的氧分子及氮分子進(jìn)行吸附，所以，能夠使得成為雜質(zhì)的氧分子及氮分子不循環(huán)。因 此，即使使具有雙鍵、化學(xué)性不穩(wěn)定的HFO制冷劑等在制冷劑回路中循環(huán)，也能夠防止HFO 制冷劑與空氣因化學(xué)反應(yīng)等而劣化等，能夠長(zhǎng)期維持冷凍循環(huán)裝置的性能，另外，也能夠確 保可靠性。另外，由于能夠防止制冷劑的劣化、不對(duì)壓縮機(jī)施加負(fù)擔(dān)即能夠維持熱量的傳 輸，所以能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。另外，此時(shí)用作制冷劑的四氟丙烯等的HFO制冷劑，由于地球變暖 系數(shù)與例如作為自然制冷劑的二氧化碳相同、為所謂的無(wú)氟制冷劑，所以，從環(huán)境這一點(diǎn)考 慮也比較適合。


圖1為表示本發(fā)明實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖2為表示實(shí)施方式1的空氣吸附裝置3的結(jié)構(gòu)等的圖。圖3為表示實(shí)施方式1的空氣吸附裝置3的設(shè)置位置的一例的圖。圖4為表示實(shí)施方式1的空氣吸附裝置3的設(shè)置位置的另一例的圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施方式2的冷凍循環(huán)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖6為表示實(shí)施方式2的空氣吸附裝置3的結(jié)構(gòu)等的圖。圖7為表示適用了空氣分離·除去裝置11的一例的圖。圖8為表示實(shí)施方式2的空氣分離·除去裝置11的設(shè)置位置的一例的圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式1下面根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1為表示本發(fā)明實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖1中的箭頭 100表示制冷劑的流動(dòng)方向。在圖1中，冷凍循環(huán)裝置具有壓縮機(jī)1、冷凝器2、空氣吸附裝置3、節(jié)流裝置(膨脹閥)4、蒸發(fā)器5。各個(gè)設(shè)備(構(gòu)成部件)用配管連接，從而構(gòu)成制冷 劑回路。在制冷劑回路中封入循環(huán)的制冷劑。作為該制冷劑，在本實(shí)施方式中，例如封入四 氟丙烯(CF3CF = CH2 2，3，3，3-Tetrafluoropropene、HF0-1234yf 為代表的)制冷劑等的 HFO制冷劑等，如CF3CH = CH2, CF3CF = CF2等那樣在原子間的鍵中具有雙鍵的制冷劑。壓縮機(jī)1為了使制冷劑回路循環(huán)而吸入制冷劑，并且將之壓縮、加壓。冷凝器2在 壓縮機(jī)1排出了的氣體狀的制冷劑(以下，稱為氣體制冷劑)與熱交換對(duì)象之間進(jìn)行熱交 換，使制冷劑具有的熱量放出，對(duì)熱交換對(duì)象進(jìn)行加熱?？諝馕窖b置3為用于吸附制冷劑回路內(nèi)的空氣的裝置。通常在將制冷劑填充到 冷凍循環(huán)裝置之前存在使冷凍循環(huán)裝置內(nèi)為真空的抽真空工序。然而，即使抽真空，也不能 使冷凍循環(huán)裝置內(nèi)的空氣量為零(完全的真空狀態(tài))?，F(xiàn)實(shí)中到約130 250Pa(約1 2Torr)為極限。因此，在冷凍循環(huán)裝置的制冷劑回路內(nèi)作為雜質(zhì)必然存在空氣。在這里，空 氣中的氮與氧的存在比為8 2，氧和氮(特別是氮)占大部分。因此，本實(shí)施方式的空氣 吸附裝置3吸附氧分子及氮分子?？諝馕窖b置3在后面進(jìn)一步說(shuō)明。節(jié)流裝置4調(diào)整制冷劑的流量，降低制冷劑的壓力(減壓)。蒸發(fā)器5在由節(jié)流裝 置4降低了壓力的氣液二相制冷劑(氣體制冷劑與液狀制冷劑(以下稱為液體制冷劑)混 合存在的制冷劑)與熱交換對(duì)象之間進(jìn)行熱交換，使制冷劑吸熱、蒸發(fā)而氣化。熱交換對(duì)象 被冷卻。在這里，制冷劑回路中的壓力的高低不是由與成為基準(zhǔn)的壓力的關(guān)系決定的，而是 作為能夠由壓縮機(jī)1的壓縮、節(jié)流裝置4等的制冷劑流量控制等獲得的相對(duì)的壓力進(jìn)行表 示的。另外，溫度的高低也同樣。下面，根據(jù)制冷劑的流動(dòng)說(shuō)明本實(shí)施方式的冷凍循環(huán)裝置的動(dòng)作。由壓縮機(jī)1壓 縮而被加壓了的制冷劑通過(guò)配管被送入到冷凝器2。通過(guò)了冷凝器2的制冷劑被冷凝、液 化。此時(shí)，制冷劑散熱，從而對(duì)熱交換對(duì)象進(jìn)行加熱。液化了的制冷劑通過(guò)空氣吸附裝置3，被送入到節(jié)流裝置4。液體狀態(tài)的制冷劑通 過(guò)節(jié)流裝置4而被減壓，成為氣液二相流狀態(tài)的制冷劑(以下，稱為氣液二相制冷劑)，并被 送入到蒸發(fā)器5。通過(guò)了蒸發(fā)器5的氣液二相流狀態(tài)的制冷劑蒸發(fā)、氣化。氣化了的制冷劑 再次被吸入到壓縮機(jī)1。圖2為表示空氣吸附裝置3的結(jié)構(gòu)的圖。下面，說(shuō)明作為本發(fā)明要點(diǎn)的空氣吸附 裝置3的結(jié)構(gòu)等。圖2 (a)表示空氣吸附裝置3的剖視圖，圖2(b)表示成為空氣吸附裝置 3的構(gòu)成部件之一的過(guò)濾器(網(wǎng))3e、3f。如圖2(a)所示，本實(shí)施方式的空氣吸附裝置3由 箱體(收容容器)3a、填充了吸附材料的吸附材料部北、流入管3c、流出管3d、過(guò)濾器;3e、3f 構(gòu)成。但是，并不限于該結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要追加裝置等。在這里，說(shuō)明空氣吸附裝置3中的制冷劑的流動(dòng)。如上述那樣，通過(guò)了冷凝器2的 制冷劑從空氣吸附裝置3的流入管3c流入，通過(guò)過(guò)濾器!Be流入到吸附材料部3b。在這里， 過(guò)濾器3e捕捉與制冷劑一起流來(lái)的異物，防止異物附著在處于吸附材料部北的吸附材料。 通過(guò)防止異物附著在吸附材料部3b，能夠防止吸附材料的劣化，能夠獲得穩(wěn)定的性能。另 外，吸附材料部北的吸附材料從流入到吸附材料部北的制冷劑中僅吸附包含于制冷劑中 的空氣成分(氮和氧)。空氣成分被吸附了的制冷劑，通過(guò)過(guò)濾器3f從流出管3d流出，被 送入到節(jié)流裝置4。在這里，有時(shí)因流到吸附材料部北的制冷劑而使吸附材料部北內(nèi)的吸附材料粉
6化。若粉化了的吸附材料從空氣吸附裝置3流出，與制冷劑一起在制冷劑回路內(nèi)循環(huán)，則例 如在毛細(xì)管、節(jié)流裝置4那樣的成為狹小流路那樣的裝置等中存在導(dǎo)致堵塞的危險(xiǎn)。另外， 還成為使壓縮機(jī)1發(fā)生故障的原因。因此，設(shè)置過(guò)濾器3f，捕捉該粉化了的吸附材料，防止 從空氣吸附裝置3流出。因此，過(guò)濾器3f在確?？諝馕窖b置3的可靠性、進(jìn)而在確保冷 凍循環(huán)裝置的可靠性方面成為重要的部件。在本實(shí)施方式中，吸附材料部北中的吸附材料使用即使是化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良、低濃 度(低分壓)的物質(zhì)也能夠強(qiáng)力吸附的沸石。用沸石對(duì)空氣進(jìn)行吸附的機(jī)理是通過(guò)以分子 篩的方式捕捉氧分子及氮分子而吸附。因此，為了由吸附材料部北選擇性地僅吸附空氣， 必須使沸石的細(xì)孔徑(在這里為直徑)為與空氣成分相關(guān)的直徑以上、比與HFO制冷劑相 關(guān)的直徑小。根據(jù)該制約必然地決定沸石的細(xì)孔徑。在這里，作為空氣主成分的氮分子的 大小為約36nm(3. 6埃)，氧分子的大小約為34nm(3. 4埃)。因此，從氧吸附的觀點(diǎn)出發(fā)，即 使將吸附材料最佳化，使吸附材料的細(xì)孔徑為35nm(3. 5埃)，氮分子也比氧分子大，不能除 去。另外，以往使用的干燥劑以吸附水分為目的，吸附材料的細(xì)孔在四1^2. 9埃)附近(水 分子的大小為2.8埃)，所以，不能除去氮分子、氧分子。從以上說(shuō)明可以看出，吸附材料的 細(xì)孔徑需要對(duì)應(yīng)于氮分子設(shè)為約36nm。另一方面，HFO制冷劑的分子的大小為約40nm。因此，若設(shè)用于除去氧及氮的吸 附材料的細(xì)孔徑dp為36nm < dp < 40nm，則能夠選擇性地吸附空氣成分。在這里，在本實(shí) 施方式中，將沸石用作吸附材料，但不需要將吸附材料僅限定為沸石。如上述那樣若為具有 36nm < dp < 40nm的細(xì)孔徑的吸附材料，則例如將硅膠、活性碳、中孔性的硅石等作為吸附 材料，也能夠獲得同樣的效果。下面，說(shuō)明空氣吸附裝置3的設(shè)置位置。在圖1中，設(shè)置在作為冷凝器2的下游側(cè) 的高壓液體管線(處于冷凝器2與節(jié)流裝置4之間。在制冷劑回路中流動(dòng)著高壓側(cè)的液體 制冷劑)。例如，當(dāng)通過(guò)空氣吸附裝置3之際，在制冷劑中產(chǎn)生壓力損失。由于在制冷劑中 產(chǎn)生壓力損失，所以冷凍循環(huán)裝置的(運(yùn)轉(zhuǎn))效率變差。然而，通過(guò)設(shè)置于高壓液體管線， 若為在空氣吸附裝置3中產(chǎn)生的壓力損失的程度，則能夠看成節(jié)流裝置4中的減壓動(dòng)作的 一部分，所以，不對(duì)冷凍循環(huán)裝置的效率產(chǎn)生影響。因此，原則上在高壓液體管線設(shè)置空氣 吸附裝置3，從冷凍循環(huán)裝置的效率的觀點(diǎn)來(lái)看比較理想。圖3為表示空氣吸附裝置3的設(shè)置位置的一例的圖。在圖3中，對(duì)將空氣吸附裝 置3設(shè)置于作為蒸發(fā)器5的下游側(cè)的低壓氣體管線(蒸發(fā)器5與壓縮機(jī)1的吸入側(cè)之間。 在制冷劑回路中低壓側(cè)的氣體制冷劑流動(dòng))的情況進(jìn)行說(shuō)明。在圖3中，油分離器7將與 制冷劑一起從壓縮機(jī)1排出的潤(rùn)滑油與制冷劑分離。毛細(xì)管9用于調(diào)整使分離了的潤(rùn)滑油 返回到壓縮機(jī)1時(shí)的流量。與制冷劑回路并列地將油分離器7和毛細(xì)管9連接在壓縮機(jī)1 的吸入側(cè)、排出側(cè)，構(gòu)成回油回路10。例如，在進(jìn)行減小過(guò)冷度那樣的運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，若如上述圖1所示那樣在高壓液體 管線上設(shè)置空氣吸附裝置3，則因空氣吸附裝置3中的壓力損失將在制冷劑中產(chǎn)生氣泡(制 冷劑的一部分氣化)，在流入到節(jié)流裝置4之前的階段制冷劑成為氣液二相狀態(tài)。若氣液二 相制冷劑流入到節(jié)流裝置4，則在短時(shí)間內(nèi)壓力急劇變動(dòng)，所以，存在追隨該變動(dòng)而發(fā)生波 動(dòng)現(xiàn)象等的危險(xiǎn)，控制有時(shí)變得不穩(wěn)定。因此，在進(jìn)行減小過(guò)冷度那樣的運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，也有 時(shí)在低壓氣體管線上設(shè)置空氣吸附裝置3較好。
另外，吸附材料一般在溫度越低時(shí)越發(fā)揮出吸附性能，所以，在例如吸附相同量的 空氣的場(chǎng)合，若處在低溫環(huán)境下，則能夠減小吸附材料的量。因此，若在低溫的制冷劑通過(guò) 的低壓氣體管線上設(shè)置空氣吸附裝置3，則能夠使空氣吸附裝置3小型化，能夠降低與空氣 吸附裝置3相關(guān)的成本。這樣，雖然也可僅是簡(jiǎn)單地在低壓氣體管線上設(shè)置空氣吸附裝置 3，但也有時(shí)在空氣吸附裝置3中產(chǎn)生的壓力損失對(duì)冷凍循環(huán)裝置的效率產(chǎn)生的影響過(guò)大。因此，在低壓氣體管線上設(shè)置用于使制冷劑的一部分旁通的旁通管、形成旁通回 路6，在旁通回路6上設(shè)置空氣吸附裝置3。這樣，若制冷劑的一部分通過(guò)空氣吸附裝置3， 則通過(guò)減少通過(guò)空氣吸附裝置3的制冷劑流量，能夠減小由低壓氣體管線中的空氣吸附裝 置3引起的壓力損失，能夠使冷凍循環(huán)裝置的效率下降為最小限度。在這里，如圖3所示，在比從油分離器出來(lái)的回油回路10更處于上游側(cè)的位置設(shè) 置空氣吸附裝置3比較好。即使為低壓氣體管線，若處在回油的回路的下游，則油量多，油 附著于吸附材料，導(dǎo)致吸附材料的性能下降，所以，設(shè)置在比與回油回路的匯合點(diǎn)更上游的 位置較好。圖4為表示空氣吸附裝置3的設(shè)置位置的另一例的圖。如圖4所示，將空氣吸附 裝置3設(shè)置在回油回路10中?？諝馕窖b置3對(duì)包含在冷凍機(jī)油中的空氣進(jìn)行吸附。通 過(guò)在回油回路10中設(shè)置空氣吸附裝置3，使得在空氣吸附裝置3中產(chǎn)生的壓力損失不對(duì)制 冷劑回路產(chǎn)生影響，所以，不對(duì)冷凍循環(huán)裝置的效率、控制性產(chǎn)生影響。如以上那樣，根據(jù)實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置，將HFO制冷劑用作在制冷劑回路中 循環(huán)的制冷劑，由此，由于例如為地球變暖系數(shù)與作為自然制冷劑的二氧化碳同等的所謂 無(wú)氟的制冷劑，所以，能夠獲得對(duì)地球環(huán)境好的冷凍循環(huán)裝置。另外，由于在制冷劑回路上 具有空氣吸附裝置3，對(duì)例如即使進(jìn)行抽真空也殘留在制冷劑回路內(nèi)的空氣的氧分子及氮 分子進(jìn)行捕捉，所以，能夠使得成為雜質(zhì)的氧分子及氮分子不循環(huán)。因此，即使在制冷劑回 路中循環(huán)具有雙鍵、化學(xué)性不穩(wěn)定的HFO制冷劑等，也能夠防止因HFO制冷劑與空氣發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)等而導(dǎo)致劣化等。這樣，能夠長(zhǎng)期確保冷凍循環(huán)裝置的性能，還能夠確保可靠性。 另外，能夠防止制冷劑的劣化，不向壓縮機(jī)1施加負(fù)擔(dān)就能夠維持熱量的傳輸，所以能夠節(jié) 能。另外，由于空氣吸附裝置3設(shè)置在高壓的液體制冷劑流動(dòng)的高壓液體管線中，所 以，能夠?qū)⒖諝馕窖b置3引起的壓力損失的影響減小到能夠忽視的程度，使得不對(duì)冷凍 循環(huán)裝置的效率產(chǎn)生影響。另一方面，若設(shè)置在低壓的氣體制冷劑流動(dòng)的低壓氣體管線上， 則能夠使得低溫的制冷劑通過(guò)空氣吸附裝置3，所以，吸附性能變高，能夠使空氣吸附裝置 3小型化地進(jìn)行設(shè)置。另外，由于設(shè)置旁通回路6，使得氣體制冷劑的一部分通過(guò)空氣吸附 裝置3，所以，能夠抑制低壓氣體管線中的空氣吸附裝置3的壓力損失的影響。實(shí)施方式2圖5為表示本發(fā)明實(shí)施方式2的冷凍循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在圖5中，標(biāo)注了與 圖1等相同符號(hào)的裝置等作為進(jìn)行在實(shí)施方式1中說(shuō)明了的動(dòng)作等的裝置進(jìn)行說(shuō)明?？諝?分離·除去裝置11為用于利用液體制冷劑與空氣的密度差對(duì)制冷劑與空氣進(jìn)行分離的裝 置。因此，空氣分離 除去裝置11需要設(shè)置在制冷劑成為液體狀態(tài)的部位。因此，在圖5 中，將空氣分離·除去裝置11設(shè)置在作為冷凝器2與節(jié)流裝置4之間的高壓液體管線上。 在這里，關(guān)于在本實(shí)施方式中說(shuō)明的各圖，上側(cè)為鉛直方向朝上的方向，下側(cè)為鉛直方向朝下的方向。圖6為表示空氣分離 除去裝置11的截面的圖。在圖6中，本實(shí)施方式的空氣分 離·除去裝置11具有排氣閥11a、排氣管lib、容器11c、制冷劑流入管lid、制冷劑流出管 lie。關(guān)于空氣分離·除去裝置11的配置的上下關(guān)系，排氣閥Ila及排氣管lib相對(duì)于鉛 直方向比制冷劑流入管lie及制冷劑流出管lie更處于上側(cè)。例如，HFO制冷劑中的液體制冷劑的密度為約800 約1100[kg/m3]。另一方面，空 氣的密度為約1.2[kg/m3]。這樣，在空氣和液體制冷劑之間存在大的密度差，所以，從位于 容器Ilc的下部的制冷劑流入管Ild流入了的液體制冷劑作為液體制冷劑12b積存在容器 Ilc中，一部分制冷劑從制冷劑流出管lie流出。與液體制冷劑一起流入了的空氣作為空氣 1 積存在容器Ilc的上部。另外，制冷劑流出管lie比容器lie下部更向內(nèi)部突出，所以， 例如即使由于某種原因而使得比制冷劑重的異物包含在制冷劑中，其也不從制冷劑流出管 lie流出，能夠積存在容器Ilc的下部，所以，也能夠?qū)崿F(xiàn)異物的除去。若開(kāi)放設(shè)于容器Ilc的上部的排氣閥11a，則液體制冷劑產(chǎn)生的與從制冷劑流入 管Iid的流入相關(guān)的壓力將空氣1 從排氣管lib推出到外部空間，進(jìn)行空氣排出(空氣 清除)。若空氣1 全部被推出，則液體制冷劑也被推出，所以，關(guān)閉排氣閥11a。如以上那 樣，將殘留在制冷劑回路中的空氣排出。圖7為表示使用了空氣分離 除去裝置11的空氣調(diào)節(jié)裝置的圖。在這里，作為冷 凍循環(huán)裝置的典型例說(shuō)明空氣調(diào)節(jié)裝置。圖7的空氣調(diào)節(jié)裝置具有室外機(jī)200a和室內(nèi)機(jī) 200b。室外機(jī)200a具有壓縮機(jī)201、流路切換閥202、室外側(cè)熱交換器203、節(jié)流裝置204、空 氣分離 除去裝置11。另一方面，在室內(nèi)機(jī)200b中具有室內(nèi)側(cè)熱交換器205。壓縮機(jī)201、 節(jié)流裝置204分別進(jìn)行與上述壓縮機(jī)1、節(jié)流裝置4同樣的動(dòng)作。流路切換閥202根據(jù)制冷 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切換制冷劑回路內(nèi)的制冷劑的流動(dòng)。室外側(cè)熱交換器203在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為實(shí)施方式1中的冷凝器2起作用，在采暖 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為蒸發(fā)器5起作用，進(jìn)行空氣與制冷劑的熱交換。另外，室內(nèi)側(cè)熱交換器205與室 外側(cè)熱交換器203相反，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為蒸發(fā)器5起作用，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為冷凝器2起 作用，進(jìn)行室內(nèi)空氣與制冷劑的熱交換。另外，在這里雖然未特別用圖表示，但實(shí)際上設(shè)置 了用于控制各裝置的動(dòng)作的控制裝置。另外，也可在室外側(cè)熱交換器203、室內(nèi)側(cè)熱交換器 205中設(shè)置用于高效地進(jìn)行與制冷劑的熱交換的風(fēng)扇。另外，在該空氣調(diào)節(jié)裝置中，作為在 制冷劑回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑，使用作為HFO(氫氟烯烴)制冷劑的一種的四氟丙烯制冷劑。下面，根據(jù)制冷劑說(shuō)明本實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)裝置的動(dòng)作。沿著圖7所示的制冷 劑回路的箭頭，表示制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑的流動(dòng)。首先說(shuō)明制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑的流動(dòng)。由 壓縮機(jī)201壓縮、加壓后排出的高溫高壓氣體制冷劑，通過(guò)流路切換閥202，被送入到室外 側(cè)熱交換器203。送入到了室外側(cè)熱交換器203的制冷劑在與空氣之間進(jìn)行熱交換，將熱 放出到空氣中而液化。液化了的制冷劑通過(guò)空氣分離 除去裝置11，流入到節(jié)流裝置204。 液化了的制冷劑通過(guò)節(jié)流裝置204而受到減壓，成為氣液二相制冷劑，并經(jīng)由配管流入到 室內(nèi)機(jī)200b、被送入到室內(nèi)側(cè)熱交換器205。流入到了室內(nèi)側(cè)熱交換器205的氣液二相制 冷劑在與室內(nèi)空氣之間進(jìn)行熱交換，從空氣吸熱而蒸發(fā)、氣化。氣化了的制冷劑再次被吸入 到壓縮機(jī)201中。另一方面，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，以使高溫高壓的制冷劑氣體流入到室內(nèi)機(jī)200b中的方式由流路切換閥202使制冷劑的流動(dòng)反轉(zhuǎn)。此時(shí)，室內(nèi)側(cè)熱交換器205作為冷凝器起作用， 室外熱交換器203作為蒸發(fā)器起作用。在這里，說(shuō)明設(shè)于圖7的空氣調(diào)節(jié)裝置的空氣分離 除去裝置11。例如，在室外機(jī) 200a中，若空氣分離·除去裝置11以外的部分處于最高的位置(成為最上部的位置)，則 在該部分也存在空氣積存、不移動(dòng)的可能性。因此，空氣分離·除去裝置11設(shè)置在室外機(jī) 200a中的最高的配管上。另外，由空氣分離 除去裝置11實(shí)施的排氣，最好在試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由制冷運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行。在 試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行排氣的原因在于，盡可能早地將空氣除去可以使得制冷劑的劣化程度較小。另外，例如在進(jìn)行采暖運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，室內(nèi)側(cè)熱交換器205成為冷凝器，在室內(nèi)側(cè)熱 交換器205中存在液體制冷劑。因此，當(dāng)室內(nèi)機(jī)200b設(shè)置在比室外機(jī)200a高的位置時(shí)，在 室內(nèi)機(jī)200b中，制冷劑與空氣分離，所以，空氣不積存在空氣分離·除去裝置11中。另一 方面，在將室外機(jī)200a設(shè)置在屋頂上等那樣的比室內(nèi)機(jī)200b高的位置的場(chǎng)合，例如通過(guò)在 節(jié)流裝置4前面的位置設(shè)置空氣分離·除去裝置11，即使在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也能夠分離空氣。 然而，從能夠不在意室外機(jī)200a、室內(nèi)機(jī)200b的設(shè)置位置地進(jìn)行這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)進(jìn)行排氣較好。圖8為表示在室內(nèi)機(jī)200b中設(shè)置空氣分離·除去裝置11的場(chǎng)合的圖。室內(nèi)機(jī) 200b設(shè)置在比室外機(jī)200a高的位置的場(chǎng)合也比較多。另外，試運(yùn)轉(zhuǎn)在冬季進(jìn)行的場(chǎng)合也 比較多。也可將這樣的場(chǎng)合考慮在內(nèi)，如圖8(a)所示那樣，在室內(nèi)機(jī)200b中設(shè)置空氣分 離·除去裝置11。另外，由于室內(nèi)側(cè)熱交換器205成為冷凝器，所以，在制冷劑返回到室外機(jī)200a的 一方的配管處設(shè)置空氣分離·除去裝置11。若室內(nèi)機(jī)200b處在比室外機(jī)200a高的位置， 則空氣分離 除去裝置11有時(shí)位于比室內(nèi)側(cè)熱交換器205更靠下側(cè)的位置。因此，也可如 圖8(b)所示，以比室內(nèi)側(cè)熱交換器205更處于上方位置的方式提升配管，在最高的位置，用 由排氣閥11a、排氣管lib構(gòu)成的空氣分離·除去裝置11將積存在配管中的空氣排出。圖 8(b)那樣的空氣分離·除去裝置11的結(jié)構(gòu)也可在室外機(jī)200a中構(gòu)成。如以上那樣，根據(jù)實(shí)施方式2的冷凍循環(huán)裝置，在制冷劑回路上設(shè)置了具有排氣 閥11a、排氣管lib的空氣分離 除去裝置11，使得能夠從制冷劑回路將例如即使進(jìn)行了抽 真空也殘留在制冷劑回路內(nèi)的空氣除去，所以，能夠使得成為雜質(zhì)的空氣不循環(huán)。因此，即 使具有雙鍵、化學(xué)性不穩(wěn)定的HFO制冷劑等在制冷劑回路中循環(huán)，也能夠防止HFO制冷劑和 空氣因化學(xué)反應(yīng)等而劣化等。這樣，能夠長(zhǎng)期確保冷凍循環(huán)裝置的性能，能夠進(jìn)一步確?？?靠性。由于將空氣分離·除去裝置11設(shè)置在液體制冷劑流動(dòng)的部分，所以，能夠根據(jù)液體 制冷劑與空氣的密度的不同，切實(shí)地使制冷劑與空氣分離。另外，在制冷劑回路中將空氣分 離·除去裝置11設(shè)置在最高的位置，能夠?qū)⒖諝飧咝У鼐奂诳諝夥蛛x·除去裝置11而 進(jìn)行分離。實(shí)施方式3在上述實(shí)施方式中，表示了空氣吸附裝置3、空氣分離·除去裝置11分別在制冷劑 回路(冷凍循環(huán)裝置)中各設(shè)置了 1個(gè)的例子，但設(shè)置數(shù)量并不局限于1個(gè)。特別是空氣 分離·除去裝置11也可設(shè)置在空氣積存那樣的多個(gè)部位。實(shí)施方式4
在上述實(shí)施方式中，在實(shí)施方式2中說(shuō)明了空氣調(diào)節(jié)裝置，但并不局限于此，也可 實(shí)現(xiàn)具有在實(shí)施方式1中說(shuō)明了的空氣吸附裝置3的空氣調(diào)節(jié)裝置。另外，在上述實(shí)施方式中，作為包含化學(xué)性不穩(wěn)定的物質(zhì)在內(nèi)的制冷劑，例如說(shuō)明 了包含四氟丙烯(CF3CF = CH2)制冷劑的制冷劑，但也可適用于其它的HFO制冷劑等。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了在能夠進(jìn)行制冷和采暖運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣調(diào)節(jié)裝置中的應(yīng) 用，但例如也能夠應(yīng)用到熱泵裝置等的構(gòu)成制冷劑回路的其它的冷凍循環(huán)裝置。符號(hào)的說(shuō)明1壓縮機(jī)，2冷凝器，3空氣吸附裝置，3a箱體，3b吸附材料部，3c流入管，3d流出 管，3e、3f過(guò)濾器，4節(jié)流裝置，5蒸發(fā)器，6旁通回路，7油分離器，9毛細(xì)管，10回油回路，11 空氣分離 除去裝置，Ila排氣閥，lib排氣管，Ilc容器，Ild制冷劑流入管，lie制冷劑流出 管，12a空氣，12b液體制冷劑，100制冷劑流動(dòng)方向，200a室外機(jī)，200b室內(nèi)機(jī)，201壓縮機(jī)， 202流路切換閥，203室外側(cè)熱交換器，204節(jié)流裝置，205室內(nèi)側(cè)熱交換器。
權(quán)利要求
1.一種冷凍循環(huán)裝置，其特征在于用配管連接壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹裝置、蒸發(fā)器、空 氣吸附裝置，構(gòu)成使包含氫氟烯烴制冷劑的制冷劑循環(huán)的制冷劑回路；該壓縮機(jī)對(duì)包含氫氟烯烴制冷劑的制冷劑進(jìn)行壓縮； 該冷凝器通過(guò)熱交換使上述制冷劑冷凝； 該膨脹裝置用于使被冷凝了的制冷劑減壓；該蒸發(fā)器使減壓了的上述制冷劑與空氣進(jìn)行熱交換，從而使上述制冷劑蒸發(fā)； 該空氣吸附裝置吸附氧及氮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于在上述制冷劑回路的高壓的液 體狀態(tài)的制冷劑流動(dòng)的部分設(shè)置有上述空氣吸附裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于在上述制冷劑回路的低壓的氣 體狀態(tài)的制冷劑流動(dòng)的部分設(shè)置有上述空氣吸附裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于在上述制冷劑回路的低壓的氣 體狀態(tài)的制冷劑流動(dòng)的部分設(shè)置有用于使上述制冷劑的一部分通過(guò)空氣吸附裝置的旁通 回路。
5.一種空氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于由權(quán)利要求1 4中任何一項(xiàng)所述的冷凍循環(huán)裝 置進(jìn)行對(duì)象空間的制冷和采暖。
6.一種冷凍循環(huán)裝置，連接壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹裝置、蒸發(fā)器，構(gòu)成使包含氫氟烯烴制 冷劑的制冷劑進(jìn)行循環(huán)的制冷劑回路；該壓縮機(jī)對(duì)包含氫氟烯烴制冷劑的制冷劑進(jìn)行壓縮； 該冷凝器通過(guò)熱交換使上述制冷劑冷凝； 該膨脹裝置用于使被冷凝了的制冷劑減壓；該蒸發(fā)器使減壓了的上述制冷劑與空氣熱交換，從而使上述制冷劑蒸發(fā)； 其特征在于還具有將上述空氣從上述制冷劑回路除去的空氣分離·除去裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于上述空氣分離·除去裝置設(shè)置 在液體狀態(tài)的制冷劑流動(dòng)的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于上述空氣分離·除去裝置 具有流入管、容器、排氣管、排氣閥及流出管；在上述制冷劑回路中循環(huán)的制冷劑和空氣通過(guò)該流入管而流入；該容器用于分離從該流入管流入了的制冷劑和空氣，形成有上述空氣積存的部分；該排氣管用于將積存在該容器中的空氣排出到外部；該排氣閥用于對(duì)排氣管進(jìn)行開(kāi)閉；該流出管用于使上述制冷劑向上述制冷劑回路流出。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于上述空氣分離·除去裝置在上述制冷劑回路中設(shè)在成為最高位置的部分，具有 用于將積存在上述制冷劑回路的配管中的空氣排出到外部的排氣管，和 使排氣管開(kāi)閉的排氣閥。
10.一種空氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于將構(gòu)成權(quán)利要求6 9中任何一項(xiàng)所述的冷凍循 環(huán)裝置的各裝置分開(kāi)設(shè)置在進(jìn)行空調(diào)對(duì)象空間的制冷和采暖的1個(gè)或多個(gè)室內(nèi)機(jī)，和使上述制冷劑循環(huán)、將用于進(jìn)行上述制冷和采暖的熱量供給到該室內(nèi)機(jī)的1個(gè)或多個(gè) 室外機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的空氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于在上述室外機(jī)設(shè)置有上述空 氣分離·除去裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的空氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于在上述室內(nèi)機(jī)設(shè)置有上述空 氣分離·除去裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷凍循環(huán)裝置，用配管連接壓縮機(jī)(1)、冷凝器(2)、節(jié)流裝置(4)、蒸發(fā)器(5)、空氣吸附裝置(3)，構(gòu)成使包含氫氟烯烴制冷劑的制冷劑進(jìn)行循環(huán)的制冷劑回路；該壓縮機(jī)(1)對(duì)包含氫氟烯烴制冷劑的制冷劑進(jìn)行壓縮；該冷凝器(2)通過(guò)熱交換使制冷劑冷凝；該節(jié)流裝置(4)用于使被冷凝了的制冷劑減壓；該蒸發(fā)器(5)使減壓了的制冷劑與空氣熱交換，從而使制冷劑蒸發(fā)；該空氣吸附裝置(3)吸附氧及氮。
文檔編號(hào)F25B49/02GK102077040SQ200980123838
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者七種哲二, 岡田和樹(shù), 森本裕之 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社