空调器、户外单元和制冷单元制造技术

所公开的使用制冷循环的空调器、户外单元和制冷装置能够减少能耗、高度有效而且可靠、并能被商业可供电源驱动。具有一个电机和一个制冷循环的空调器包括一个被电机驱动的压缩机、一个户外热交换器和一个室内热交换器。电机位在一个封闭容器内的电机室内，致冷剂在制冷循环中流动通过电机室，其中电机有一个转子的芯部，其内嵌有笼型导线和被磁化成两极状态的永久磁铁，所说电机能被商业上可供电源驱动。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用蒸汽压缩制冷循环的空调器、户外单元和制冷单元。具体点说，最好是那些能使装在压缩机内的电机被商业上可供电源驱动的、并能在从低值产品到高值产品的广阔范围内发展其共性、容易进行拓展品种(kind expansion)的产品。作为采用蒸汽压缩制冷循环而在空调器、户外单元和制冷单元中使用的致冷剂压缩机，基本上以恒定速率被驱动的恒速型压缩机和转速被控制的反相型压缩机都曾被采用，还有引入笼型导线(绕组)的感应电机通常被采用，因为它们能容易地被具有商用频率等等的交流电压驱动。另外，已经知道从高效率的观点来看，转子由提供永久磁铁为转子芯部而构成的和转子由在转子芯部上设有三相绕组而构成的直流电机常被采用，这在JP-A-5-211796中已被披露。另外，作为工业用的电机，从需要节约能源的观点来看，曾经有人建议可采用嵌入磁铁的同步电机，这种电机能被商业上可供的电力驱动，这曾在Hirano等所著“超级节能电机及其应用”一文中披露过，该文发表在Yasukawa技术简报1998年的62卷第4期上，总卷号为241。在上述现有技术中，JP-A-5-211796所披露的电机从高效率的观点看是有利的，但为了起动电机，必需采用频率可变的反相器作为电源。这样电源电路或类似物就会变得复杂，而在具有制冷循环的系统中，在某些用途上它会变得过分复杂，以致费用昂贵。另外，为了在使用制冷循环的空调器、户外单元和制冷单元中采用上述现有技术的嵌入磁铁的同步电机，应该考虑到制冷循环所需的致冷剂的排放体积和制冷循环相对于电机转速的效率。另外，还必须防止压缩机的压缩室体积、压缩机的总体尺寸和装有压缩机的户外单元的尺寸变大。另外，在起动制冷循环时，如果在压缩机的抽吸侧和排放侧之间有大的压力差，那么即使采用嵌入磁铁的同步电机，也有可能不能起动，或者该电机会变得不够可靠。另外，在制冷循环稳步运行时，即在同步状态下运行时如果发生超载，那么在嵌入磁铁的同步电机内的转子会大大地失速或者电机绕组的温度会升高。在最坏的情况下，绕组的材料将被变质或者绕组的绝缘将被破坏，致使装置的可靠性显著降低。另外，需要尽可能地减少在嵌入磁铁的同步电机内的永久磁铁对循环通过制冷循环的致冷剂和润滑油变质的影响。本专利技术的一个目的是要提供一种使用冷却循环的空调器、户外单元和制冷单元，它能节约能耗有高的效率，并能被商业上可供的电源驱动、高度可靠。本专利技术的另一个目的是要减少压缩机内压缩室的体积、压缩机的总体尺寸、和其内装有压缩机的户外单元和制冷单元(包括空调器的尺寸)，即使在它们具有高效率的情况下。应该注意到本专利技术是要完成上述课题和目的中的至少一个。为了完成上述课题，按照本专利技术所提供的具有制冷循环的空调器包括一个被电机驱动的压缩机、一个户外的热交换器和一个室内的热交换器，电机被设置在封闭容器内的电机室内，致冷剂气体流动通过电机室，电机包括设在转子芯部上的笼型导线和被磁化成两极状态的永久磁铁，使该电机用作同步电机并被商业上可供的电源驱动。采用这种配置，制冷循环可被商业上可供的电机运行，因此，空调器能被简化成为一个具有制冷循环的系统，并能在广阔范围内用于各种用途。另外，嵌入在转子内的永久磁铁被磁化成两极状态，因此，即使商业上可供电源只有50或60Hz的低频率，制冷循环的稳定状态的运行也能以较高的速率(3000转/分、3600转/分)完成。另外，压缩机、户外单元、制冷单元及类似物能被紧凑地制成小尺寸，这些对提高制冷循环的效率和减少噪声都有好处。特别是由于下列这些事实的组合，制冷循环的效率还能进一步提高在以稳定状态运行的情况下，电机同步运转，抵制滑动的电力不再需要；即使由于外界空气温度的变化致使载荷增加，压缩机的速率亦不变化；因此压缩机的效率不会下降，即使在制冷循环中载荷有变化，制冷循环本身仍能保持稳定。另外，一种压缩机构部件通常能与变速型空调器和类似物一起使用，其中用到反相器，使扩宽品种能够容易进行而不太花费地完成。另外，在起动时，大量致冷剂液被返回到压缩机内使润滑油的粘度降低，致使在起动加热操作时空调器的升温变坏。但因为致冷剂气体被导引通过电机室，并且电机在被商业上可供的电源起动后，开始是在异步状态下被驱动，一直到转为同步状态，所产生的热将致冷剂和润滑油加热，因此能防止压缩机内的轴承被损坏而可提高加热能力。另外，按照本专利技术所提供的具有制冷循环的空调器包括一个被电机驱动的压缩机、一个户外的热交换器和一个室内的热交换器，用来驱动压缩机的电机将感应电机和同步电机组合在一起，具有导线的感应电机适宜在制冷循环内加热致冷剂或润滑油，而在加热操作中，电机作为感应电机被操作来起动制冷循环，此后电机作为同步电机被操作。采用这种配置，至少在加热操作中，制冷循环可被用作感应电机的电机起动，而由电机产生的热可将致冷剂和润滑油加热，防止润滑油的粘度降低，从而能防止压缩机内的轴承被损坏而可提高加热能力。尽管这样，此后电机又可转入同步状态，在该状态下压缩机的速率不会改变，因此即使由于外界空气温度的变化致使载荷增大，也能防止压缩机的效率下降。另外，在上述空调器中，最好设有一条电路来旁通压缩机的排放侧和抽吸侧，及一个用来开启和关闭这条电路的关闭阀，以便在关闭阀被开启后再起动制冷循环。另外，在上述空调器中，最好设有一条电路来旁通压缩机的排放侧和抽吸侧，一个用来开启和关闭这条电路的关闭阀，及一个排放压力的检测装置。在制冷循环的操作中，当检测到排放压力超过一个规定值时，该检测装置便会开启关闭阀。另外，在上述空调器中，最好设有一个位于户外热交换器和室内热交换器之间的液体接收器，一根用来将致冷剂引入到液体接收器内的致冷剂引入和发送管，一根考虑到致冷剂的流动方向而设置的将液体接收器内的气体致冷剂旁通到下游侧的旁通管，和一个装在旁通管中的关闭阀，在制冷循环的操作中，当压缩机的排放压力超过一个规定值时，该关闭阀便会开启。另外，在上述空调器中，最好采用涡卷压缩机作为上面提到的压缩机，因为沿轨道运行的涡卷件和类似的旋转构件的惯性力小，因此容易起动，即使施加在制冷循环上的载荷有变化，制冷循环本身也能保持稳定并减少噪声。另外，在上述空调器中，最好将永久磁铁的外表面包覆起来，以免致冷剂和润滑油变质。另外，按照本专利技术所提供的具有制冷循环的空调器包括多个被电机驱动的压缩机，一个户外的热交换器和一个室内的热交换器。在这多个压缩机中，有一个能力(capacity)控制型的速率可变的压缩机和一个速率恒定的压缩机，在驱动后者的电机的转子的芯部上设有笼型导线和被磁化成两极状态的永久磁铁，而在恒定速率的压缩机的排放侧设有一个止回阀。采用这种配置，由于速率恒定的压缩机在排放侧的压力和抽吸侧的压力之间的压力差被减小，即使在速率可变压缩机的运行期间，也能容易地使速率恒定的压缩机被商业上可供电力起动。并且即使当能力被大大增加，能力变化的范围也能被增大而可不需相应地增加反相器的电源，并且能够作出精细的控制。另外，按照本专利技术所提供的户外单元具有一个由电机驱动的压缩机和一个户外的热交换器，该电机被容纳在一个封闭容器内的电机室内，其中压缩机为涡卷压缩机，而电机具有设在转子芯部上的笼型导线和被磁化成两极状态的永久磁铁。另外，按照本专利技术提供的制冷单元具有一个被电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有一个电机和一个制冷循环的空调器，包括：一个被所说电机驱动的压缩机、一个户外热交换器和一个室内热交换器，所说电机位于一个封闭容器内的电机室内，并且在制冷循环中的致冷剂气体流动通过电机室，其特征为，所说电机具有一个转子的芯部，其内嵌有笼型的导线和磁化成两极状态的永久磁铁，使所说电机能用作同步电机，并且由商业上可供的电源驱动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坪江宏明，中山进，猿田彰，浦田和干，
申请(专利权)人：日立空调系统株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]