制冷空调机及求制冷空调机的制冷剂组成的方法技术

一种制冷空调机，可检测由３种以上的制冷剂构成的非共沸混合制冷剂的循环组成，所需传感器个数少，检测的循环组成误差小，至少包括压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器，把由Ｎ（Ｎ≥３）种制冷剂构成的非共沸混合制冷剂作为工作媒体使用；同时设置检测出制冷剂的循环组成的检测装置，制冷循环使用非共沸混合制冷剂的第１成分与第ｊ（２≤ｊ≤Ｎ－１）成分之间的（Ｎ－２）个组成关系式，确定循环组成。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用非共沸混合制冷剂的制冷空调机，特别是，涉及高精度地检测出在使用由3种以上制冷剂混合构成的非共沸混合制冷剂的制冷循环系统内循环的制冷剂组成，可靠性高地、并且，效率高地进行运转的制冷空调机。首先，说明在使用非共沸混合制冷剂的制冷空调机的循环系统内进行循环的制冷剂组成的特征。附图说明图15为表示把2种制冷剂混合起来的非共沸混合制冷剂的特性的气液平衡图，纵轴表示温度，横轴表示循环组成(低沸点成分的组成比)，参数为压力。如图15所示，在非共沸2种混合制冷剂中，通过压力确定饱和蒸气线、饱和液线。从饱和蒸气线起，其上侧表示过热蒸气状态；从饱和液线起，其下侧表示过冷状态；由饱和蒸气线及饱和液线包围起来的区域表示气液2相状态。Z表示制冷循环系统内的循环组成，点1表示压缩机出口部，点2表示冷凝器出口部，点3表示蒸发器入口部，点4表示压缩机入口部。一般，在使用非共沸混合制冷剂的制冷循环中，在循环系统内进行循环的制冷剂组成与在循环中所填充的制冷剂组成不一定一致。这是因为在以图15的A点表示的制冷循环的气液2相部内，液组成成为比循环组成Z小的X，蒸气组成成为比循环组成大的Y。特别是，在蒸发器出口与压缩机入口之间的配管上设置了储液器的循环中，当液体制冷剂在该储液器中储存时，与填充组成相比，循环组成表示出低沸点成分增加的倾向。这是因为与填充组成相比，低沸点成分的液体制冷剂在储液器中储存得较少(高沸点成分储存得较多)。还有，在制冷循环系统内的制冷剂漏泄到外部的情况下，循环系统内的循环组成也发生变化。例如，当在图15的A点表示的气液2相部内发生液体制冷剂漏泄时，成为比循环组成小的组成X的制冷剂漏泄，表示出循环组成具有变大的倾向。另一方面，当在气液2相部中蒸气制冷剂漏泄时，因比循环组成大的组成Y的制冷剂漏泄，表示出循环组成具有变小的倾向。这样，在使用非共沸混合制冷剂的循环中，在循环系统内进行循环的制冷剂组成，通过循环的运转状况及制冷剂漏泄等发生显著变化。从图15可以清楚地知道，当循环系统内的循环组成发生变化时，制冷剂的压力与饱和温度的关系发生变化，同时，冷却能力大幅度地发生变化。因而，为了使循环稳定地进行，并且，还能够发挥给定的能力，必须正确地检测出循环系统内的循环组成，根据循环组成，最佳地控制压缩机的转速及减压装置的开度等。图16示出使用例如在特公平5-24417号公报中示出的现有的非共沸混合制冷剂的制冷空调机的构成。图中，1为压缩机，2为冷凝器，33为储存罐，3为减压装置，4为蒸发器，用配管把它们顺序地连接起来构成制冷循环，作为制冷剂使用由高沸点成分及低沸点成分构成的非共沸2种混合制冷剂。还有，在冷凝器2出口的储存罐33中，设置温度检测器34及压力检测器35，把它们的信号输入到组成运算器10中。在上述那样构成的现有的使用非共沸混合制冷剂的制冷空调机中，在压缩机1中压缩了的高温高压非共沸混合制冷剂的蒸气在冷凝器2中冷凝液化，流入储存罐33中。该液体制冷剂通过减压装置3变成低温低压的气液2相制冷剂，流入蒸发器4中。蒸发后，再次返回压缩机1。在组成运算器10内，利用通过温度检测器34及压力检测器35检测的流入储存罐33中液体制冷剂的温度及压力信息，检测出在循环系统内的循环组成。即，根据所填充的非共沸2种混合制冷剂的种类及通过压力检测器35检测的压力pH，可以得到图17所示那样的气液平衡图。如果假定储存罐33内的制冷剂状态为饱和液的话，则如图17那样，根据通过温度检测器34检测的温度TH与饱和液线的交点，能够检测出循环系统内的循环组成Z。如果扩展这种循环组成检测原理的话，则在非共沸2种混合制冷剂的情况下，如果已知制冷剂的干燥度X(=制冷剂蒸气质量流量/制冷剂总质量流量)、该干燥度X的制冷剂温度及压力，就能够检测出循环组成。即，在非共沸2种混合制冷剂中，在压力p恒定的条件下，也包括干燥度X=1的饱和蒸气线及干燥度X=0的饱和液线，在干燥度X上的制冷剂的温度与循环组成Z之间存在着在表示现有的2种混合制冷剂的循环组成检测原理的图18中用一点划线表示的那样的关系。因而，在使用这种关系时，如果已知包括饱和蒸气及饱和液的气液2相状态的制冷剂的压力、温度、干燥度，就能够检测出循环系统内的循环组成。然而，该方法虽然能够应用于把2种制冷剂混合起来的2种混合制冷剂上，但是，不能应用于把3种以上的制冷剂混合起来的混合制冷剂上。在2种混合制冷剂的情况下，如果已知第1成分的组成Z1，则第2成分的组成Z2可以作为(1-Z1)确定；与此相反，在3种混合制冷剂的情况下，即使只已知第1成分的组成Z1，第2成分的组成Z2与第3成分的组成Z3的组合也有无限多种，因此，不能确定全部的组成。以图19中所示的3种混合制冷剂的气液平衡图为基础，对这一点加以说明。图19为在压力p恒定及温度T恒定的条件下，3种混合制冷剂的气液平衡图，横轴表示第1成分的组成Z1，纵轴表示第2成分的组成Z2。图中，2条实线表示饱和蒸气线及饱和液线；从饱和蒸气线起，其上侧表示过蒸气状态；从饱和液线起，其下侧表示过冷状态；由饱和蒸气线及饱和液线包围起来的区域表示气液2相状态。图中，一点划线表示在气液2相状态下干燥度X恒定的状态。正如从图19也可以弄清楚地那样，在3种混合制冷剂的情况下对循环组成进行确定时，即使已知气液2相状态的制冷剂压力p、温度T、干燥度X，也只能知道循环组成存在于图19中的一点划线上，即，不能确定循环组成的第1成分、第2成分的组成。再者，在3种混合制冷剂的情况下，如果已知第1成分的组成Z1及第2成分的组成Z2，则其余的第3成分的组成Z3根据(1-Z1-Z2)唯一地确定。作为这种非共沸3种混合制冷剂的现有的循环组成检测法，例如有在特开平8-261576公报中公开了的方法。图20为使用了这种现有的非共沸3种混合制冷剂的制冷空调机的构成图，图中，1为压缩机，2为冷凝器，3为减压装置，4为蒸发器，5为储液器，用配管把它们顺次连接起来构成制冷循环，作为制冷剂使用由沸点不同的3种制冷剂构成的非共沸3种混合制冷剂。还有，41为冷凝器2出口与储液器5之间的旁通配管，在该配管途中设有毛细管42。进而，在压缩机1的吸入配管中，设置温度检测器43及压力检测器46，还有，在旁通配管41的毛细管42的前后，设有温度检测器44、45。把这3个温度检测器43、44、45及压力检测器46的信号输入到组成运算器10中。对上述那样构成的现有的使用非共沸混合制冷剂的制冷空调机的循环组成检测原理，加以说明。储液器5内为在压力p1上的饱和状态，在其上部，存在着组成y1/y2/y3的3种混合制冷剂的饱和蒸气；在其下部，存在着组成x1/x2/x3的饱和液。这时，循环系统内的循环组成与y1/y2/y3相同，根据3个温度检测器43、44、45及1个压力检测器46的信号计算该循环组成。首先从温度检测器43及压力检测器46检测出储液器5内的温度T1及压力P1。可知该温度T1、压力P1的饱和蒸气组成存在于3种混合制冷剂气液平衡图(图21)中用实线表示的饱和蒸气线上，循环组成也存在于该饱和蒸气线上。其次，从温度检测器44、45检测出旁通配管41的毛细管42入口温度T2及出口温度T3。因为在毛细管部进行等焓变化，所以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制冷空调机，它至少包括：压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器，使包含３种以上的非共沸混合制冷剂的制冷剂循环，其特征在于： 具有组成检测装置，检测出制冷剂的温度及压力，得到１个或多个非共沸混合制冷剂的成分组成间的关系；同时，利用预先设定的非共沸混合制冷剂的成分组成间的关系，确定在所述制冷循环中循环的制冷剂的循环组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：隅田嘉裕，冈崎多佳志，森本修，河西智彦，上野嘉夫，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]