填充三组分混合致冷剂的设备和方法技术

本发明专利技术提供一种用于可替代Ｒ２２或Ｒ５０２的三组分混合致冷剂的填充设备和该三组分混合致冷剂的填充方法。一个高沸点致冷剂容器和一个高沸点致冷剂的计量装置和沸点比所述高沸点致冷剂低的类似共沸的混合致冷剂容器和该类似共沸的混合致冷剂计量装置连接到一个有致冷剂填充口的管路中，给定量的高沸点致冷剂和给定量的低沸点类似共沸的混合致冷剂以该顺序计量并填充到热泵设备中。（*该技术在2016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用于填充可用于代替R22或R502的三组分混合致冷剂的设备和一种用于装填三组分混合致冷剂的方法。现有的用于空调、冰箱和冷冻机的热泵设备包括一个压缩机、一个冷凝器、一个节流装置如一个毛细管和一个膨胀阀，和一个蒸发器，它们经管道连接并通过工作流体在其中循环完成冷却作用。在这些热泵设备中，一般使用称为含氯氟烃如R22和R502的由甲烷或乙烷衍生的卤代烃作为工作流体。在这些卤代烃中，R22(氯二氟甲烷；沸点-40.8℃)被广泛地用作空调和冷冻机的工作流体，R502(由氯二氟甲烷R22和氯五氟乙烷R115组成的共沸混合致冷剂；沸点-45.3℃)用作冷冻机和冰箱的工作流体。由于共沸混合致冷剂在汽相和液相两相中有近似相同的组成，R502被作为好象是一种单一致冷剂对待。然而，最近由含氯氟烃引起的同温层中的臭氧层的破坏成为一个全球性的环境问题，而且由于含氯氟烃能破坏同温层中的臭氧，所以蒙特利尔条约草案规定控制含氯氟烃的使用和生产，并且有在将来禁止使用和生产含氯氟烃的趋势。为了基本上不影响同温层中的臭氧层，必需在氟化烃的分子结构中不含有氯，而且已经提出了不含氯的氟化烃。不含氯的氟化烃包括例如，二氟甲烷(CH2F2，R32；沸点-52℃)、五氟乙烷(CF3-CHF2，R125；沸点-48℃)、1，1，1-三氟乙烷(CF3-CH3，R143a；沸点-48℃)、1，1，1，2-四氟乙烷(CF3-CH2F，R143a；沸点-27℃)，和1，1-二氟乙烷(CHF2-CH3，R152a；沸点-25℃)。R32、R125和R143a有比R22更低的沸点，并在热泵设备中有非常高的冷凝压力。从而，它们中的每一种难以自身用作R22的取代物。R134a和R152a有比R22更高的沸点，因而减小了热泵设备的冷冻能力。从而它们中的每一种也难以自身用作R22的取代物。另外，R32、R143a和R152a有易燃的缺点。这样，已提出了例如由R32/R125/R134a组成的三组分混合致冷剂作为R22的替代致冷剂，并且已提出由R125/R143a/R34a组成的三组分混合致冷剂作为R502的替代致冷剂。然而，上述三组分混合致冷剂都是非共沸的混合致冷剂，而且它们的沸点和露点互不相同。另外，低沸点组分易于在汽相中被浓缩，并且高沸占组分易于在液相被浓缩。这样，在将它们填充到热泵设备中时必须小心，而且一般来说，它们以液态形式装填。虽然它们为混合态时是不可燃的，但是偶然将过量的汽态R32和R143a装入热泵设备中会引起设备的安全问题，特别是因为混合致冷剂中的R32和R143a是可燃的。另外，适于R22的设备和适于R502的设备是在一个制造过程中同时制造的，并且由于R22和R502沸点互不相同，希望在制造它们的同时改变三组分混合致冷剂中它们的组成，且为此目的，需要装填致冷剂的单独的设备。JP-B-6-914(US4,978,467)公开了二氟甲烷(R32)和五氟乙烷(R125)的混合物形成共沸物状的混合致冷剂，US5,211,867和JP-A-281272公开了五氟乙烷(R125)和1，1，1-三氟乙烷(R143a)的混合物形成共沸物状的混合致冷剂。本专利技术的目的是提供一种用于在热泵设备中填充三组分致冷剂的设备和方法。按照本专利技术，填充给定量的高沸点致冷剂，然后填充给定量的比高沸点致冷剂的沸点低的共沸物状的混合致冷剂。以该顺序填充这些致冷剂，计量经过一个有致冷剂填充入口的管道的这些致冷剂，一个用于高沸点致冷剂的容器和计量装置以及一个用于共沸物状的混合致冷剂的容器和计量装置连接到所述管道上。R134a用作高沸点致冷剂，含有60％(wt)以下的R32的R32/R125混合致冷剂或者含60％(wt)以下的R143a的R125/R143a混合致冷剂用作低沸点共沸物状混合致冷剂。附图简述附图说明图1是按照本专利技术的用于填充三组分混合致冷剂的设备的示意图。图2是表示由R134a和R32/R125混合致冷剂三组分组成的工作流体在恒温和恒压下的平衡状态的三角坐标图。图3是表示由R134a和R125/R143a混合致冷剂三组分组成的工作流体在恒温和恒压下的平衡状态的三角坐标图。在本专利技术中，在填充来自高沸点致冷剂容器的经过计量的高沸点致冷剂后，填充来自共沸物状的混合致冷剂容器的共沸物状的混合致冷剂，该混合致冷剂有几乎相同的沸点和露点水平并在汽相和液相中有几乎相同的组成，从而可以将它当作一种单一致冷剂来对待。无论以液态或汽态填充，在热泵设备中并不以比所希望的组成更大的量填充易燃组分。另外，本专利技术使通过以视需要而设定的填充比填充共沸物状的混合致冷剂和高沸点致冷剂来调节冷冻能力成为可能。按照本专利技术，1，1，1，2-四氟乙烷(R134a)用作高沸点致冷剂，且使用二氟甲烷(R32)/五氟乙烷(R125)混合致冷剂或R125/三氟乙烷(R143a)混合致冷剂作为低沸点共沸物状的混合致冷剂，该混合致冷剂含有60％(wt)以下的R32或R143a，R32和R143a都是易燃的。R32/R125或R125/R143a的混合物形成共沸物状的混合致冷剂，而且易燃的R32或R143a并不以比所希望的更大的量填充到热泵设备中，另外，有比R22低的沸点的计量量的R32/R125混合致冷剂或R125/R143a混合致冷剂可以与有比R22高的沸点的计量量的R134a混合，所述混合比例在特定的组成范围内任选地调节。从而，本专利技术使得只用一个填充设备产生蒸汽压类似于R22的适用于空调和冰箱的替代的致冷剂和蒸汽压类似于R502的适用于冷冻机和冰箱的替代的致冷剂成为可能。按照本专利技术的用于将参照图1所示的实例阐明。图1中，10表示本专利技术的填充致冷剂的设备，11表示一个高沸点致冷剂容器，12表示一个高沸点致冷剂的计量装置，13表示一个共沸物状的混合致冷剂容器和14表示一个共沸物状的混合致冷剂的计量装置，而且由两种沸点低于高沸点致冷容器11中的致冷剂的组分组成的共沸物状的混合致冷剂被容纳在共沸物状的混合致冷剂容器13中。这些装置、用于抽真空的装置15和开关阀连到有致冷剂填充入口16的管道17上。在热泵设备20中，压缩机21、四通阀22、冷凝器23、节流装置24如毛细管或膨胀阀和蒸发器25经管道连接，并且在压缩机21中装有一种油如适合于不含氯的氟化烃的酯油。对于只进行致冷作用的设备如冷冻机和冰箱不必有四通阀22。按下列方式将三组分混合致冷剂填充入该热泵设备20中。即，依次计量来自高沸点致冷剂容器11和共沸物状的混合致冷剂容器13的给定量的高沸点致冷剂和给定量的低沸点共沸物状的混合致冷剂，它们填充入热泵设备20中，该设备中由装置15从致冷剂注入口26经过连接致冷剂填充设备10的致冷剂填充口16的管27抽真空，所述致冷剂注入口26设置在一个低压管上如在热泵设备20的蒸发器25和压缩机21(抽吸口)之间的低压管上。在这种情况下，高沸点致冷剂首先被填充并且被溶解到压缩机21中的油中。从而，可以在不引起热泵设备中的压力大幅度增加的情况下填充低沸点共沸物状的混合致冷剂，并且如果在热泵设备20操作时填充共沸物状的混合致冷剂，热泵设备20的低压管中的压力会降低，而且致冷剂可以更容易被填充。从而，在填充来自高沸点致冷剂容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于填充三组分混合致冷剂的设备，包括一个管路，一个在该管路上形成的致冷剂填充口，和一个用于高沸点致冷剂的容器和用于沸点比所述高沸点致冷剂低的类似共沸的混合致冷剂的容器，这些容器经计量装置连接到所述管路上，给定量的高沸点致冷剂和给定量的类似共沸的混合致冷剂以该顺序计量后填充入一热泵设备中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉田雄二，船仓正三，松尾光晴，田头实，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]