采用非共沸混合致冷剂的空调器制造技术

一种热泵式空调器，包括含有内、外换热器、压缩机、四通阀及膨胀机构的致冷循环系统，使用非共沸混合致冷剂作工作介质。各内、外换热器的致冷通路按液相致冷剂比例分成第一组和第二组致冷管道。至少一部分第一组致冷管道设置在向风侧，其传热管的流动管道小于相应第二组致冷管道的截面面积。外换热器第一组传热管数目与外换热器传热管总数之比大于内换热器第一组传热管数目与内换热器传热管总数之比。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及使用对大地环境影响较小的不含氯的致冷剂作工作介质的空调器，特别涉及使用由不少于两种不含氯的致冷剂混合物组成的工作介质的热泵式空调器。在热泵式空调器中，在冷却过程中，用内换热器作蒸发器，用外换热器作冷凝器，而在加热过程中，用内换热器作冷凝器，用外换热器作蒸发器。关于内、外换热器，已使用的有，例如在已审查的日本特许公开No4-45753中公开的十字形片管式换热器，其中按预定间隔设置若干并排联结的散热片，及多个垂直伸展直至这些散热片的传热管，这些传热管交错排列成为一整体。关于传热管，已广泛使用如未审查的日本特许公开No4-260792中公开的在内表面形成了凹槽的传热管。当替换常规致冷剂HCFC22(氢氯氟碳22的简写)时，在常规空调器中使用一种由不少于两种无氯的致冷剂混合物组成的非共沸致冷剂，在获得相同的平均蒸发温度的工作条件下，低沸点致冷介质成分首先在蒸发器内蒸发。因而，致冷剂蒸发温度在蒸发器的进口变得最低。这就引来一个问题，在加热过程中，在外换热器的进口部易于局部积霜，以致降低加热能力。本专利技术之目的在于提供一种热泵式空调器，即使使用由两种以上的致冷剂混合物组成的非共沸致冷剂取代HCFC22，当外界空气温度低时，加热能力也不降低。根据本专利技术，提供一种热泵式空调器，它包括内换热器、外换热器、压缩机、四通阀及膨胀机构一套致冷循环系统，其中由不少于两种致冷剂组成的非共沸致冷剂被用作工作介质;其中各内、外换热器中的致冷通路被分成位于液相致冷剂比例大的区域的第一组致冷管道及位于液相致冷剂比例小的区域的第二组致冷管道;各内、外换热器的至少部分第一组致冷管道位于向风的一侧;各内、外换热器的第一组致冷管道的传热管其流动管道截面面积小于相应的第二组致冷管道截面面积;以及外换热器的第一组致冷管道的传热管数目对外换热器的传热管总数之比大于内换热器的第一组致冷管道的传热管数目对内换热器的传热管总数之比。例如，各内、外换热的第一组致冷管道的传热管的流动管道的截面面积是相应的第二组致冷管道传热管截面面积的1/2左右。外换热器第一组致冷管道的传热管数目与外换热器传热管总数之比最好为20～50%。内换热器第一组致冷管道的传热管数目与内换热器传热管总数之比最好是10～30%。外换热器第二组致冷管道具有两路致冷回路，它们在半路上从向风侧或背风侧变为背风侧或向风侧。在各内、外换热器至少部分第一组致冷管道的各传热管内可设置涡流加速件。在加热过程中，在作为蒸发器的外换热器中，该换热器的进口部的蒸发压力随位于向风侧第一致冷管道所产生的压力下降而增高，因而该管内的温度变高，由于空气和致冷剂间的温差所致的积霜量可保持在低水平。再有，在作为冷凝器的内换热器中，在位于向风侧的第一致冷管道处达到了大的质量流速(单位时间内流经单位面积的质量)因而大大改善了低干燥区和次冷区管内的热传导率，所以，大大改善了热泵式空调器(使用非共沸混合致冷剂)在外界空气温度低时的加热能力。下面结合附图仅以举例方式说明本专利技术的实施例。在图中附图说明图1是热泵式空调器致冷循环示意图;图2是致冷循环的TS图;图3是用于本专利技术热泵式空调器的外换热器的侧视图;图4是用于本专利技术热泵式空调器的内换热器的侧视图;图5是表示单一致冷剂的冷凝热传导率与非共沸混合致冷剂的冷凝热传导率相比较测试结果的曲线图;图6是表示单一致冷剂的蒸发热传导率与非共沸混合致冷剂的蒸发热传导率相比较测试结果的曲线图;图7a和7b是表示确定在加热过程中第一致冷管道传热管数目与外换热器传热管总数之比同换热量间的关系以及该比值同管内最低致冷剂温度间的关系测试结果的曲线图;图8是表示确定在加热过程中第一致冷管道传热管道数目与外换热器传热管总数之比同换热量间的关系，当最低致冷剂温度保持在-2.5℃时测试结果的曲线图;图9a和9b是表示确定在致冷过程中第一致冷管道传热管数目与内换热器传热管总数之比同换热量间的关系以及该比值与致冷剂压力损失(压降)间的关系测试结果的曲线圈;图10a和10b是表示确定致冷过程中第一致冷管道传热管数目与内换热器传热管总数之比同换热量间的关系以及在致冷过程中第一致冷管道传热管数目与外换热器传热管总数间的关系测试结果的曲线圈;以及图11是用于本专利技术的热泵式空调器的改型外换热器的侧视图。现在参照图1～图11描述本专利技术空调器的优选实施例。如图1所示，本专利技术的空调器的致冷循环系统包括一台致冷剂压缩机1、一个四通阀2、一个外换热器3、减压阀4以及一个内换热器5，通过致冷管将这些部件连成一体，因而致冷剂可在这些部件内流通。该致冷剂压缩机1，例如，可用安在机壳内的可调电动机1a(例如直流无刷电动机)驱动。在加热过程中，致冷气体沿虚线箭头19所指方向流动。具体地说，从压缩机1压出的高温高压致冷气体，经四通阀2送进作为冷凝器的内换热器5，靠内部电扇7吹来的空气冷却变为高压低温致冷剂。该致冷剂在减压4绝热膨胀，转变为低压低温致冷剂。该致冷剂再流到作为蒸发器的外换热器3，与从外电扇6吹来的空气进行热交换，被蒸发，然后经四通阀2返回到压缩机1，由该压缩机再压缩，然后进行如上所述的循环。以此方式加热的空气在室内辐射，使室内变热。反之，在冷却过程中，致冷气体沿实线箭头18所指方向流动。具体地说，从压缩机1压出的高温高压致冷气体经四通阀2送进作为冷凝器的外换热器3，由从外电扇6吹来的空气冷却，转变为高压低温冷却介质。该致冷剂经减压阀4被绝热膨胀转变为低温低压致冷剂。该致冷剂再流入作为蒸发器的内换热器5，与从内电扇7吹来的空气进行热交换，被蒸发，然后经四通阀2返回压缩机1，由该压缩机再次压缩，然后做如上所述的循环。以此方式冷却的空气在室内辐射，使室内变冷。在热泵式空调器中，根据工作模式是加热过程还是冷却过程来转换致冷剂在各内、外换热器内部的流动方向，内、外换热器交替地分别作为蒸发器和冷凝器。现在参照图3描述外换热器的结构。按预定间隔排列若干交错的传热片8，在每个传热片8内形成容纳传热管的一排沿其轴方向布置的圆孔，在两排圆孔之间设置中央分开的狭缝80。传热管插入圆孔内，并垂直地焊接在传热片8上。致冷剂在传热管内流动。标号10代表连接传热管的弯头，标号11代表T形分流管。第一组致冷管道通过T形分流管与第二组致冷管道连接。箭头20指示空气流经换热器3的方向。T形分流管11包括干管11a和支管11b，流入干管11a的致冷剂被支管11b分成两路。与干管11a连接的一部分第一组致冷管道3a位于向风侧。构成致冷管道3a的传热管的截面面积是构成第二组致冷管道3b的传热管截面面积的一半(1/2)。在图中，虽然显出第一组致冷管道3a与第二组致冷管道具有相同的截面面积，那仅仅是为了图示清楚，实际上，两组管道的截面面积是不同的。对这种布局而言，第一组致冷管道3a的流动阻力大于第二组致冷管道3b的流阻，靠调节内换热器第一组致冷管道3a传热管所占比例来增加致冷剂的流动阻力，可增高该换热器进口部的蒸发温度。这样便可抑制积霜现象。考虑到通过靠增加压力损失来增高蒸发温度，并靠增高蒸发温度而降低换热量来抑制积霜现象的效果，最好将构成第一致冷管道3a的设置在向风侧的传热管的占有率设定在40%左右。构成第二组致冷管3b的两路致冷回路被呈X形式设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵式空调器，包括一套含有一个内换热器、一个外换热器、一台压缩机、一个四通阀以及一个膨胀机构的致冷循环系统，其中使用由不少于两种致冷剂组成的非共沸混合致冷剂作为工作介质；其中的各个所说的内、外换热器中的致冷通路被分成设置在液相致冷剂 比例大的区域的第一组致冷管道及设置在液相致冷剂比例小的区域的第二组致冷管道；至少各所说的内、外换热器的一部分第一组致冷管道被设置在向风侧；各所说的风、外换热器第一组致冷管道传热管的流动管道的截面面积小于相应的第二组致冷管道传热管的流 动管道的截面面积；以及所说的外换热器第一组致冷管道传热管的数目与的说的外换热器传热管总数之比大于所说的内换热器第一组致冷管道的数目与所说的内换热器传热管总数之比。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：工藤光夫，福岛敏彦，伊藤正昭，内田麻理，松嶋弘章，小墓博志，高久昭二，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]