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CN97125457.5 空调设备的制冷机油回收方法

本发明涉及空调设备的制冷机油回收方法,即在运转用压缩机使HFC制冷剂和制冷机油的混合体循环而构成制冷循环过程中,当出现从压缩机中与制冷剂一同排出的制冷机油粘附在制冷循环中的制冷剂配管或热源侧热交换器、使用侧热交换器等热交换器的内壁上造成压缩机内存在的制冷机油减少时,能够在短时间内准确地进行回收制冷机油的回收运转。

一般的空调设备是利用制冷剂配管连接装配有压缩机、储液器、热源侧热交换器等的室外侧单元和装载有使用侧热交换器、膨胀阀等的室内侧单元构成制冷循环,并在该制冷循环中循环制冷剂和制冷机油的混合体。

该混合体在从室外侧单元流入室内侧单元经由使用侧热交换器进行热交换(凝缩作用或蒸发作用)并回收到储液器后,被压缩机再次吸入,但是,由于室外侧单元和室内侧单元之间的高低差、长配管及制冷剂对制冷机油的溶解度的影响,会导致制冷机油粘附并残留在制冷剂配管的内壁或使用侧热交换器内等而不能被回收到储液器。

因此,在类于在屋顶上设置室外侧单元的空调设备中,应该避免压缩机内制冷机油的存在量低于需要量,故目前的空调设备大多是采用按规定的时间间隔进行回收制冷机油运转的控制。

制冷机油的回收运转是通过如让起减压装置作用的室内侧单元的膨胀阀全部打开(或者对应室内侧单元的能力较正常冷暖气设备运转时加大张开度),以最大能力运转压缩机来进行。

亦即,通过以高输出功率让压缩机运转来增大制冷剂和制冷机油混合体对室内侧单元的供给量,由此提高制冷剂配管中的混合体的流速,边冲刮掉粘附在制冷剂配管内壁等上的制冷机油边进行制冷机油的回收。

然而,制冷剂对制冷机油的溶解度因制冷剂种类而异,在制冷剂溶解度低的情况(相容性不好的情况)下,制冷机油的黏度上升。例如,HFC制冷剂对制冷机油的溶解度比CFC、HCFC制冷剂对制冷机油的溶解度要低,如果用同一制冷机油的话,制冷剂配管中制冷机油的黏度要比CFC、HCFC制冷剂的情况有所上升。为此,要回收粘附在制冷剂配管上的制冷机油就要求有更大的制冷剂流速。

另一方面,在一台室外侧单元上连接有多台室内侧单元即所谓的多类型空调设备中,因为制冷剂配管长而复杂,且制冷机油的量要根据压缩机的最大能力来确定,所以,一般而言,相对制冷剂其制冷机油变少,利用回收运转有效地回收制冷机油就非常重要。

通常,在这样的多类型空调设备中,实际状况的设计是多个室内侧单元的能力的总和比室外侧单元的压缩机能力要大,对此主要是根据下述的理由。

即室内的空调负荷在一天中是变化的,例如考虑制冷的情况,因为早晨时阳光直射,东侧的房间负荷增大,而下午则是西侧的房间负荷增大,所以与整个室内负荷的总和相匹配地选定室外侧单元的能力,可以降低设备成本及减少室外侧单元的设置空间。

因此,在将粘附在连接室外侧单元和室内侧单元的制冷剂配管或室内侧单元内的机器上的制冷机油回收到室外侧单元(压缩机)时,例如,是全部打开所有室内侧单元的膨胀阀,以最大能力运转压缩机,但如果使用的是HFC制冷剂,则恐怕不能得到各室内侧单元的额定能力所需要的制冷剂循环量,即不能得到需要的制冷剂流速,而无法进行制冷机油的完全回收。

本发明是鉴于上述状况而进行的工作,本工作的目的就是要提供能够在短时间内准确地对粘附在制冷剂配管的内壁等上的制冷机油的进行回收的空调设备及其制冷机油的回收方法。

为此,根据本发明的第一方面,使用带有室外侧单元和接收由该室外侧单元所供给的制冷剂的多个室内侧单元,并由多条制冷剂配管连接这些室外侧单元和室内侧单元的空调设备;在进行从上述室内侧单元或上述制冷剂配管等把制冷机油回收到室外侧单元的回收运转时,采用把上述多个室内侧单元分成若干个室内侧单元组,逐个室内侧单元组地进行制冷剂的回收运转的制冷剂回收方法。

此外,根据本发明的第二方面,在制冷剂的回收运转中,制冷剂和制冷机油的混合体在室内侧热交换器(特别是使用侧热交换器)流动的流速要保持在规定值以上。

根据本发明第三方面,在制冷循环中使用的制冷剂是HFC制冷剂。

根据本发明第四方面,各个组的使用侧单元的台数在进行制冷机油回收的运转时是能够保证上述混合体的流速保持在规定值以上的台数。

图1是本发明的一个实施形态的空调设备制冷循环图。

图2是本发明的适用于多类型空调设备的一例的模块图。

图3是对应配管孔径使压缩机能力变化时的制冷剂流速变化的图表。

图4是油回收运转流程图。

下面,根据图面说明本发明的一个实施形态。

图1是涉及本发明的空调设备的制冷循环图。如图1所示那样,空调设备是在一台室外侧单元11上连接若干台室内侧单元12a~12c的多类型空调设备。

在室外侧单元11上装配有储液器13、压缩机14、四通阀15、热源侧热交换器16、储蓄罐等;在各个室内侧单元12a~12c上装配有使用侧热交换器19a~19c和电动膨胀阀20a~20c等。

并且,室外侧单元11及室内侧单元12a~12c内的各机器之间通过制冷剂配管相互连接,以使制冷剂(R410A、R410B、R407C之类的HFC制冷剂或HC制冷剂)和制冷机油(醚系列、脂系列等)的混合体可以在其中循环,并由此形成制冷循环。

图1中所示的空调设备在制冷运转时,从室外侧单元11的压缩机14排出的高温高压的气体制冷剂,如虚线箭头所示的那样,通过四通阀15流入热源侧热交换器16中。该气体制冷剂在热源侧热交换器16内凝缩并成为液体制冷剂后,一度储存在储蓄罐101中,此后经由制冷剂配管到达各室内侧单元12a~12c,经电动膨胀阀20a~20c控制流量后,被提供给使用侧热交换器19a~19c。

该液体制冷剂在使用侧热交换器19a~19c内蒸发,被提供给被调节的室内冷却后,经由制冷剂配管、四通阀15、储液器13环流至压缩机14。另外,在供暖运转时,如实线箭头所示的那样,在同制冷运转的相反的方向上循环制冷剂。即形成从压缩机14排出的高温高压的气体制冷剂通过四通阀15、室内侧单元的使用侧热交换器、电动膨胀阀到达储蓄罐,再通过热源侧热交换器16、储液器13重新回到压缩机14的循环。

还有,压缩机14上设置有检测压缩机内制冷机油液面的传感器102(随油面上下的浮标等等)。

此外,虽然在图1示出的是有3台室内侧单元12a~12c,但室内侧单元的台数并非仅限于此。

现在,我们来考虑图2所示那样的多类型空调设备的模型。在该空调设备上使用的是HFC制冷剂,对具有5马力(制冷能力:约14kW)能力的室外侧单元21用制冷剂配管连接第1~第4共4台室内侧单元22a~22d构成制冷循环。

在各室内侧单元22a~22d上分别设置有控制制冷剂流量的电动膨胀阀23a~23d。设第1~第3室内侧单元22a~22c的最大输出各为1马力(制冷能力:约2.8kW),第4室内侧单元22d的最大输出为3马力(制冷能力:约8kW)。

图2中制冷时及制冷机油的回收运转时的制冷剂的流动方向用虚线箭头表示,考虑其吸入管的管径和流经此处所需要的制冷剂的量(最大能力)做下面设定。

各自直接连接1马力的第1~第3室内侧单元22a~22c的制冷剂配管(配管序号(1)~(3))为φ12.7mm,直接连接3马力的第4室内侧单元22d的制冷剂配管(配管序号(4))为φ15.88mm,第2和第3室内侧单元22b、22c之间的制冷剂配管(配管序号(5))为φ15.88mm,第3和第4室内侧单元22c、22d之间的制冷剂配管(配管序号(6))为φ15.88mm,最后的连接在室外侧单元21上的制冷剂配管(配管序号(7))为φ19.05mm。

该多类型空调设备上,第1~第4室内侧单元22a~22d的最大输出的总和是6马力,超过了5马力的室外侧单元21的能力。因此,在制冷机油的回收运转时,即使是以最大的能力运转压缩机14,也不能提供与各室内侧单元22a~22d需要的最大运转能力相当的制冷剂量,即不能提供发挥其最大能力所需要的制冷剂,而是与各室内侧单元22a~22d的额定能力(制冷剂配管的管径)成比例的进行制冷剂的分配。

其结果如表1所示那样,在第1~第3室内侧单元22a~22c上流动相当于5/6(=0.83)马力、在第4室内侧单元22d上流动相当于5/2(=2.5)马力的制冷剂。此时,各制冷剂配管(配管序号(1)~(7))中的制冷剂按表1所示的流速流动,制冷机油的回收情况在表1中只有用○标记表示的配管序号为(4)、(6)、(7)的制冷剂配管获得了充分的回收效果,其以外的则不充分。根据该实验,如果认为在该实施例中HFC制冷剂的制冷机油的回收所需要的流速是10m/s以上的话,则在表1只有配管序号为(4)、(6)、(7)的制冷剂配管满足其流速条件。

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