專利名稱：制冷循環(huán)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制冷循環(huán)，特別地，涉及一種在使用新的制冷劑的情況下能以較 高的制冷能力運轉(zhuǎn)的制冷循環(huán)。
背景技術：
例如，作為使用于車用空調(diào)裝置等的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)(Vapor Compression Refrigeration Cycle)，已知有一種具有如圖1所示的基本結(jié)構(gòu)的制冷循環(huán)。在圖1中，制 冷循環(huán)1包括對制冷劑進行壓縮的壓縮機2 ；對壓縮后的制冷劑進行冷凝的冷凝器3 ；作 為使冷凝后的制冷劑減壓、膨脹的減壓·膨脹元件的膨脹閥4 ；使減壓、膨脹后的制冷劑蒸 發(fā)的蒸發(fā)器5 ；以及在冷凝器出口側(cè)制冷劑與蒸發(fā)器出口側(cè)制冷劑之間進行熱交換的內(nèi)部 熱交換器6，使制冷劑一邊改變其狀態(tài)一邊在該制冷循環(huán)1中沿箭頭方向循環(huán)。已知若這樣 將內(nèi)部熱交換器6設于制冷循環(huán)1中，則一般能使制冷能力提高。然而，在使用當前的代表 性的制冷劑即的情況下，由于內(nèi)部熱交換器6的效果比較低，因此，實際上幾乎沒有 使用，這點是實際情況。
如上所述，作為當前的代表性的制冷劑能舉出R134a，但以全球變暖潛勢(GWP global warming potential)等的進一步改善為目的，正在進行新制冷劑的研究、開發(fā)(例 如，非專利文獻1)。作為以上述改善為目的的新制冷劑，最近公開了 R1234yf，例如，對于使 用于車用空調(diào)裝置等的制冷循環(huán)中的應用，其試驗、研究也處于可能的狀況。
現(xiàn)有技術文獻
非專利文獻
非專利文獻1 制冷2008年3月刊第83卷第965號(冷涑2008年3月號第83卷 第965號)
發(fā)明的公開
發(fā)明所要解決的技術問題
然而，在將新制冷劑R1234yf就這樣簡單地使用于現(xiàn)行的制冷循環(huán)的情況下，與 使用現(xiàn)行的制冷劑R134a的制冷循環(huán)相比，制冷能力與性能系數(shù)(COP) —起降低的可能性 較高。另外，在該情況下，為了改善制冷能力，可認為使用上述的內(nèi)部熱交換器6是有效的， 但對于其效果的程度還不清楚。
因此，本發(fā)明的技術問題著眼于上述新制冷劑的出現(xiàn)，其目的在于提供一種特 別在將使用制冷劑改變?yōu)樘囟ǖ男轮评鋭㏑1234yf的情況下，能以與使用現(xiàn)有的制冷劑 R134a的制冷循環(huán)同等以上的較高的制冷能力運轉(zhuǎn)的制冷循環(huán)。
解決技術問題所采用的技術方案
為解決上述技術問題，本發(fā)明所涉及制冷循環(huán)包括對制冷劑進行壓縮的壓縮器； 對壓縮后的制冷劑進行冷凝的冷凝器；使冷凝后的制冷劑減壓、膨脹的減壓·膨脹元件；使 減壓、膨脹后的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器；以及在冷凝器出口側(cè)制冷劑與蒸發(fā)器出口側(cè)制冷劑 之間進行熱交換的內(nèi)部熱交換器，其特征是，使用R1234yf作為制冷劑，并使上述內(nèi)部熱交換器的熱交換量達到事先通過仿真或試驗求出的規(guī)定值以上。
在圖2中表示了，在具有與圖1所示的設備相同的基本結(jié)構(gòu)的制冷循環(huán)中，在相同 的計算條件(冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、過熱度、過冷度等)下，對未使用內(nèi)部熱交換器的條件下 使用現(xiàn)行制冷劑的情況與使用內(nèi)部熱交換器的條件下使用新制冷劑R1234yf的情況 下的制冷能力的計算結(jié)果進行比較，在使用該新制冷劑R1234yf的情況下，通過使用內(nèi)部 熱交換器，如何能實現(xiàn)制冷能力的提高。圖2的橫軸表示內(nèi)部熱交換器的熱交換量(內(nèi)部 熱交換器的能力)，縱軸表示作為制冷循環(huán)整體的制冷能力。與在未使用內(nèi)部熱交換器的條 件下使用現(xiàn)行制冷劑的情況(由于未使用內(nèi)部熱交換器，所以，對于內(nèi)部熱交換器的 熱交換量表示一定的制冷能力)相比，在使用與特性不同的新制冷劑R1234yf的情 況下，通過設置內(nèi)部熱交換器，如圖2所示，能使制冷能力變化。即，可知若使內(nèi)部熱交換器 的熱交換量在某一值以上，即在圖2所示的比較特性圖中獲得0. 7kff以上(若進入0. 7kff 以上的區(qū)域)，則在使用該新制冷劑R1234yf的情況中，能可靠地獲得因設置內(nèi)部熱交換器 而產(chǎn)生的制冷能力提高的效果。然而，可知在內(nèi)部熱交換器的熱交換量比某一值小的情況 下，即在圖2所示的比較特性圖中內(nèi)部熱交換器熱交換量比0. 7kff小的情況下，R1234yf情 況下的制冷能力比R134a情況下的制冷能力低，從而與的情況相比，不能獲得設置內(nèi) 部熱交換器的效果。因此，可知從內(nèi)部熱交換器的熱交換量達到某一值(即規(guī)定值)以上 開始，使用R1234yf的情況下能獲得與的情況同等以上的制冷能力，從而能實際提高 制冷能力。本發(fā)明基于本技術思想而作，其特征是，在使用新制冷劑R1234yf作為制冷劑的 情況下，使內(nèi)部熱交換器的熱交換量達到事先通過仿真或試驗求出的規(guī)定值以上。即，使用 圖2的R134a情況的特性線與R1234yf情況的特性線的交點的右側(cè)區(qū)域(以陰影線表示的 區(qū)域)。換句話說，就是將上述內(nèi)部熱交換器的熱交換量的規(guī)定值設定為，在相同條件下，使 用R1234yf作為制冷劑的情況下作為制冷循環(huán)整體的制冷能力達到使用作為制冷劑 的情況下作為制冷循環(huán)整體的制冷能力以上。
如上所述，為使內(nèi)部熱交換器的熱交換量達到規(guī)定值以上，具體而言，若事先知道 使用于各制冷循環(huán)的蒸發(fā)器或者冷凝器的性能，則通過任意地調(diào)整內(nèi)部熱交換器的大小、 熱功率等，能如上所述使內(nèi)部熱交換器的熱交換量達到規(guī)定值以上。在以上述思想為基礎 制成的制冷循環(huán)中，由于事先知道內(nèi)部熱交換器的大致的能力，因此，通過根據(jù)內(nèi)部熱交換 器的朝壓縮機側(cè)的出口側(cè)制冷劑的過熱度來適當?shù)乜刂茰p壓 膨脹元件的開度，如上所述， 作為制冷循環(huán)整體的制冷能力，能穩(wěn)定地獲得使用情況的制冷能力以上的制冷能 力。
上述本發(fā)明所涉及的制冷循環(huán)基本上能適用于欲使用新制冷劑R1234yf的所有 制冷循環(huán)，尤其適用于要求長時間穩(wěn)定地進行效率較高的運轉(zhuǎn)的車用空調(diào)裝置中使用的制 冷循環(huán)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明所涉及的制冷循環(huán)，在將使用制冷劑改變?yōu)樾轮评鋭┘碦1234yf的情 況下，能實現(xiàn)與使用現(xiàn)有的制冷劑R134a的情況同等以上的較高的制冷能力，并同時能發(fā) 揮新制冷劑R1234yf自身具有的優(yōu)異的全球變暖潛勢(GWP)等的改善特性。


圖1是表示在本發(fā)明中作為對象的制冷循環(huán)的基本設備配置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2是比較制冷劑R1234yf和的特性的內(nèi)部熱交換器熱交換量與制冷能力 的關系圖。
圖3是使用制冷劑R1234yf時的冷凝溫度與內(nèi)部熱交換器能力比的關系圖。
圖4是表示制冷劑R1234yf和的某一條件時的制冷循環(huán)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的一例 的莫里爾圖。
圖5是表示制冷劑R1234yf和的其他條件時的制冷循環(huán)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的一例 的莫里爾圖。
圖6是表示制冷劑R1234yf和的另一條件時的制冷循環(huán)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的一例 的莫里爾圖。
具體實施方式
以下，參照實施方式和附圖對本發(fā)明進行說明。
作為本發(fā)明所涉及的制冷循環(huán)的配置設備的基本結(jié)構(gòu)，也可采用與圖1所示的設 備相同的設備。如上所述，在圖1中，制冷循環(huán)1包括對制冷劑進行壓縮的壓縮機2 ；對壓 縮后的制冷劑進行冷凝的冷凝器3 ；作為使冷凝后的制冷劑減壓、膨脹的減壓 膨脹元件的 膨脹閥4 ；使減壓、膨脹后的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器5 ；以及在冷凝器出口側(cè)制冷劑與蒸發(fā)器 出口側(cè)制冷劑之間進行熱交換的內(nèi)部熱交換器6。
另外，如上所述，在本發(fā)明中，基本上使用圖2所示的情況下的特性線與 R1234yf情況下的特性線的交點的右側(cè)區(qū)域(以陰影線表示的區(qū)域)。即，在該區(qū)域中，在 使用新制冷劑R1234yf的情況下，通過設置內(nèi)部熱交換器，與現(xiàn)有的制冷劑的情況相 比，能提高制冷能力。圖3的特性A表示了在上述圖2中情況下的特性線與R1234yf 情況下的特性線的交點的內(nèi)部熱交換器熱交換量條件下，使其他條件例如制冷劑的冷凝溫 度變化時，內(nèi)部熱交換器對制冷循環(huán)整體的制冷能力的提高效果(內(nèi)部熱交換器的能力 比)是如何變化的。此外，相對于該特性A，圖3的特性B表示了在將內(nèi)部熱交換器的效率 假設為100%的情況下，冷凝溫度同內(nèi)部熱交換器能力與制冷循環(huán)整體的制冷能力的能力 比的關系。即，若在該特性曲線A與特性曲線B之間存在內(nèi)部熱交換器的能力，則能獲得與 使用的情況同等以上的制冷能力提高效果，實際上，由于內(nèi)部熱交換器的效率不滿 100%，所以，實際的設定或控制區(qū)域位于上述特性曲線A與特性曲線B之間。
上述圖3所示的計算結(jié)果中特性曲線A與特性曲線B的交點位于內(nèi)部熱交換器與制 冷能力的能力比為6. 6%的地方，因此，若該能力比為7%以上，則從圖3所示的關系特性，能 可靠地利用內(nèi)部熱交換器來獲得制冷能力提高的效果。能力比的上限值并沒有特別地限定， 但從圖3所示的計算結(jié)果可確認，能可靠地獲得30%左右為止的制冷能力提高的效果。
在表1中表示了上述的情況下與R1234yf的情況下某一條件下的計算結(jié)果 的一例。計算的前提條件如下所述。
·蒸發(fā)溫度0deg
·冷凝溫度50deg
·蒸發(fā)器出口過熱度5deg
權(quán)利要求
1.一種制冷循環(huán)，包括對制冷劑進行壓縮的壓縮器；對壓縮后的制冷劑進行冷凝的 冷凝器；使冷凝后的制冷劑減壓、膨脹的減壓·膨脹元件；使減壓、膨脹后的制冷劑蒸發(fā)的 蒸發(fā)器；以及在冷凝器出口側(cè)制冷劑與蒸發(fā)器出口側(cè)制冷劑之間進行熱交換的內(nèi)部熱交換 器，其特征在于，使用R1234yf作為制冷劑，并使由所述內(nèi)部熱交換器產(chǎn)生的熱交換量達到事先通過仿 真或試驗求出的規(guī)定值以上。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷循環(huán)，其特征在于，對由所述內(nèi)部熱交換器產(chǎn)生的熱交換量的規(guī)定值進行設定，使得在相同條件下，使用 R1234yf作為制冷劑的情況下作為制冷循環(huán)整體的制冷能力處于使用作為制冷劑的 情況下作為制冷循環(huán)整體的制冷能力以上。
3.如權(quán)利要求1所述的制冷循環(huán)，其特征在于，由所述內(nèi)部熱交換器產(chǎn)生的熱交換量的規(guī)定值被設定為相對于冷循環(huán)整體的制冷能 力的能力比。
4.如權(quán)利要求3所述的制冷循環(huán)，其特征在于，由所述內(nèi)部熱交換器產(chǎn)生的熱交換量的規(guī)定值與作為所述制冷循環(huán)整體的制冷能力 的能力比被設定為7%以上。
5.如權(quán)利要求1所述的制冷循環(huán)，其特征在于，根據(jù)朝所述內(nèi)部熱交換器的壓縮機側(cè)的出口側(cè)制冷劑的過熱度來控制所述減壓 膨脹 元件的開度。
6.如權(quán)利要求1所述的制冷循環(huán)，其特征在于，能使用于車用空調(diào)裝置中。
全文摘要
一種制冷循環(huán)，包括壓縮機、冷凝器、減壓·膨脹元件、蒸發(fā)器及在冷凝器出口側(cè)制冷劑與蒸發(fā)器出口側(cè)制冷劑之間進行熱交換的內(nèi)部熱交換器，使用R1234yf作為制冷劑，并使內(nèi)部熱交換器的熱交換量達到預先通過仿真或試驗求出的規(guī)定值以上。在將使用制冷劑改變?yōu)樾轮评鋭㏑1234yf的情況下，能以與使用現(xiàn)有的制冷劑R134a的制冷循環(huán)同等以上的較高的制冷能力進行運轉(zhuǎn)。
文檔編號F25B1/00GK102037292SQ20098011891
公開日2011年4月27日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者金子智 申請人:三電有限公司