製冷器的製作方法

2023-04-23 15:31:31 2

專利名稱：製冷器的製作方法
技術領域：
本發明涉及採用HFC(氫氟烴)製冷劑的製冷裝置。
因此，最近提出了一種採用單一物質R32(二氟甲烷)或主要成分為R32的HFC製冷劑的製冷裝置。R32物質具有比R407C和R410A製冷劑低的全球變暖效應並具有較高的有效係數，可提高製冷裝置的冷卻效率。
但是，在採用R32製冷劑的製冷裝置內，在壓縮過程中當製冷劑從壓縮機流出時溫度比採用R407C製冷劑時要高出大約20℃，因此壓縮機的溫度會升高。另一方面，壓縮機的內置馬達所擁有的絕緣膜由易於加工的聚對苯二甲酸乙二醇酯(下文稱作PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(下文稱作PEN)製成。但是，這些PET和PEN物質具有水解性。因此，當壓縮機為具有內置馬達的類型時，採用R32的壓縮機的高溫加速製冷迴路內的水分對所述絕緣膜的水解，結果所述絕緣膜很快劣化。由此而導致一個問題即馬達的絕緣受到破壞並且壓縮機會停機。本發明者發現的事實是，當採用主要成分為R32的製冷劑以及具有內置馬達的壓縮機時，會存在此前所提及的問題。
當將不會導致水解和具有高耐熱溫度的PPS(聚苯硫醚)或PEEK(聚醚醚酮)用作絕緣膜時，不會發生此問題，但會產生成本上升及因難於加工而出現生產力下降的問題。
本發明的公開因此，本發明目的是提供一種製冷裝置，其中壓縮機馬達的絕緣膜不貴重且具有良好的加工性、即使當採用主要成分為R32的製冷劑時也不會導致水解，因而確保穩定保持所述壓縮機的性能。
通過具有至少一臺壓縮機、一臺冷凝器、一個膨脹機構和一臺蒸發器的製冷裝置而達到此目的，所述製冷裝置包括主要成分為R32的製冷劑；及有吸溼性的制冷機油、具有內置馬達的壓縮機、且該馬達具有由含有酯鍵的聚合物樹脂製成的絕緣膜。
根據以上製冷裝置，所述制冷機油具有吸溼性且在循環經過製冷迴路時會吸收該製冷迴路中的水分。由於馬達的絕緣膜吸收的水分量減少，因此，即使主要成分為R32的製冷劑在壓縮過程中溫度升高而導致壓縮機的溫度升高，所述絕緣膜也難於水解。亦即，所述絕緣膜難於劣化，因此，所述製冷裝置可以穩定地保持其性能。
根據製冷裝置的一種優選實施方案，所述制冷機油為醚油。
根據以上製冷裝置，所述醚油對水穩定且不會導致水解。因此，可穩定地維持吸收製冷迴路中的水分的功能。因此，所述製冷裝置的性能是穩定的，可長時間防止所述絕緣膜的劣化。而且，也可穩定地維持其固有的潤滑功能，因此，所述製冷裝置的性能是穩定的。
根據製冷裝置的另一種優選實施方案，所述馬達絕緣膜由聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯組成。
根據以上製冷裝置，所述製冷迴路中的水分由制冷機油吸收。因此，不管其水解性如何，屬於馬達且由PET或PEN組成的絕緣膜即使是在壓縮機的高溫下也難於水解。亦即，所述絕緣膜難於劣化，因此，避免了壓縮機的停機，並且所述製冷裝置的性能是穩定的。
根據製冷裝置的另一種優選實施方案，所述製冷劑含有70％重量或更多的R32。
根據以上製冷裝置，儘管所述含有70％重量或更多R32的製冷劑在壓縮機內為高溫，製冷迴路中的水分還是被制冷機油吸收。因此，壓縮機馬達的絕緣膜難於水解。亦即，所述絕緣膜難於劣化，因此，避免了壓縮機的停機，所述製冷裝置的性能是穩定的。
根據製冷裝置的另一種優選的實施方案，所述製冷劑基本上是由單一的R32物質組成。
根據以上製冷裝置，儘管所述基本上由單一的R32物質組成的製冷劑在壓縮機內為高溫，製冷迴路中的水分還是被制冷機油吸收。因此，壓縮機馬達的絕緣膜難於水解。亦即，所述絕緣膜難於劣化，因此，避免了壓縮機的停機，所述製冷裝置的性能是穩定的。
根據製冷裝置的另一種優選實施方案，所述制冷機油在溫度為30℃和相對溼度為80％下的飽和水分含量為5000ppm或更高。
根據以上製冷裝置，當所述制冷機油在溫度為30℃和相對溼度為80％下的飽和水分含量為5000ppm或更高時，根據某一試驗實例，用作壓縮機內置馬達絕緣膜的PET或PEN的拉伸強度保持率為50％或更高。亦即，此制冷機油通過維持所述絕緣膜的強度而避免了絕緣膜的劣化。因此，避免了壓縮機的停機，所述製冷裝置的性能是穩定的。
根據製冷裝置的另一種優選的實施方案，所述制冷機油為聚乙烯醚油。
根據以上製冷裝置，具有水解性的聚乙烯醚油吸收了製冷迴路中的水分而避免了壓縮機內置馬達的絕緣膜的水解。亦即，通過防止該絕緣膜的劣化而避免了壓縮機停機。而且，對水穩定的聚乙烯醚油穩定地保持了吸收水分的功能和潤滑功能。此外，對用作製冷劑的R32具有可溶混性的聚乙烯醚油可令人滿意地起到潤滑功能的效果，而不會導致兩相分離等不便之處。另外，具有良好電絕緣性能的聚乙烯醚油適合於具有內置馬達的壓縮機。因此，通過將聚乙烯醚油用作制冷機油，製冷裝置的性能可保持長時間的穩定。


圖1為用作本發明實施方案的製冷裝置的一個實施例即空調的冷卻迴路圖。此製冷迴路包括一臺壓縮機1、一臺室外熱交換器2、一個膨脹機構3、一臺室內熱交換器4以及一個四點連接閥5。壓縮機1具有一個壓縮部件7及一個用於驅動壓縮部件7的內置馬達8。馬達8在製冷劑和制冷機油的氣氛中運行。將絕緣膜安排在馬達8的相位線圈和層狀鋼板(沒有示出)之間以在它們之間保持絕緣。所述絕緣膜具有水解性，由易於加工的PET或PEN製成。
在圖1中，從壓縮機1流出的高溫高壓的製冷劑氣體由室外熱交換器2冷凝、由膨脹機構3膨脹、由室內熱交換器4蒸發並經過四點連接閥5反饋回壓縮機1。在以上過程中，室內空氣吸收了蒸發熱而對室內部進行冷卻。通過轉換四點連接閥5的位置，將室內熱交換器4用作冷凝器而使室內空氣通過冷凝熱進行加熱。需注意的是可通過將四點連接閥5從圖1中所示的結構上移動而達到冷卻或者加熱的功能。
在本實施方案中，將單一的R32物質用作製冷劑，並將聚乙烯醚油用作制冷機油。這種具有吸溼性的聚乙烯醚油會吸收在壓縮機和製冷裝置的製造和組裝過程中進入製冷迴路內的水分。另一方面，當從壓縮機1流出時，單一的R32物質的溫度比常規R407C製冷劑的溫度大約高20℃，因此，壓縮機1具有高溫。但是，由於該制冷機油吸收了進入製冷迴路內的水分，絕緣膜所保留的水分量減小了。因此，壓縮機1的馬達8的由PET或PEN製成的絕緣膜儘管為可水解的樹脂但即使在壓縮機1的高溫下也難於水解。因此，該絕緣膜不會劣化而可以維持馬達8的絕緣。因此，避免了壓縮機1的停機，從而可穩定地維持空調的性能。
聚乙烯醚油的吸溼性與PET和PEN的強度保持率有相互關係。圖2列出了在溫度為30℃和相對溼度為80％下聚乙烯醚油的飽和水分量對PET和PEN的拉伸強度保持率之間的關係。PET和PEN的拉伸強度保持率是在溫度為140℃下將它們浸漬於單一的R32物質和聚乙烯醚油的混合液體中500小時後的拉伸強度保持率。從圖2可明顯看出，如果聚乙烯醚油的飽和水分含量增加，也就是，當進入製冷迴路中的水分量對制冷機油的重量比為1000ppm的恆量時，由制冷機油吸收的製冷迴路中的水分量增加，則可提高用作絕緣膜的PET和PEN的拉伸強度保持率。
一個使用現行壓縮機的實地試驗顯示，用作馬達絕緣膜的PET和PEN需具有大約50％的拉伸強度保持率。根據圖2，當PET和PEN兩者的拉伸強度保持率超過50％時，聚乙烯醚油的飽和水分量在溫度為30℃和相對溼度為80％下為5000ppm。因而，如上所述，既然聚乙烯醚油的吸溼性與PET和PEN的強度保持率有相互關係，那麼通過採用在溫度為30℃和相對溼度為80％下飽和水分含量不少於5000ppm的聚乙烯醚油，而由此通過保持PET和PEN的強度來防止絕緣膜的劣化。
另外，聚乙烯醚油對水分穩定，因此，其水分吸收能力和潤滑能力可在長時間內有效。另外，與單一的R32物質可溶混的聚乙烯醚油可令人滿意地產生潤滑功能而不會導致兩相分離等不便之處。此外，具有良好電絕緣性能的聚乙烯醚油適用於內置馬達類型的壓縮機。因此，所述聚乙烯醚油可長時間保持前述實施方案的製冷裝置的性能。
儘管在前述實施方案中以空調為實例進行了描述，但是冰箱-冷藏箱等也是適合的。
儘管在前述實施方案中將單一的R32物質用作製冷劑，但是例如，含有70％重量或更多R32的製冷劑也會產生十分類似的有效效果，以及通過主要成分為R32的製冷劑也可達到大致相同的有效效果。
儘管在前述實施方案中，將在溫度為30℃和相對溼度為80％下飽和水分含量不少於5000ppm的聚乙烯醚油用作制冷機油，但是其它只要有吸溼性的油也可用作制冷機油。
儘管在前述實施方案中，壓縮機馬達的絕緣膜由PET或PEN製成，但也可用其它任何包含酯鍵的聚合物樹酯。
本發明的製冷裝置既可用於分離型的製冷裝置(即其中冷凝器和蒸發器是分開的並通過製冷劑管道聯結在一起)，也可用於複合型的製冷裝置(即有多個冷凝器或蒸發器)。
權利要求
1.一種具有至少一臺壓縮機(1)、一臺冷凝器(2)、一個膨脹機構(3)和一臺蒸發器(4)的製冷裝置，所述裝置包括主要成分為R32的製冷劑；以及具有吸溼性的制冷機油，壓縮機(1)包括一臺內置馬達(8)，且該馬達(8)具有由包含酯鍵的聚合物樹脂製成的絕緣膜。
2.權利要求1所要求保護的製冷裝置，其中所述制冷機油為醚油。
3.權利要求1所要求保護的製冷裝置，其中所述馬達(8)的絕緣膜含有聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。
4.權利要求1所要求保護的製冷裝置，其中所述製冷劑含有70％重量或更多的R32。
5.權利要求1所要求保護的製冷裝置，其中所述製冷劑主要含有單一的R32物質。
6.權利要求1所要求保護的製冷裝置，其中所述制冷機油在溫度為30℃和相對溼度為80％下的飽和水分含量為5000ppm或更高。
7.權利要求1所要求保護的製冷裝置，其中所述制冷機油為聚乙烯醚油。
全文摘要
由於將有吸水性的聚乙烯醚油用作製冷器油而吸收了冷卻迴路中的水分,即使因使用由R32製成的製冷劑而將壓縮機加熱到高溫,內置在壓縮機內的馬達所用的絕緣膜也幾乎不會水解。另外,使用在30℃和相對溼度80%下飽和水分含量不低於5,000ppm的聚乙烯醚,由易於加工的PET或PEN製成的馬達的絕緣膜的拉伸強度保持率可為50%或更高,從而阻止了該絕緣膜的劣化。因此,有可能避免壓縮機的破壞並長時間地穩定製冷器的性能。
文檔編號F25B9/00GK1366599SQ01800880
公開日2002年8月28日 申請日期2001年1月26日 優先權日2000年2月16日
發明者松浦秀樹 申請人:大金工業株式會社