製冷系統及其連接方法
2023-04-23 06:08:41 1
專利名稱：製冷系統及其連接方法
技術領域：
本發明涉及製冷系統及其連接方法，更具體地說，涉及具有用於冷櫃、空調機等的製冷壓縮機的製冷系統及其連接方法。
在冷櫃、自動售貨機和空調機上用的製冷系統由把製冷壓縮機、熱交換器、具有毛細管或膨脹閥等膨脹機構的製冷劑流量控制單元與銅管等配管連接構成的機構部分和製冷劑、潤滑油組成物等充注在系統內部的流體組成。
在連接過程中，在充注製冷劑之前為了除去製冷系統內的空氣組分需利用真空系統對製冷系統進行除氣。
在把具有製冷壓縮機、熱交換器的室外單元和具有設在待製冷空調部位上的熱交換器的室內單元通過銅管等連接管連接成分立式空調機等中使用的製冷系統中，通常是事先通過把製冷劑的一部分或全部和潤滑油組成物充注到室外單元側，然後關閉室外單元的閥，運行時利用連接管與室內單元連接而形成製冷系統。
如果如上所述進行配管連接，則在室內單元和連接管內會殘留空氣。為了排出殘留的空氣，需要將真空泵連接在附屬於室外單元的閥上的維修口上，在除去空氣以後打開閥門，將室外單元與室內單元連接起來以便形成製冷系統。
在連接時的簡單作法是打開室外單元的閥門使室外單元中的製冷劑流入連接管和室內單元，再通過從可以鬆開的每個室外單元附屬的維修口或與閥門連接管間的連接口的連接間隙部分排出含有空氣的製冷劑完成室內單元和連接管內的氣體的衝洗操作。
關於這類方法在特開平3-70953號公報中已有披露，該公報公開了在製冷系統內用氧氣衝洗後充注製冷劑、通過用在製冷系統內的氧氣固定劑使氧氣固定化而不用真空泵的製冷迴路連接方法。
另外，在特開平7-159004號公報中，公開了在製冷壓縮機、冷凝器、毛細管或膨脹閥等膨脹機構部分和蒸發器中，在使冷凝器或蒸發器之一與膨脹機構部分分離通過配管連接的分立式製冷循環中，封入可以在製冷循環的一部分中吸收空氣中的水分、氧氣、氮氣、二氧化碳等中的兩種以上氣體的物質的方法。
另外，特開平7-269994號公報中公開了在製冷劑循環系統中分配氧吸收劑的製冷系統。
在製冷系統內殘餘的空氣作為非冷凝氣體將使製冷能力下降，並且由於氧氣和水分加速了製冷循環內物質的劣化，必須將它們除去。
在利用真空泵對現有技術中所述的製冷系統的第一種製冷系統進行排氣的方法中，在製冷系統為分立型空調機等情況下，為了在安裝現場開動真空泵必須備有可利用的電源，這種方法常認為是可利用的簡便方法。
在利用第二種室內單元和工作製冷劑的流路配管部分的含空氣的製冷劑衝洗方法中，由於將向大氣排出用作製冷劑的氟立昂而破壞地球周圍的臭氧層，從而引起地球變暖問題，因此，這個方法是不可取的。
在第三類製冷系統內用氧氣衝洗後充注製冷劑由裝在該製冷系統中的氧固定劑固定氧的方法中，由於氧將使制冷機油迅速劣化而不能充分發揮效果，此外，氧吸收劑可能對製冷劑和制冷機油產生不良影響。
對於封入可吸收在第四類製冷循環中的一部分中的水分、氧、氮、二氧化碳等氣體中的兩種以上氣體的物質而言，可能使在製冷循環中封入的吸收性物質對製冷劑和制冷機油產生不良影響。
至於在第五類製冷劑循環系統中配置氧吸收劑的方案，氧吸收劑亦可能對製冷劑和制冷機油產生不良影響。
本發明針對現有技術存在的上述問題，以提供結構或操作簡單且不汙染環境、可以防止空氣混入製冷循環中的系統及其連接方法為目的。
為了達到上述目的，在本發明的權利要求1記載的發明所包括的製冷壓縮機和熱交換器的室外單元和設置在待製冷空調的部分上的室內單元的製冷系統的連接方法中，其特徵在於使上述室外單元和上述室內單元通過連接管相連，通過配置把沸石作為吸附劑保持在上述室外單元、上述室內單元和上述連接管管路中的任何一個上的空氣吸收裝置除去空氣；使該空氣吸收裝置從上述製冷系統上脫開；使製冷劑在上述製冷系統中循環。
如權利要求2所記載的發明，其特徵在於上述沸石在使用後通過恢復其吸附能力的操作可反覆使用。
如權利要求3所記載的發明，其特徵在於將二氧化碳預先封入上述室內單元中。
如權利要求4所記載的發明，其特徵在於上述沸石的微細孔徑的平均值大於0.4nm。
如權利要求5所記載的發明，其特徵在於上述空氣吸收裝置中保持的沸石量為以上述室內單元和上述連接管內的空氣量計每1000m3含20g以上。
在如權利要求6記載的發明所包括的製冷壓縮機和熱交換器的室外單元和設置在待製冷空調的部位上的室內單元的製冷系統的連接方法中，其特徵在於通過連接管連接上述室外單元和室內單元；用二氧化碳氣體衝洗上述室內單元或上述連接管的內部；通過在上述室外單元、室內單元和上述連接管的管路中的任何之一配置二氧化碳吸收裝置除去二氧化碳；然後將上述二氧化碳吸收裝置從製冷系統上脫開；並使製冷劑在上述製冷系統中循環。
如權利要求7所記載的發明，其特徵在於，上述二氧化碳吸收裝置中裝填有沸石。
如權利要求8所記載的發明，其特徵在於上述二氧化碳吸收裝置中裝填有氫氧化鈣和氯化鈣。
如權利要求9所記載的發明，其特徵在於上述二氧化碳吸收裝置中保持有環氧化合物。
如權利要求10所記載的發明，在具有製冷壓縮機、熱交換器、毛細管或膨脹閥和與它們相連接的配管的製冷系統的連接方法中，其特徵在於至少在上述製冷系統的一部分中充入惰性氣體；通過設置在上述製冷系統的一部分上的冷凝捕集裝置使上述惰性氣體冷卻到冷凝溫度以下，捕集上述惰性氣體；然後使上述冷凝捕集裝置從上述製冷系統上脫開；使製冷劑在整個製冷系統中循環。
如權利要求11所記載的發明，在具有製冷壓縮機、熱交換器、毛細管或膨脹閥和與它們相連接的配管的製冷系統中，其特徵在於在上述製冷系統的一部分上設置保持環氧化合物的二氧化碳吸收裝置，將二氧化碳至少充入上述製冷系統的一部分上，以便用上述二氧化碳吸收裝置吸收二氧化碳。
如權利要求12所記載的發明，其特徵在於在上述二氧化碳吸收裝置的製冷劑通路上配置油分離構件。
下面參照附圖對本發明的實施例進行詳細說明。
圖1是本發明所採用的製冷系統的概略圖；圖2表示與本發明有關的安裝時連有空氣吸收裝置的製冷系統概略圖；圖3表示與本發明有關的安裝時連有二氧化碳發生裝置的製冷系統的概略圖；圖4是將圖3所示的二氧化碳發生裝置卸下後連接二氧化碳吸收裝置的製冷系統的概略圖；圖5表示與本發明有關的製冷系統的另一連接方法，它示出了在安裝時接有二氧化碳發生裝置和二氧化碳吸收裝置成一體的裝置的製冷系統概略情況；圖6表示與本發明有關的製冷系統的又一連接方法，它示出了在安裝時接有惰性氣體發生裝置的製冷系統概略情況；圖7表示與本發明有關的製冷系統的再一種連接方法，在安裝時接有惰性氣體捕集裝置的製冷系統概略情況；圖8是與本發明有關的製冷系統的概略構成圖；圖9表示在圖2所示的製冷系統中在室內單元的前後安裝閥的情況下的概略圖；圖10是圖5所示的二氧化碳發生裝置和二氧化碳吸收裝置為一體的裝置的概略圖。
圖1是與本發明有關的製冷系統的結構示意圖，它由具有製冷壓縮機1、熱交換器2a、毛細管或膨脹閥等製冷劑流量控制部分3和連接上述各部件的配管4的室外單元5和具有設置在待製冷空調部位上的熱交換器2b的室內單元6通過連接管7，閥8a，8b和外傾型接頭等連接部分9a，9b連接構成。在室外單元5上設有四通閥10，用以交換熱交換器2a，2b的冷凝或蒸發功能。此外，室外單元5還可以裝有儲存器11。
在製冷工況中，由製冷壓縮機壓縮的製冷劑在熱交換器2a中放熱，成為液態後通過製冷劑流量控制部分3成為低溫的氣液混合製冷劑，在室內單元6的熱交換器2b內吸熱而氣化，再次被吸入製冷壓縮機中進行循環。通過轉動四通閥10切換流路時，製冷劑在熱交換器2b中冷凝，在熱交換器2a中蒸發而按供暖工況運行。
上述構成，即在把具有製冷壓縮機1、熱交換器2a的室外單元5和具有設置在待製冷空調的部位上的熱交換器2b的室內單元6通過連接管7連接構成的製冷系統的連接方法中，其特徵在於使室外單元5和室內單元6通過連接管7相連；在室外單元5、室內單元6或連接管7的管路上配置把沸石作為吸附劑的空氣吸收裝置以便除去空氣；使其中的空氣吸收裝置從系統上脫開；接著使製冷劑在製冷系統中循環。下面就具有這些特徵的製冷系統的連接方法進行說明。
圖2示出了本發明的製冷系統的連接方式，在通過連接管7連接室外單元5和室內單元6的製冷空調裝置的連接方法中，通過連接管7和具有喇叭口的結合部的兩通或三通閥8a、8b和喇叭口等結合部9a，9b連接室外單元5和室內單元6。連接室外單元5側工作製冷劑流路、連接管7和室內單元6側的閥8a、8b除具有與連接管7接合的口之外，還具有用於由真空泵(圖中未示出)排氣和補充注入製冷劑的接口12a、12b。因為這兩個接口12a、12b通常與閥8a、8b的開閉無關，與連接管7的接合口處在常通狀態，所以在除排氣、補充注入製冷劑和除去空氣等之外，為使其不漏氣而使用帶內閥的口，以便在不需要時能開啟間隙保證密封。
上述兩個接口12a、12b至少一個可以是打開的，將打開的這個口與把沸石作為吸附劑的空氣吸收裝置13相連。空氣吸收裝置13在系統進行運轉前從迴路中除去空氣後便不再需要，因為沸石的物理吸附性能好，可以完全吸附製冷劑，所以在除去空氣後，最好卸下該空氣吸收裝置。
空氣吸收裝置13具有裝盛沸石的容器14、除使用時之外，使沸石不與空氣接觸的閥15和帶內閥的口結合部16。在空氣吸收裝置13的閥15關閉的狀態下，將口結合部16連接在帶內閥的口12a上，這時，閥8a，8b關閉，室外單元5和室內單元6之間隔開。接著，打開空氣吸收裝置13的閥15，以便使室內單元6和連接管7內的空氣與沸石接觸，放置一定時間後關閉空氣吸收裝置13的閥15，使接口12a與口結合部16脫開，並將空氣吸收裝置卸下。使接口12a上的密封間隙開啟，再打開閥8a，8b，使室外單元5和室內單元6連通，完成與本發明有關的連接方法。
為除去冷框或空調機的製冷系統內的水分採用沸石吸收水分的方案是公知的，但本發明的發明人既發現了沸石不僅在室溫下可以吸收空氣即氮氣、氧氣、二氧化碳等，而且還可以重複使用，並且通過本發明的將沸石用在製冷循環中的連接方法，使連接安裝明顯簡便。
雖然在空氣吸收裝置13中沸石作為吸附劑，但在使用之前還需用真空泵對它進行充分脫氣。上述脫氣工藝不必在連接前立即進行，優選的方案是簡便地使脫氣的空氣吸收裝置13先在關閉閥15的狀態下持續運行，最好在脫氣時對該空氣吸收裝置13的容器14加熱，以使脫氣速度更快。
雖然在空氣吸收裝置13中的沸石保持量由應脫氣部分的空氣確定，但最好每升空氣量裝填沸石20g以上，以使脫氣速度最快。
此外，最好用二氧化碳充滿室內單元6，這樣可以迅速除去室內單元內的氣體。作為用二氧化碳充滿室內單元6的方法，雖然包括在產品出廠時封入二氧化碳的方法和在安裝現場將二氧化碳充滿室內單元6和配管內的方法，但最好是在產品出廠時將二氧化碳封入室內單元6內。
如果使用的沸石的微孔徑平均值大於0.4nm受室內單元內的水分所引起的吸附空氣速度降低的影響較小，而且最好能迅速除去室內單元內的氣體。微孔直徑為1.0nm的沸石的吸附速度最合適。雖然對沸石的形狀沒有特殊規定，但最好是球狀的難於破碎的顆粒。
雖然圖2中的空氣吸收裝置13與閥8a相連，顯然，也可使該空氣吸收裝置與另一側閥8b相連。而且，還可以在閥8a，8b打開之前將製冷劑補充充注到製冷系統內。
下面對具有下述特徵的製冷系統的連接方法進行描述。在通過連接管將具有製冷壓縮機、熱交換器的室外單元和具有在待製冷空調部位上的熱交換器的室內單元相連而構成製冷系統的連接方法中，通過連接管使室外單元和室內單元相接，用二氧化碳衝洗室內單元或連接管部分後，藉助於配置在室外單元、室內單元或連接管的管路中的二氧化碳吸收裝置除去二氧化碳，再將該二氧化碳吸收裝置與製冷系統脫開，接著使製冷劑在製冷系統中循環。
下面結合圖3和圖4說明本發明的製冷系統的連接方法。
在通過連接管7把室外單元5和室內單元6連接起來的製冷系統的連接方法中，用連接管7、閥8a、8b和結合部9a、9b把室外單元5和室內單元6連接起來。將室外單元5一側的工作製冷劑流路和連接管7一側結合起來的閥8a、8b具有用於利用真空泵向與連接管7的結合口之外排氣和充注二氧化碳或製冷劑的補充充注口12a，12b。如圖3所示，這兩個口12a，12b中的12a與二氧化碳發生裝置17相連，另一個口12b開啟，在沒有其它口的情況下，與另一閥松馳地結合，通過從二氧化碳發生裝置17送出二氧化碳，可以用二氧化碳衝洗室內單元6和連接管部分7中的氣體。
然後，停止從二氧化碳發生裝置17供給二氧化碳，關閉沒有與二氧化碳發生裝置17相連的那個口12b，在與閥的連接管重新相連後，如圖4所示那樣，將二氧化碳吸收裝置21與接口12a、12b中之一相連。在製冷系統運行前在除去二氧化碳之後可以卸下二氧化碳吸收裝置21，因為如果從系統中除去二氧化碳後就不再需要該裝置，而且吸收保持在二氧化碳吸收裝置21中的二氧化碳的物質與製冷劑和制冷機油還可能相互作用。
可以採用在充入二氧化碳的容器和充填使碳酸鈣和酸混合發生化學反應而生成二氧化碳的二氧化碳容器18上裝有閥19和帶內閥的口接合部20的裝置作為二氧化碳發生裝置17。
二氧化碳吸收裝置21具有充填了吸收二氧化碳的物質的容器22、用於使吸收二氧化碳的物質在使用時不與大氣接觸的閥23和帶內閥的口結合部20。在二氧化碳吸收裝置21的閥23閉合的狀態下將口接合部20連接在帶內閥的接口12a上，並使二氧化碳吸收裝置21、室內單元6和連接管7相連。此時，閥8a、8b處於關閉狀態，室外單元5和室內單元6相互隔開。然後，開啟二氧化碳吸收裝置21上的閥23，使室內單元6和連接管內的二氧化碳與容器22內吸收二氧化碳的物質接觸，放置一定時間後，關閉二氧化碳吸收裝置21上的閥23，使接口12a和口接合部20脫開，卸下二氧化碳吸收裝置。再使接口12a上的密封部分的間隙開啟，然後打開閥8a、8b，使室外單元5和室內單元6連通，從而完成該製冷系統的連接。
另外，雖然在圖4中二氧化碳吸收裝置21是與閥8a相連，但也可使之與另一側閥8b相連，如果是具有相同功能的閥，也可將它們設置在室內單元側。此外，還可以在開啟閥8a、8b前將製冷劑補充注入製冷系統內。
另外，如圖5所示，連接室外單元側工作製冷劑流路和連接管側的閥8a，8b不僅可用來利用真空泵向連接管7與接合口之外排氣和充注二氧化碳或補充充注製冷劑，還可用於將二氧化碳充入室內單元6和連接管部分7。
也就是說，通過帶內閥的口接合部20使將二氧化碳發生裝置和二氧化碳吸收裝置組成一體的裝置24與帶內閥的接口12a相連，在使與閥8a、8b中不具有接口12a的那個閥8b部分的連接管相連的連接口緩慢漏氣的狀態下打開閥19，從充有二氧化碳的容器和填充使碳酸鈣和酸混合以便發生化學反應生成二氧化碳的二氧化碳容器18輸送二氧化碳，衝洗後關閉閥19，停止供給二氧化碳，將閥8b部分完全連接，然後打開閥23，使之與填充了吸收二氧化碳的物質的容器22連通，以便吸收二氧化碳。
吸收完二氧化碳後，關閉閥23，從接口12a上卸下二氧化碳發生裝置和二氧化碳吸收裝置成為一體的裝置24。
作為吸收二氧化碳吸收裝置的容器22內的二氧化碳的吸收物質例如可以是沸石。沸石可以吸收水分是眾所周知的，在將其用於除去冷櫃和空調機中的製冷系統內的水分時，本發明的發明人發現，沸石在室溫下能高效率地吸收二氧化碳並且可以重複使用，並證實了將沸石用於製冷循環中時其連接簡便。
雖然沸石是作為吸附劑保持在二氧化碳吸收裝置的容器22中，但是使用前需用真空泵使該吸附劑充分脫氣，上述脫氣工藝不必在連接前立即進行。優選的方案是簡便地使脫氣的二氧化碳吸收裝置21在先關閉閥23的狀態下持續運行。最好在脫氣時對該二氧化碳吸收裝置的容器22加熱，以使脫氣速度更快。
在二氧化碳吸收裝置中的沸石保持量雖然可以根據應脫氣部分的二氧化碳的含量確定，但是保持每1升二氧化碳量為20g以上的沸石時，脫氣速度較快。
另外，對於上述沸石而言，如果使用微孔直徑的平均值比0.4nm大的沸石時，受室內單元中水分所引起的吸附速度降低的影響較小，另外，最好能迅速除去室內單元內的氣體。吸附速度快慢程度最為合適的是微孔徑為1.0nm的沸石。此外，雖然對沸石的形狀沒有特殊規定，但最好為難於破碎的球狀。
能夠吸收二氧化碳裝置中的二氧化碳的其它物質例如可以是環氧化合物或氫氧化鈣和氯化鈣的混合物。
更具體地說，能夠吸收在二氧化碳吸收裝置中的二氧化碳的其它物質可以是下述物質1，2-環氧乙烷環氧丙烷、1，2-環氧丁烷、2，3-環氧丁烷、1，2-環氧己烷、1，2-環氧辛烷、3，4-環氧-1-丙烯、苯乙烯氧化物、環己烯氧化物、縮水甘油苯酯、全氟丙烯氧化物等單官能和多官能環氧化合物、醋酸縮水甘油酯、丙酸縮水甘油酯、己二酸縮水甘油酯等縮水甘油酯化合物、苯基縮水甘油醚、三甲基矽烷縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚、丙烯基縮水甘油醚等縮水甘油醚化合物的環氧化合物。
在利用環氧化合物吸收二氧化碳時，最好把有機鋅化合物和鎂系催化劑作為催化劑同時使用。
作為反應催化劑具體可以列舉二烷基鋅和二烷基鎂等兩價活性氫化合物例如與水、一級銨、兩價酚、芳香族二碳酸、芳香族烴基羧酸按摩爾比1∶1反應後的物質，二乙基鋅/r-氧化鋁、碳酸鋅、醋酸鋅、醋酸鈷、氯化鋅/四丁基銨溴化物等有機鋅系催化劑和無機系催化劑、三乙基鋁/路易斯鹼類、二乙基鋁二乙基醯胺、α、β、γ、δ-四苯基ポルフィナト鋁的氧化物等鋁化物系催化劑。
雖然在室溫下環氧化合物也能吸收二氧化碳，但最好通過在二氧化碳吸收裝置中設置例如加熱器對盛裝吸收二氧化碳的物質的容器部分加熱，可以促使反應以更快速度進行。
另外，用作吸收被二氧化碳吸收裝置保持的二氧化碳的其它物質可以是丙烯亞胺等環狀亞胺化合物、四元環醚的氧烷甲醛、甲基氮雜環丙烷等三元環胺、丁二烯異戊二烯等的共軛二烯類、丙烯磺化物、乙烯苯基磷化物、亞磷酸酯和芳香族一級伯胺或芳香族二胺的混合物以及冠醚、烷基二滷化物和金屬二烷氧化物的混合物。
在把製冷壓縮機、熱交換器、毛細管或膨脹閥和把上述各部件連接起來的配管構成的製冷系統的連接方法中，其特徵在於在把製冷系統的一部分或全部充入惰性氣體後，通過設置在製冷系統的一部分上的冷凝捕集裝置，將充入的惰性氣體冷卻到低於冷凝溫度，然後冷凝捕集惰性氣體，將其中的冷凝捕集裝置與製冷系統脫開，接著使製冷劑在整個製冷系統內循環。
下面說明上述連接方法。
圖6和圖7是與本發明有關的另一種製冷系統構成圖，室外單元5和室內單元6由連接管7，閥8a，8b和結合部9a，9b相連。使室外單元側工作流路和連接管側相連的閥8a，8b具有把惰性氣體充入連接管7的接合口以外的接口12a，12b。
如圖6所示，供給惰性氣體的裝置25與上述兩接口12a，12b中之一相連，在開啟另一接口的同時，開啟閥27，惰性氣體從供給惰性氣體的裝置25流出，並充滿室內單元6和連接管部分7。
然後，關閉閥27，供給惰性氣體的裝置25停止供給惰性氣體，沒有與供給惰性的裝置25相連的那個接口12b閉鎖。
接著，如圖7所示，將惰性氣體冷凝捕集裝置28與上述兩連接口12a，12b之一相連，因為在製冷系統運行前從循環中除去惰性氣體後不再需要惰性氣體冷凝捕集裝置28，所以也可以在冷凝捕集惰性氣體後將上述裝置卸下。
可以簡單地使用充注惰性氣體的炮彈狀儲氣瓶作為供給惰性氣體的裝置25。
惰性氣體冷凝捕集裝置是將惰性氣體冷卻到冷凝溫度以下來冷凝捕集惰性氣體的。除使用時之外，為了不與大氣接觸而設置閥29。在惰性氣體冷凝捕集裝置28的閥29處於關閉狀態下，通過帶有內閥的口接合部20將惰性氣體冷凝捕集裝置28連接在帶有內閥的接口12a上，然後打開閥29，使惰性氣體冷凝捕集裝置28和室內單元6與連接管7接通。這時閥8b關閉，室外單元5與室內單元6隔離。經一定時間後，關閉惰性氣體冷凝捕集裝置28的閥29，將帶有內閥的口接合部20從帶內閥的接口12a上脫開，然後卸下惰性氣體冷凝捕集裝置28，通過打開閥8a，8b，可以實現上述連接方法。
可以冷凝捕集的惰性氣體例如為氬氣、氮氣、二氧化碳等。雖然甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷等碳氫化合物不是所謂的惰性氣體，但它們對構成製冷系統的部件不產生不良影響，而且可在較高溫度下捕集，因此也可使用。
可以利用裝有帕爾帖冷卻裝置的容器和將該容器與液氮等冷媒組合作為惰性氣體冷凝捕集裝置。
下面說明由製冷壓縮機、熱交換器、毛細管或膨脹閥、熱交換器、保持環氧化合物的二氧化碳吸收裝置和把這些部件連接起來的配管構成的製冷系統。
圖8是與本發明有關的另一種製冷系統構成圖，該製冷系統至少包括製冷壓縮機1，熱交換器2a，2b，毛細管或膨脹閥3，保持環氧化合物的二氧化碳吸收裝置21和把這些部件連接起來的配管4。
二氧化碳吸收裝置21保持如上所述的環氧化合物。此外，也可以含有促進環氧化合物吸收二氧化碳的催化劑。雖然對二氧化碳吸收裝置21的設置位置沒有特別的限定，但是由於環氧化合物對二氧化碳的吸收隨溫度升高而迅速增加，所以將二氧化碳吸收裝置設置在制冷機和承擔製冷劑冷凝過程的熱交換器之間是特別優選的。
因為制冷機油在酯類油等存在的情況下由於與其它化合物共存而變質，所以在二氧化碳吸收裝置21的製冷劑通路上設置了油分離構件，最好將該油分離構件配置成能使以不含油的製冷劑為主的氣體組分與含有吸收二氧化碳的環氧化合物的物質接觸。
製冷劑在本發明的整個製冷系統進行循環之前，可以在製冷系統的一部分或全部中充入二氧化碳，使二氧化碳吸收裝置21起作用。也可以在二氧化碳吸收裝置21起作用前後使製冷劑循環，在短時間內吸收製冷系統中的二氧化碳。
利用上述結構，不需要利用真空泵對製冷劑等的製冷系統的殘餘空氣進行純化，因此可提供一種使用方便的製冷系統。
下面通過具體實施例說明本發明。
(實施例1)將具有製冷壓縮機1、熱交換器2a、毛細管3的室外單元5和具有設置在待製冷空調的部位上的熱交換器2b的室內單元6固定在各自的安裝位置上，接著，在它們之間用連接管7連接，便構成如圖1所示的製冷系統。預先將HFC系製冷劑封入室外單元5內，將酯類制冷機油封入制冷機內。此時室內單元6內充滿空氣，其容積約1000cm3。
然後，按照下述方法製作以沸石為吸附劑的空氣吸收裝置13。將沸石(E.Xルク社制的分子篩，微孔徑1.0nm)100g在氮氣氛下放入100cm的不鏽鋼容器中，在該容器口上安裝球閥。然後通過橡膠管將具有120升/分抽氣速度的真空泵與上述球閥相連。用烘乾器對容器加熱並對該容器抽氣1小時。在關閉閥後，將容器從真空泵上卸下，將帶內閥的口結合部與球閥相連，作為空氣吸收裝置13。然後按照圖2所示那樣，將上述空氣吸收裝置13連接在三通閥8a上的接口12a上。然後打開空氣吸收裝置13的閥15，使沸石暴露在室內單元6和連接管7的空氣中。暴露30分鐘後，關閉閥15，卸下空氣吸收裝置13，使接口12a上的密封部分的間隙開啟，然後打開閥8a，8b，使製冷劑流過室內單元側。
抽取連續運行3000小時的制冷機油，沒有發現制冷機油氧化變質，制冷機油的全氧化合價數0.02mg KOH/g與在運行開始時的值相比(0.01mgKOH/g)基本上沒有改變。
(實施例2)通過橡膠管將實施例1中使用過的沸石作為吸附劑保持的空氣吸收裝置13與具有120升/分抽速的真空泵相連，用烘乾器加熱上述空氣吸收裝置並對該裝置抽氣1小時。利用重複使用過的沸石象實施例1那樣進行製冷循環。
隨後使製冷系統連續運轉3000小時，再取出制冷機油，沒有發現制冷機油氧化變質。制冷機油的全氧化合價數0.03mg KOH/g與運行開始時的值相比(0.01mg KOH/g)基本上沒變。
再將使用過兩次的空氣吸收裝置13按照與實施例1相同的方式連接， 抽出已連續運行3000小時的制冷機油，沒有發現制冷機油氧化變質。制冷機油的全氧化合價數0.02mg KOH/g與運行開始時的值(0.01mg KOH/g)相比基本上沒有改變。
(實施例3)首先將兩通閥安裝在室內機結合部的兩個位置上，從其中的一條通路中通入二氧化碳，關閉充滿了二氧化碳的設置在待製冷空調部位上的熱交換器2b中的兩個閥，此時，封入的二氧化碳量約為1000cm3。
將室外單元5和室內單元6分別固定在安裝位置上，把連接管7連接在它們之間，構成圖1所示的製冷系統，預先在室外單元5內封入HFC系製冷劑，在室外單元5內的製冷壓縮機1中封入酯類制冷機油。
接著，按下述方法製作以沸石為吸附劑的空氣吸收裝置13。在氮氣氛下將100g沸石(E.メルク社製造的分子篩，微孔徑為1.0nm)放入100cm3的不鏽鋼容器中，然後將閥安裝在該不鏽鋼容器的口上。再利用橡膠管將具有120升/分抽氣速度的真空泵與上述閥相連，用烘乾器加熱不鏽鋼容器並對其抽氣1小時。在關閉閥後把容器從真空泵上卸下，將帶內閥的口結合部與上述閥相連，上述容器用作空氣吸收裝置13。接著按照圖9將上述空氣吸收裝置13連接到在三通閥8a上的接口12a上。然後開啟室內單元的兩通閥30a，30b，再打開空氣吸收裝置13的閥門15使室內單元6和連接管7與空氣吸收裝置連通，使沸石暴露在室內單元6和連接管7的二氧化碳和空氣中。暴露30分鐘後關閉閥15，卸下空氣吸收裝置13。使口12a上的密封部分的間隙開啟，然後打開閥8a，8b，使製冷劑在室內單元側流動。
然後取出運行3000小時後的制冷機油，沒有發現制冷機油氧化變質，制冷機油的全氧價數0.01mg KOH/g與運行開始時的值(0.01mg KOH/g)相比基本上沒有變化。
(實施例4)將室外單元5和室內單元6固定在各自的安裝位置上，用連接管7將它們連接起來構成圖1所示的製冷系統。預先在室外單元5內封入HFC系製冷劑，在室外單元5內的製冷壓縮機1中封入酯類制冷機油。這時，室內單元6被空氣充滿，其容積為約1000cm3。
接著按下述方法製作二氧化碳吸收裝置21。將100g沸石(E.メルク社制的分子篩，微孔徑為1.0nm)在氮氣氣氛下充入100cm3的不鏽鋼容器22中，並將閥23安裝在該不鏽鋼容器22的口上。接著用橡皮管將具有120升/分抽氣速率的真空泵與上述球閥23相連，用烘乾器加熱上述容器22並對該容器抽氣1小時。關閉閥23後將上述容器從真空泵上卸下。將帶內閥的口結合部20連接在閥上作為二氧化碳吸收裝置21。
如圖3所示，將裝有二氧化碳的氣罐作為二氧化碳發生裝置17連接到接口12a，12b中之一的12a上，通過打開另一接口12b從二氧化碳發生裝置17輸送二氧化碳，用二氧化碳衝洗室內單元6和連接管部分7。
然後，停止從二氧化碳發生裝置17供給二氧化碳，關閉沒有同二氧化碳發生裝置17相連的那個接口12b，並按圖4所示將二氧化碳吸收裝置21連接在閥8a上的接口12a上。開啟二氧化碳吸收裝置21的球閥23，使室內單元6和連接管7中的二氧化碳暴露在沸石中。經暴露2分鐘後，關閉球閥23，然後卸下二氧化碳吸收裝置21，再開啟閥8a，8b，使製冷劑在室外單元5、連接管7和室內單元6中流動。
然後將連續運行了3000小時的制冷機油取出，沒有發現制冷機油氧化變質，制冷機油的全氧化合價0.02mg KOH/g與運行開始時的值(0.01mg KOH/g)相比基本上沒有改變。
(實施例5)將室外單元5和室內單元6固定在各自的安裝位置上，並用連接管7將它們連接起來，構成圖1所示的製冷系統，預先在室外單元5內封入HFC系製冷劑，在室外單元5內封入HFC系製冷劑，在室外單元5的製冷壓縮機1內封入酯類制冷機油，這時，室內單元6被空氣充滿，其容積約為1000cm3。
接著，按下述方法製作二氧化碳吸收裝置21在氮氣氣氛下將20g氫氧化鈣和20g氯化鈣混合保持在內側有聚四氟乙烯的內部容積為100cm3的不鏽鋼容器22內，將閥安裝在該不鏽鋼容器22的口上，用橡膠管將具有120升/分抽速的真空泵與上述閥相連，對容器抽氣1分鐘。關閉閥，從真空泵上卸下容器。將帶內閥的口結合部20連接在閥上，上述容器用作二氧化碳吸收裝置21。
如圖3所示，將盛有二氧化碳的氣罐作為二氧化碳發生裝置連接在口12a，12b中之一的12a上，打開另一接口12b，從二氧化碳發生裝置17供給二氧化碳，用二氧化碳衝洗室內單元6和連接管部分7。
然後結束從二氧化碳發生裝置17供給二氧化碳氣，關閉沒有連接二氧化碳發生裝置17的那個口12b，再按圖4所示那樣把二氧化碳吸收裝置21連接在口12a上。接著打開二氧化碳吸收裝置21的閥23，使室內單元6和連接管7中的二氧化碳暴露在氫氧化鈣和氯化鈣的混合物中。暴露30分鐘後，關閉球閥23，卸下二氧化碳吸收裝置21。再開啟口12a上的密封部分的間隙，然後打開閥8a、8b，使製冷劑在室外單元5、配管7和室內單元6內流通，完成連接。
然後取出經3000小時連續運行後的制冷機油，沒有觀測到制冷機油氧化變質，致冷機油的全氧化合價為0.02mg KOH/g與運行開始的值(0.01mgKOH/g)相比基本上沒變化。
(實施例6)將室外單元5和室內單元6固定在各自的安裝位置上，並用連接管7連接在它們之間，構成圖1所示的製冷系統。預先在室外單元5內封入HFC系製冷劑，在室外單元5的製冷壓縮機內封入酯類制冷機油。這時，室內單元6由空氣充滿，其容積約為1000cm3。
接著按照下述方法製作如圖10所示的將二氧化碳發生裝置和二氧化碳吸收裝置成一體的裝置24。
將氯化鋅0.36g(0.0023摩爾)、四丁基銨溴化物3.43g(0.0107摩爾)和一種環氧化合物即苯基縮水甘油醚20g(0.133摩爾)作為二氧化碳固定反應的反應催化劑放入保持在由氮氣氣氛保護的內部容積為100cm3的不鏽鋼容器22內。將閥23安裝在該容器的出口上，並用橡皮管將具有120升/分抽速的真空泵連接在球閥23上，對該容器內部抽氣1分鐘，然後關閉閥，將容器從真空泵上卸下。
然後用不鏽鋼管將具有閥19並充入按大氣壓換算為5000cm3的二氧化碳氣罐18和帶有上述球閥23的不鏽鋼容器22連成一體。
把帶內閥的口接合部20結合在端部上，使二氧化碳發生裝置和二氧化碳吸收裝置成為一體的裝置24。
如圖5所示，將由二氧化碳發生裝置和二氧化碳吸收裝置組成的一體的裝置24連接在口12a上，在使閥8b和連接管7的連接緩慢漏氣的狀態下打開閥19輸送二氧化碳，用二氧化碳衝洗室內單元6和連接管7的部分。關閉閥19停止供給二氧化碳氣，使閥8b和連接管7完全連接，然後打開閥23暴露30分鐘，然後關閉閥23，從口12a上卸下一體化後的二氧化碳發生裝置和二氧化碳吸收裝置24。開啟口12a上密封部分的間隙，打開閥8a、8b，使製冷劑在室外單元5、連接管7和室內單元6內流通。
然後，取出經3000小時連續運行後的制冷機油，沒有觀測出制冷機油氧化變質，制冷機油的全氧化合價數0.02mg KOH/g與運行開始時的值(0.01mgKOH/g)比較基本上沒有變化。
對照例將室外單元和室內單元固定在各自的安裝位置上，並用連接管連接它們之間，構成與實施例1相同的系統。預先在室外單元內封入HFC系製冷劑在室外單元內的製冷壓縮機中封入酯類制冷機油。這時室內單元被空氣充滿，其容積約1000cm3。
然後打開閥8a、8b；使室內單元與室外單元連通。經過3000小時連續運行後取出制冷機油，制冷機油變黃，表明制冷機油已變質。
本發明由於按上述構成，具有下述效果。
按照本發明權利要求1所記載的發明，將以沸石作為吸附劑的空氣吸收裝置安裝在製冷系統的一部分上，由於吸收了製冷系統內的空氣，因此沒有必要象現有技術那樣啟用真空泵，同時製冷劑不會洩漏到大氣中，因此有利於環境衛生，並且由於在製冷循環中沒有殘留的空氣，可以防止製冷循環惡化。另外，按照權利要求2記載的發明，由於可以重複使用沸石，因而可以降低製冷系統的安裝費用。
按照權利要求3所記載的發明，由於事先將二氧化碳封入室內單元中，而可以迅速除去室內單元內的氣體。
按照權利要求4所記載的發明，由於沸石的平均微孔徑大於0.4nm，所以可以防止由於室內單元內水分引起的空氣吸附速度降低。
按照權利要求5所記載的發明，由於空氣吸收裝置內保持的沸石的量是按存在室內單元和連接管內的空氣量每1000cm3為20g選取的，所以可使脫氣速度加快。
按照權利要求6所記載的發明，由於用二氧化碳衝洗室內單元或連接管內部，並且將二氧化碳吸收裝置安裝在製冷系統的一部分上，以便吸收製冷系統內的二氧化碳，所以沒有必要啟用現有技術中的真空泵，既防止了製冷劑洩漏到大氣中有利於環境衛生，又由於在製冷系統中不殘留空氣而可以防止製冷循環惡化。
按照權利要求7所記載的發明，由於沸石保持在二氧化碳吸收裝置中，所以既可以在低溫下高效率地吸收二氧化碳，又可以重複使用沸石。
按照權利要求8所記載的發明，由於把氫氧化鈣和氯化鈣保持在二氧化碳吸收裝置中，所以既可以通過氫氧化鈣除去二氧化碳，又可以用氯化鈣除去作為反應生成物的水。
按照權利要求9所記載的發明，由於使環氧化合物保持在二氧化碳吸收裝置中，所以既可高效率地吸收二氧化碳，又使處理方便。
按照權利要求10所記載的發明，由於至少在製冷系統的一部分中充入惰性氣體，通過設置在製冷系統的一部分上的冷凝捕集裝置，所以還適用於除去二氧化碳以外的惰性氣體。
按照權利要求11所記載的發明，由於至少在製冷系統的一部分中充入二氧化碳，使充入的二氧化碳通過二氧化碳吸收裝置吸收，所以基本上可以獲得與權利要求6相同的效果。
按照權利要求12所記載的發明，由於在二氧化碳吸收裝置的製冷劑流路內配置了油分離構件，所以制冷機油和二氧化碳吸收物質不接觸，故而不會使制冷機油變質。
權利要求
1.一種製冷系統的連接方法，上述製冷系統具有製冷壓縮機和熱交換器的室外單元和設置在待製冷空調部位上的熱交換器的室內單元，該連接方法的特徵在於用連接管連接上述室外單元和室內單元；在上述室外單元、室內單元和連接管的管路的任何一個上配置以沸石為吸附劑的空氣吸收裝置，以便除去空氣；然後將空氣吸收裝置與上述製冷系統脫開；使製冷劑在製冷系統中循環。
2.如權利要求1所記載的製冷系統的連接方法，其特徵在於在上述沸石使用之後，藉助於恢復其吸附能力的操作，可重複使用。
3.如權利要求1所述的製冷系統的連接方法，其特徵在於將二氧化碳事先封入上述室內單元。
4.如權利要求1所述的製冷系統的連接方法，其特徵在於上述沸石的微孔徑的平均值大於0.4nm。
5.如權利要求1所述的製冷系統的連接方法，其特徵在於在上述空氣吸收裝置中裝入的沸石量按照在上述室內單元和連接管中存在的空氣量每1000cm3為20g以上。
6.一種製冷系統的連接方法，上述製冷系統具有製冷壓縮機和熱交換器的室外單元和設置在待製冷空調部位上的熱交換器的室內單元，該連接方法的特徵在於用連接管連接上述室外單元和室內單元；用二氧化碳衝洗上述室內單元或上述連接管的內部；在上述室外單元、室內單元和連接管的管路的任何一個上配置二氧化碳吸收裝置，以便除夫二氧化碳；然後把上述二氧化碳吸收裝置從製冷系統上卸下；使製冷劑在上述製冷系統中循環。
7.如權利要求6所述的製冷系統的連接方法，其特徵在於使沸石保持在上述二氧化碳吸收裝置中。
8.如權利要求6所述的製冷系統的連接方法，其特徵在於使氫氧化鈣和氯化鈣保持在上述二氧化碳吸收裝置中。
9.如權利要求6所述的製冷系統的連接方法，其特徵在於使上述環氧化合物保持在上述二氧化碳吸收裝置中。
10.一種製冷系統的連接方法，該製冷系統具有製冷壓縮機、熱交換器、毛細管或膨脹閥和連接上述各部件的配管，該連接方法的特徵在於在上述製冷系統的至少一部分中充入惰性氣體；通過設置在上述製冷系統一部分上的冷凝捕集裝置使上述惰性氣體冷卻到冷凝溫度以下，以便冷凝捕集上述惰性氣體；然後將上述冷凝捕集裝置從上述製冷系統上脫開；使製冷劑在上述整個製冷系統中循環。
11.一種具有製冷壓縮機、熱交換器、毛細管或膨脹閥和將上述部件連接起來的配管的製冷系統，其特徵在於在上述製冷系統的一部分上配置保持環氧化合物的二氧化碳吸收裝置，在上述製冷系統的至少一部分上充入二氧化碳，用上述二氧化碳吸收裝置吸收二氧化碳。
12.如權利要求11所述的製冷系統，其特徵在於在上述二氧化碳吸收裝置的製冷劑流路中配置油分離構件。
全文摘要
本發明提供了防止製冷循環中混入空氣有利於環境衛生的製冷系統連接方法，預先用配管連接包括充有工作製冷劑的一部分或全部的製冷壓縮機(1)和熱交換器(2a)的室外單元(5)和具有設置在待製冷空調部位上的熱交換器(2b)的室內單元(6)。用設置在室外單元(5)、室內單元(6)和配管(7)的管路中的任何一個上的空氣或二氧化碳吸收裝置(13，21)除去空氣和二氧化碳等，然後將空氣或二氧化碳吸收裝置(13，21)從製冷循環中脫開，使製冷劑在製冷系統中循環。
文檔編號B01D53/14GK1161440SQ9611334
公開日1997年10月8日 申請日期1996年7月27日 優先權日1995年7月28日
發明者脅田克也, 川上哲司, 中島啟造, 佐藤成廣, 尾崎祐介, 園田信雄 申請人:松下電器產業株式會社