专利名称：制冷设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷设备，特别是一种使用R161 (化学式CF3CH2F)替代R22冷媒 的制冷设备。
背景技术：
作为制冷系统的冷媒，R22 (HFC22)的臭氧破坏系数ODP (OzoneDepletion Potential)高，因而需要淘汰。目前作为R22的替代冷媒，广泛使用的有 R410A[HFC32 HFC125 = 50 50 (重量比)]和 R407C[HFC32 HFC125 HFC 134a = 23 25 52(重量比)]等。并且，使用R410A或R407C的制冷系统，可获得与R22相当能 效系数 COP (Coefficient ofPerformance)的产品。
国家将于2010年6月1日正式实施《房间空气调节器能效限定值及能效等级》。 因此，从节能方面考虑，需要使用高能效比的冷媒。另外，考察制冷装置和空调机对地球变 暖的影响，必须选用TEWI值较小的冷媒。其中，综合等价变暖影响TEWI (Total Equivalent Warming Impact)作为地球变暖指标，是以冷媒向大气中排放造成的影响(直接影响)和装 置的能量消耗(间接影响)之和表示的。
就上述所及的GffP值，R407C和R410A的GffP分别为1980和2340，比R22的GffP 值1900大一些。因此，要防止地球变暖，可以选用GWP值小的R161(HFC161)。R161的GWP 值为 12，与 R22，R407C, R410A 的 GWP 值 1900，1980,2340 相比，大约为 1/150-1/200。
R161的理论能效比比R22的大，并且在实际测试中，不同工况下，R161冷媒的能效 比比R22均提高，提高范围在8%-13%之间。毒性方面，最大未观察到有害浓度为1822ppm， 大于R22的最大未观察到有害浓度lOOOppm。需要说明的是，R161的可燃等级为A3，安全 性较差。因此，R161作为替代冷媒尚未大规模应用于实际产品中。发明内容
本发明的目的旨在提供一种使用GWP值较小的R161冷媒，从而能够提供一种能效 比高、防地球变暖、节能安全、体积小的制冷设备，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种制冷设备，包括由压缩机、冷凝器、节流机构以及蒸发器构成 的制冷系统，制冷系统中使用R161作为冷媒进行制冷循环，其特征是根据制冷系统的制冷 能力来充注 R161，R161 的填充量为 178. 30g/Kw_247. 83g/Kw。
上述制冷能力是按照国家《房间空气调节器》(所规定的方法进行测定的。
一种制冷设备，包括由压缩机、冷凝器、节流机构以及蒸发器构成的制冷系统，制 冷系统中使用R161作为冷媒进行制冷循环，其特征是根据冷凝器的内容积来充注R161， R161 的填充量为 419. 90g/L-659. 82g/L。
本发明考虑到制冷系统的能效比值随制冷系统中冷媒充注量的不同而变化的趋 势是对充注不同冷媒的制冷系统，都存在一个最优冷媒量使制冷系统的能效比值最大。随 R16LR22和R410A冷媒量的改变，能效比呈现出峰值，当冷媒量改变时，能效比将降低。使用R161时，其最优能效比比R22和R410A的最优能效比高，当使用R161并将充注量设定在 适当范围内时，能够得到较高的能效比。本发明的制冷设备在使用R161作为冷媒进行制冷 循环，并且R161相应于每kW制冷能力，其充注量在178. 30g-247. 83g时，或者，R161相应 于每升冷凝器的内容积的充注量在419. 90g-659. 82g时，使得制冷设备具有较高的能效比 值。而且，在上述情况下，R161比R22系统压力降低10%-12%，排气温度降低5%-10%; 同等能力下，充注量(重量)只有1 22的25%-45(%。另外，由于R161具有比现有的R22 和R410A低得多的GWP值(约为1/150-1/200)，并且在充注适当冷媒量下，还能够得到比 R410A和R22高的能效比值；此外，在相同能力下，充注量明显要少。因此，R161与R22和 R410A相比，对环境环境更为利好。
图1为在制冷运行时，R16UR22和2410A的充注量与能效比值关系图。
图2为在制热运行时，R16UR22和2410A的充注量与能效比值关系图。
图3为本发明原理图。
图4为使用相同能效的压缩机，在同等能力时，R161冷媒能效比值和R22冷媒的 能效比进行比较的关系图。
图5为使用相同能效的压缩机，在同等能力时，R161冷媒实际测定的能效比值和 R22冷媒实际测定的能效比进行比较的关系图。
图6为制冷能力与室外换热器内容积的关系图。
图7为制冷能力与室内换热器内容积的关系图。
图8为制冷能力与室外、室内换热器内容积比值的关系图。
图9为不同制冷能力下R161，R410A, R22的储液罐的容量。
图10为不同制冷能力下R161，R410A, R22的储气罐的容量。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图3，本制冷设备为热泵式空调器，包括室外机1和室内机7，两者通过冷媒配 管相连接而构成冷媒回路，该冷媒回路中，R161作为冷媒进行制冷循环。室内机7中有室 内换热器8。而室外机1中，有压缩机4、四通阀3、室外换热器2、节流机构6和储液罐5。
进行制冷循环时，压缩机4排出的冷媒经四通阀3进入作为冷凝器的室外换热器 2中；在室外换热器内冷凝的冷媒，经由节流机构6进入作为蒸发器的室内换热器8中；接 着，在该室内换热器8内气化的冷媒，经四通阀3和储液罐5返回压缩机4 ；冷媒制冷循环 时流动方向见图3中实线箭头所示。
进行制热运行时，四通阀3换向，压缩机4排出的冷媒经由四通阀25、配管3进入 作为冷凝器的室内换热器8中；在室内换热器8中冷凝的冷媒经由节流机构6进入作为蒸 发器的室外换热器2中；接着，在室外换热器2内蒸发的冷媒经由四通阀3和储液罐5返回 压缩机4 ；冷媒制冷循环时流动方向见图3中虚线箭头所示。
如图6、图7所示，为从2. 6kff到7. 2kW不同能力等级的空调器的室内换热器和室 外换热器的内容积。图8所示，为从2. 6kff到7. 2kff不同能力等级的空调器的室内换热器和室外换热器的内容积比。
参照图6-图8数据，制冷能力为3. 5kff级的空调机，将室外换热器2的内容积 设定为1. 2升，室内换热器8的内容积设定为0. 41升。根据制冷系统的制冷能力来充注 R16LR161的填充量为178. 30g/Kw-247. 83g/Kw，制冷能力为3. 5kff时，冷媒回路中的R161 的总填充量将为600g-850g ；根据冷凝器的内容积来充注R161，R161的填充量为419. 90g/ L-659. 82g/L，室外换热器2的内容积为1. 2升时，冷媒回路中的R161的总填充量将为 503. 88g-791. 78g0
根据上述方式对(制冷系统中R161相应于每kW制冷能力的充注量在 178. 30g-247. 83g，或者，制冷系统中的R161的相应于每升室外换热器的内容积其填充量 在419. 90g-659. 82g)空调器充注R161冷媒，空调器的能效比在R161冷媒量为780g时，达 到能效比的峰值，具体可参见图1和图2中实测数据。同时，由图1可知，使用R410A的相 同能力的3. 5kff空调器，最高能效比为3. 26 (冷媒量为1380g)。
另外，从图1、图2可求出，R161冷媒系统的最高能效比时的冷媒充注量，在进行制 冷运行时为780g、制热运行时为700g。R22冷媒系统的最佳冷媒量，在进行制冷运行时为 1270g、制热运行时为1020g。由此结果可知，R161与R22系统性比，制冷和制热运行时的最 佳冷媒量的比率接近于1。因此，可以不需要调整储液罐的容量。
此外，在从2.6kW至7.2kW不同能力(同等效率压缩机)时，对使用R161时和R22 冷媒的制冷系统的能效比较，得到图4、图5所示的结果。空调器使用R161冷媒的充注量是 使用R22的60% -76. 5%，并能达到最佳。图4所示，以R22系统的能效比为基准(100% ) 时，R161系统的能效为103. 8%。图5所示，相对于使用R22时的能效3. 46，使用R161时的 能效为3. 59。由此可知，使用R161并将冷媒量设定在适当范围内时，能够得到比使用R22 时高的能效。能效之所以能够得到提高，除了冷媒的自身物理性之外，还有以下因素压力 损失小、冷媒的热传递提高等。
参见图9和图10，分别为R161，R410A，和R22冷媒系统在不同能力下相对应的储 液罐(accumulator)及储气罐(receiver)的容积。从图中可以看出，使用R161冷媒的制 冷设备，制冷能力在4kW以下的制冷设备，可以不需要储液罐和储气罐，制冷设备的制造成 本能够降低，而且能够实现制冷设备的小型化。
另外，上述实施形式中，以热泵式空调器为例进行了说明，但并不限定于此。本发 明能够广泛应用于使用R161作为冷媒的实际冷循环系统中。并且，本发明的原理，不仅适 用于单一的R161冷媒系统，还适用于至少含有70% (重量)R161的混合冷媒系统。
权利要求
1.一种制冷设备，包括由压缩机G)、冷凝器、节流机构(6)以及蒸发器构成的制冷系 统，制冷系统中使用R161作为冷媒进行制冷循环，其特征是根据制冷系统的制冷能力来充 注 R161, R161 的填充量为 178. 30g/Kw-247. 83g/Kw。
2.一种制冷设备，包括由压缩机G)、冷凝器、节流机构(6)以及蒸发器构成的制冷 系统，制冷系统中使用R161作为冷媒进行制冷循环，其特征是根据冷凝器的内容积来充注 R161, R161 的填充量为 419. 90g/L_659. 82g/L。
全文摘要
一种制冷设备，包括由压缩机、冷凝器、节流机构以及蒸发器构成的制冷系统，制冷系统中使用R161作为冷媒进行制冷循环，并根据制冷系统的制冷能力来充注R161，R161的填充量为178.30g/KW-247.83g/KW；或者，根据冷凝器的内容积来充注R161，R161的填充量为419.90g/L-659.82g/L。本发明的制冷设备在使用R161作为冷媒进行制冷循环，并且R161相应于每KW制冷能力，其充注量在178.30g-247.83g时，或者，R161相应于每升冷凝器的内容积的充注量在419.90g-659.82g时，使得制冷设备具有较高的能效比值。而且，在上述情况下，R161比R22系统压力降低了10％-12％，排气温度降低5％-10％；同等能力下，充注量(重量)只有R22的25％-45％。
文档编号F25B39/04GK102032700SQ20101061295
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者伍光辉, 刘智勇, 周向阳, 魏鹏 申请人:广东美的电器股份有限公司