专利名称：制冷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及制冷装置，特别涉及使用了R32单制冷剂或R32混合制冷剂的制冷装置。
另一方面，使用了HFC系制冷剂的制冷装置，用合成油作电动机。
还有，若聚对本二甲酸乙酯(PET)等树脂材料中存在水分，则在由于制冷运转导致温度上升时，树脂材料本身发生水解。结果是加快了树脂材料的劣化。
上述空气和水分是在制造制冷剂回路的构成部件时，在安装现场安装时混入的。故，为减少它们的混入量，制造时需要改良制造方法、制造工艺加强质量管理等。安装时、需要提高抽成真空后的真空度，延长抽真空的时间，以及提高真空泵的性能等。
因此，希望能进一步提高有压缩机的制冷装置的可靠性和操作简便性。
本发明就是鉴于以上问题而开发出来的，其目的是提高制冷装置的可靠性和操作简便性。
为了达成上述目的，本发明，用树脂材料作压缩机中的电动机的绝缘材料，同时还使用了压力损失比R22等制冷剂小的R32单制冷剂或R32混合制冷剂。
本发明是基于以下理由完成的。即，由于R32单制冷剂或R32混合制冷剂的制冷效果优于R22、R407C或R410A，所以为获得同样的制冷性能所需的制冷循环量少于R22等制冷剂。因此，R32单制冷剂或R32混合制冷剂流过相同路径时的压力损失小于R22等制冷剂。
制冷剂配管中有液侧配管。液侧配管例如是从冷凝器出口到蒸发器入口间的配管。即使压力损失增加，只要该液侧配管上的在减压装置(毛细管、膨胀阀等)的控制范围内，也不会导致装置性能下降。此外，使用了R32单制冷剂或R32混合制冷剂时，制冷剂回路的高低压力差最高约为使用了R22时的1.6倍。这样就使制冷剂压力损失的允许范围扩大。因此，使用了R32单制冷剂或R32混合制冷剂时，不会造成装置性能下降，能使液侧配管比现有的更细。
另一方面，制冷剂配管中有排出配管、吸入配管。排出配管，例如是位于压缩机喷出侧和冷凝器入口间的配管，而吸入配管例如是位于蒸发器出口和压缩机吸入侧间的配管。虽然该排出配管、吸入配管的压力损失，对装置性能的影响较大，但若使用R32单制冷剂或R32混合制冷剂，和现有情况相比压力损失下降。这样，只要使用了R32单制冷剂或R32混合制冷剂，即使配管直径变小，排出配管和吸入配管就能把装置的性能在现有水平上。此外，R32单制冷剂或R32混合剂除了能够保持优于现有装置的性能之外，还可使配管直径更小。
另外，对于热交换器，作为能够左右其性能的重要因素，是相当于制冷剂压力损失部分的饱和温度差。由于R32单制冷剂和R32混合制冷剂的压力损失较小，即使热交换器的传热管的直径变小，上述饱和温度差也能够与现有的相等。而且，由于R32单制冷剂和R32混合制冷剂的导热率高于现有的，所以即使传热管的直径变小，也能够将热交换能力保持在较高水平上。
如上所述，本案发明人发现了使用了R32单制冷剂和R32混合制冷剂以后，即使制冷剂配管和热交换器的传热管做得更细，而使制冷剂回路的内容积更小，性能上也没有问题。另一方面，混到制冷剂回路内的空气、水分的量和制冷剂回路的内容积成正比例增加。于是，在本发明中，通过使用R32单制冷剂和R32混合制冷剂来减小制冷剂回路的内容积，减少混到制冷剂回路的空气、水分的量，以防止压缩机内的电动机的绝缘材料劣化。
更详细地说，在使用HFC系制冷剂的制冷装置中，使用合成油作电动机油。该合成油，有与制冷剂相溶的醚油以及酯油，还有烷基苯油，虽然它与制冷剂的相溶性很低，但通过对它低粘度化，就能确保回油性能。
和现有的使用R22的制冷装置所使用的矿油相比，当制冷剂回路内混入空气、水分等时，这些合成油中的一部分容易发生分解、聚合等化学反应。结果，有时候合成油的一部分在膨胀阀、毛细管中作为淤渣析出来，而导致制冷剂回路的流路堵塞。
具体来说，醚油和烷基苯油由于空气的作用氧化而劣化。还有，酯油会由于水分的混入而水解。此时，哪种合成油都引起总酸值上升。
另一方面，压缩机中的电动机，使用了绝缘纸、引导线以及捆绑线等绝缘材料，该绝缘材料为树脂材料。例如，上述绝缘材料有聚对苯二甲酸乙酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚树脂(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺酰亚胺树脂(PAI)或聚亚胺等。
这些树脂材料的拉伸强度等强度，都在总酸值上升时下降。最坏的时候会烧坏电动机。
另外，PET、PEN以及PBT的分子中包括酯键。因此，如果这些树脂材料中有水分，温度由于制冷运转而上升时，树脂材料本身发生水解。结果加快了树脂材料的劣化。
如上所述，本发明使用了R32单制冷剂和R32混合制冷剂，使制冷剂回路的内容积小一些。由此减少了混入制冷剂回路的空气、水分的量，防止了压缩机中的电动机的绝缘材料的劣化。
具体来说，第1方面的发明为使用R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂，使用树脂材料作在压缩机11中的电动机的绝缘材料。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料作电动机的绝缘材料的压缩机11的制冷剂回路10，并且额定制冷功率在5KW以下的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径小于4.75mm的配管形成。
其他发明的对象为包括以R32单制冷剂或含量在75wt/％以上的混合制冷剂作制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率在5KW以下的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径为3.2mm～4.2mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率在5KW以下的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径为3.5mm～3.9mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率在5KW以下的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径为3.6mm～3.8mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于5KW且小于、等于18KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径小于7.92mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于18KW且小于、等于22.4KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径小于11.1mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于5KW且小于、等于22.4KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径在5.4mm～7.0mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于5KW且小于、等于22.4KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径为5.7mm～6.7mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于5KW且小于、等于22.4KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径为6.0mm～6.4mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机油的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于22.4KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径小于13.88mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于22.4KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径为7.5mm～9.8mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于22.4KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径为7.8mm～9.5mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于22.4KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径为8.1mm～9.1mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率在3.2KW以下的制冷装置。上述制冷剂回路10的气侧配管31由内径小于7.92mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于3.2KW且小于、等于5KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的气侧配管31由内径小于11.1mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于5KW且小于、等于9KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的气侧配管31由内径小于13.88mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于9KW且小于、等于18KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的气侧配管31由内径小于17.05mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于18KW且小于、等于22.4KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的气侧配管31由内径小于23.4mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机油的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于22.4KW的制冷装置。上述制冷剂回路10的气侧配管31由内径小于26.18mm的配管形成。
其他方面的发明的对象为包括制冷剂回路10的制冷装置，该制冷剂回路10包括使用了树脂材料作电动机的绝缘材料的压缩机11和室内热交换器15，且以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂作制冷剂形成制冷循环。上述室内热交换器15的传热管由内径小于5.87mm的传热管形成。
其他方面的发明的对象为包括制冷剂回路10的制冷装置，该制冷剂回路10包括使用了树脂材料作电动机的绝缘材料的压缩机11和室外热交换器13，且以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环。上述室外热交换器13的传热管由内径小于6.89mm的传热管形成。
其他方面的发明的对象为包括制冷剂回路10的制冷装置，该制冷剂回路10包括使用了树脂材料作电动机的绝缘材料的压缩机11和室外热交换器13，且以R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环。上述室外热交换器13的传热管由内径小于7.99mm的传热管形成。
上述压缩机11也使用合成油作制冷机油。
上述液侧配管32也可以是连接室内机组17和室外机组16的液侧连接配管。
上述气侧配管31也可以是连接室内机组17和室外机组16的气侧连接配管。
上述混合制冷剂最好是R32和R125的混合制冷剂。
上述制冷剂也可以是R32单制冷剂。
—发明的效果—由于本发明能够减小制冷剂回路10的内容积，所以，可减少混入制冷剂回路10的空气和水分的量。其结果，能够防止压缩机11中的电动机的绝缘材料劣化。因此，能够防止烧坏上述电动机的烧损，同时，也能够防止压缩机11的滑动部位发生磨耗、烧接。还能够防止在毛细管等膨胀机构中产生堵塞等。因此，能够减少次品率。
另外，由于水分等混入上述制冷剂回路10的的可能性很少，所以，很容易对制造、安装管理，就能够提高制造和安装的简便性。
另外，在使用合成油作电动机油时，能够提高装置的可靠性。
图2为莫利尔线图。
图3为表示传热管内径比的计算结果的一个表。
图4为带槽管的剖面图。
图5为莫利尔热力学曲线计算图。
图6为表示液侧配管内径比的计算结果的一个表。
图7为表示额定制冷功率下，R22用气侧配管和液侧配管的管径的图。
图8为表示额定制冷功率下气侧配管和液侧配管的细直径比的图。
图9为表示R22用铜管和R32用铜管的关系的图。
图10为表示地球温暖化系数的一个表。
最佳实施方式以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
—空调装置的结构—如图1所示，本实施方式所涉及的制冷装置是由将作为热源机组的室外机组16和作为利用机组的室内机组17连接起来而构成的空调装置1。空调装置1的制冷剂回路10可以R32单制冷剂(以下称为R32单制冷剂)为制冷剂，也可以含量大于、等于75wt/％且小于100wt/％的R32和R125混合制冷剂(R32含量较高的混合制冷剂，以下称为R32/R125混合制冷剂)为制冷剂。
上述冷剂回路10是形成蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路，通过作为制冷剂配管的气侧配管31和液侧配管32，依序将压缩机11、四通转向阀12、作为热源侧热交换器的室外热交换器13、作为膨胀机构的膨胀阀14及作为利用侧热交换器的室内热交换器15连接起来，机构成立。
具体来讲，压缩机11的排出侧和四通换向阀12的第一接口12a通过第一气侧配管21相连。四通换向阀12的第二接口12b和室外热交换器13通过第二气侧配管22相连。室外热交换器13和膨胀阀14通过第一液侧配管25相连。膨张阀14和室外热交换器15通过第二液侧配管26相连。室内热交换器15和四通换向阀12的第三接口12c通过第三气侧配管23相连。四通换向阀12的第四接口12d和压缩机11的吸入侧通过第四气侧配管24相连。
上述压缩机11、第一气侧配管21、四通换向阀12、第二气侧配管22、室外热交换器13、第一液侧配管25、膨胀阀14和第四气侧配管24和未图示的室外送风机一起被纳入在室外机组16中。另一方面，室内热交换器15和未图示的室内送风机一起被纳入在室内机组17中。第二液侧配管26及第三气侧配管23的一部分，构成了连接室外机组16和室内机组17的所谓连接配管。
上述压缩机11中使用了合成油作电动机油。该合成油，例如有醚油和酯油，还有烷基苯油。
另外，在上述电动机油中，添加有极压添加剂。除可使用磷酸酯、亚磷酸酯等含磷的有机化合物以外，还可使用含氯、硫的有机化合物等作该极压添加剂。
另一方面，在上述压缩机11中，电动机被纳入壳体中，未示。在该电动机中，使用了绝缘纸、引导线以及绑扎线等绝缘材料。该绝缘材料例如有聚对苯二甲酸乙酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚树脂(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺酰亚胺树脂(PAI)或聚亚胺等。
也就是说，上述绝缘纸、引导线以及绑扎线等中使用了上述树脂材料。另外，例如上述绝缘纸中使用了PET，引导线中使用了PPS，电动机中使用了多种树脂材料。
上述醚油和烷基苯油，会被空气氧化而劣化。上述酯油，由于水分的混入发生水解。由于空气或水分的作用，任一种合成油都会引起总酸值上升。
另外，上述电动机中的任一种树脂材料拉伸强度等强度，在总酸值上升时都会下降。最坏的时候会烧坏电动机。
还有，因为PET、PEN以及PBT分子中含有酯键，所以如果有水分，由于运转的温度上升的作用，会引起水解，助长劣化。
另一方面，为了防止在压缩机11的滑动部位发生磨耗及烧接，在电动机油中加上了极压添加剂。特别是，因为R32等HFC系制冷剂不包含氯原子而没有极压作用，所以在电动机油中加上了极压添加剂。
在压缩机11的滑动面处于高温状态、且有水分时，该极压添加剂会水解，它的润滑性会降低，而作为淤渣在膨胀阀14上析出来。如果它是含氯的极压添加剂，还会产生腐蚀性物质。
于是，如下所述，使用R32单制冷剂或R32/R125混合制冷剂，使冷剂回路10的内容积变小，从而减少空气、水分的混入量。
—热交换器的结构—由于R32单制冷剂或R32/R125混合制冷剂的单位体积制冷效果比R22大，所以，发挥规定能力所需的制冷剂循环量比使用R22时的要少。因此，在热交换器的传热管的内径一定的情况下，R32单制冷剂或R32/R125混合制冷剂的制冷剂循环量就较少，这样管内的压力损失就比使用R22时的要小。
一般情况下，如果减小热交换器的传热管的内径，整个装置的性能就会由于传热面积的减小、制冷剂压力损失的增加而下降。但是，在使用了R32单制冷剂或R32/R125混合制冷剂的情况下，由于传热管内的制冷剂侧的导热率大于R22，所以，即使管内压力损失增大到和使用R22时相等的程度，整个装置的性能也能够与R22持平或更好。
然而，制冷剂回路10中制冷剂存量最多的部分是室外热交换器13。因此，通过细化室外热交换器13的传热管，就可有效地减小制冷剂的填充量。此外，细化传热管后，还可减少制冷剂回路10的内容积。细化传热后，还可使室外热交换器13和室内热交换器15的体积变小，而促进室外机组16和室内机组17的小型化。
因此，本空调装置1中的室外热交换器13和室内热交换器15的传热管管径都被细化，其标准是使管内压力损失与R22持平。具体来说，本发明的空调装置1考虑了相当于传热管内的压力损失部分的制冷剂饱和温度的变化量，为使该温度变化量与R22持平，对室外热交换器13和室内热交换器15的传热管内径尺寸进行了设定。
—传热管结构的基本原理—以下，对构成室外热交换器13和室内热交换器15的传热管的基本原理进行具体说明。
如图2所示，为使相当于蒸发制冷剂的压力损失的饱和温度变化量ΔTe达到与传统装置的R22的饱和温度变化量相同的水平，对室外热交换器13和室内热交换器15的各传热管进行了设定。即，ΔTe＝Const.……(1)这里，ΔP配管压力损失(kPa)L配管长度(m)G制冷剂循环量(kg/s)A流路截面积(m2)λ损耗系数d配管内径(m)ρs压缩机吸入的制冷剂密度(kg/m3)上述饱和温度变化量ΔTe由下式表示。ΔTe={ΔTΔP}×ΔPe······(2)]]>采用以下的圆管磨擦损失公式可算出压力损失ΔP。ΔP=λ·Ld·G22·ρs·A2······(3)]]>若设制冷能力Q＝G×Δh一定不变，则ΔP∝G2ρs·d5∝(Δh2·ρs·d5)-1······(4)]]>
Δh制冷效果(kJ/kg)由上述(2)式和(4)式可导出下式。ΔTe∝{ΔTΔP}×(Δh2·ρs·d5)-1······(5)]]>因此，从上述(1)式、(5)式以及R22和R32的物性值，可按下式求出R32用传热管和R22用传热管的内径比，即传热管的管径比。 图3表示将各物性值代入上述式(6)后得到的计算结果。零提一下，计算过程中，假设蒸发温度Te为2℃，冷凝温度Tc为49℃，蒸发器出口的过热度SH＝5℃，冷凝器出口的过冷度SC＝5℃。
从上述计算结果可看出，R32单制冷剂的传热管管径被细化到R22用传热管的0.76倍左右。R32/R125混合制冷剂用传热管的管径被细化到R22用传热管的0.76～0.8倍左右。另外，作为参考，对其他替代制冷剂也进行了同样计算，其结果是，得不到R32这样的细径化效果(参考图3)。
基于上述原理，与R22用传热管相比，本实施例中的空调装置1中使用了具有以下内径的传热管。
即，使用R32单制冷剂时，室内热交换器15的传热管由内径为4.7mm～5.9mm的传热管形成，室外热交换器13的传热管由内径为5.4mm～6.7mm的传热管形成。
另一方面，使用R32/R125混合制冷剂时，室内热交换器15的传热管由内径为4.7mm～6.2mm的传热管形成，室外热交换器13的传热管由内径为5.4mm～7.1mm的传热管形成。
虽然各传热管的内径小于上述数值范围时，制冷剂填充量会进一步减少，但制冷剂的压力损失会过大。另一方面，虽然各传热管的内径大于上述数值范围时，制冷剂压力损失会减少，且装置的效率会提高，但R32的使制冷剂填充量减少的效果便却变小。
因此，在本实施例中，为达到平衡，将室外热交换器13及室内热交换器15的传热管的内径设定在上述数值范围内。
当然，根据装置的使用条件等，为能够更好地发挥出使R32的特性，可对上述数值范围进行进一步的限定。
例如，使用R32单制冷剂时，室内热交换器15的传热管由内径为4.9mm～5.7mm的传热管形成，室外热交换器13的传热管由内径为5.6mm～6.5mm的传热管形成。
再进一步，使用R32单制冷剂时，室内热交换器15的传热管由内径为5.1mm～5.5mm的传热管形成，室外热交换器13的传热管由内径为5.8mm～6.3mm的传热管形成。
使用R32/R125混合制冷剂时，室内热交换器15的传热管由内径为4.9mm～6.0mm的传热管形成，室外热交换器13的传热管由内径为5.6mm～6.9mm的传热管形成。
再进一步，使用R32/R125混合制冷剂时，室内热交换器15的传热管由内径为5.2mm～5.7mm的传热管形成，室外热交换器13的传热管由内径为5.9mm～6.6mm的传热管形成。
当传热管为内面平滑管时，传热管内径指扩管后的管内径。另外，如图4所示，当传热管为内面带槽管时，传热管内径是指扩管后的外径减去底部厚度的2倍而得到的值，即内径di＝do-2t。
可使用铜管、铝管等各种传热管作传热管。由于本实施例中的室外热交换器13和室内热交换器15作为一种与空气进行热交换的空气热交换器，是由铜管和铝翼形成的板翼式热交换器，所以，其中的传热管由铜管构成。
—制冷剂配管的结构—另外，上述空调装置1中，为了达到减小制冷剂回路10的内容积的目的，不仅使热交换器13，15的传热管管径细径化，还使制冷剂回路10的制冷剂配管的管径细径化。
如上所述，在R22用制冷剂配管中直接使用R32单制冷剂或R32/R125混合制冷剂时，制冷剂的压力损失会减少。因此，即使减小制冷剂回路10的液侧配管32的内径，管内压力损失增加到与使用R22时相同的水平，装置的性能也可维持在现有的水平上。于是，上述本空调装置1中，通过将液侧配管32的管径细化管内压力损失与R22持平的程度，做到了能维持作装置的性能的同时，减少了制冷剂回路10的内容积。
另外，本实施例中，气侧配管31和现有的R22用气侧配管相同。但是，为了减少制冷剂回路10的内容积，也细化使气侧配管31的管径就更理想了。
—制冷剂配管的结构的基本原理—以下，对构成上述液侧配管32的基本原理进行说明。
为使液侧配管32的压力损失占从冷凝器出口到蒸发器入口的制冷剂的压力下降量的百分比与R22时相同，对液侧配管32进行了设计。即，使用图5所示的符号下式成立。(Pco-Pvi)+(Pco-Pbi)(Pco-Pei)=Const.······(7)]]>这里，ΔP配管压力损失(kPa)L配管长度(m)G制冷剂循环量(kg/s)A流路截面积(m2)λ损耗系数d配管内径(m)ρs压缩机吸入的制冷剂密度(kg/m3)。
采用以下的圆管磨擦损耗公式可算出上述(7)式的分子的各项。ΔP=λ·Ld·G22·ρs·A2······(8)]]>这里，设能力Q＝G×Δh一定，由上式(8)可导出下式。ΔP∝G2ρs·d5∝(Δh2·ρs·d5)-1······(9)]]>Δh制冷效果(kJ/kg)然后，可导出下式。
(Pco-Pvi)+(Pvo-Pbi)∝(Δh2·ρs·d5)-1……(10)由上述式(7)和式(10)可导出下式。(Pco-Pvi)+(Pco-Pbi)(Pco-Pei)∝(Δh2·ρs·d5)-1(HP-LP)······(11)]]>因此，从上述(7)式、(11)式以及R22和R32的物性值，可按照下式求出R32用传热管和R22用传热管的内径比。 图6表示将各物性值代入上述式(12)的计算结果。补充以下，在进行上述计算时，假设蒸发温度Te为2℃，冷凝温度Tc为49℃，蒸发器出口的过热度SH＝5℃，冷凝器出口的过冷度SC＝5℃。
从上述计算结果可看出，R32单一制冷剂的液侧配管32的管径可缩小到R22的液侧配管的0.76倍左右。R32/R125混合制冷剂中的R32含量只要在75wt/％以上，则液侧配管的管径液可缩小到R22的0.76～0.8倍左右。另外，作为参考，对其他替代制冷剂也进行了同样计算，其结果是，R32的液侧配管的管径最小(参考图6)。
图7表示每个额定制冷功率下现有的使用了R22的装置中的气侧配管和液侧配管的管径(外径)。
上述本空调装置1中，根据额定制冷功率，所用的气侧配管31的管径与上述R22用气侧配管的相同，而所用的液体配管32的管径比上述R22用液侧配管的细。
图8表示气侧配管内径dg对液侧配管内径dl之比，即内径比(＝气侧配管内径dg/液侧配管内径dl)。本空调装置1中，根据额定制冷功率，使用了具有以下内径比的气侧配管31和液侧配管32。
即额定制冷功率大于5KW且小于、等于9KW时，使用上述内径比为2.1～3.5的气侧配管31和液侧配管32。额定制冷功率小于、等于5KW或大于9KW时，使用上述内径比为2.6～3.5的气侧配管31和液侧配管32。
额定制冷功率小于、等于5KW时，使用内径为3.2mm～4.2mm的配管作为液侧配管32。额定制冷功率大于5KW且小于22.4KW时，使用内径为5.4mm～7.0mm的配管作为液侧配管32。额定制冷功率大于、等于22.4KW时，使用内径为7.5mm～9.8mm的配管作为液侧配管32。
虽然上述内径比或液侧配管32的内径小于上述数值范围时，制冷剂填充量进一步减少，但装置性能降低。虽然上述内径比或液侧配管32的内径大于上述数值范围，制冷剂压力损失减少，且装置的效率有所提高，但制冷剂填充量减少的效果变小。
因此，在本实施例中，为了在保持装置性能的同时还能够充分减少制冷剂的填充量，将气侧配管31和液侧配管32设定在上述数值范围内。
此外，根据装置的使用条件等，为更有效地利用R32的特性，还可对上述数值范围进行进一步限定。
例如，额定制冷功率大于5KW且小于、等于9KW时，上述内径比可以在2.4～3.2的范围内。额定制冷功率小于、等于5KW或大于9KW时，上述内径比也可以在2.8～3.3的范围内。
进一步来讲，额定制冷功率大于5KW且小于、等于9KW时，上述内径比可以在2.6～3.0的范围内。额定制冷功率小于、等于5KW或大于9KW时，上述内径比可以在2.9～3.1的范围内。
此外，额定制冷功率小于、等于5KW时，液侧配管32的内径可以在3.5mm～3.9mm的范围内。额定制冷功率大于5KW且小于、等于22.4KW时，液侧配管32的内径可以在5.7mm～6.7mm的范围内。额定制冷功率大于、等于22.4KW时，液侧配管32的内径可以在7.8mm～9.5mm的范围内。
进一步来讲，额定制冷功率小于、等于5KW时，液侧配管32的内径可以在3.6mm～3.8mm的范围内。额定制冷功率大于5KW且小于、等于22.4KW时，液侧配管32的内径可以在6.0mm～6.4mm的范围内。额定制冷功率大于、等于22.4KW时，液侧配管32的内径可以在8.1mm～9.1mm的范围内。
但是，到目前为止，从成本较低且处理容易的角度考虑，制冷剂配管大多使用铜管。由于铜管有多种标准件，所以，利用既有的标准件，可使制冷剂配管31，32的低成本化。因此，为了降低装置成本，最好通过组合标准件来达到上述内径比的要求，液侧配管32和气侧配管31都仅由标准件构成。
图9是R22用铜管(JISB8607)的规格和日本制冷空调工业会提出的(日冷工案)R32用高压配管的规格的比较图。
由以上计算结果算出的最佳内径比是，使用R32单一制冷剂时为0.76，使用R32含量为75wt/％的R32/R125混合制冷剂时为0.80。从上述图9可看出，只要在最佳内径比的±10wt/％的范围内，通过组合标准件，很容易地实现该内径比。
例如，使用φ9.5mm的标准化配管作R22用配管的情况，在使用R32时，用φ8.0mm的标准化配管就可以了。因此，通过组合标准件就能很容易地完成本实施例。
—空调装置的运转情况—以下，根据制冷剂回路10中的制冷剂循环情况对所述空调装置1的运转情况进行说明。
空调装置在进行制冷运转时，四通换向阀12被设定在图1所示的实线一侧。即，四通换向阀12处于第一接口12a和第二接口12b连通，同时第三接口12c和第四接口12d连通的状态。
在此状态下，从压缩机11喷出的气体制冷剂流入第一气侧配管21、四通换向阀12和第二气侧配管22，在室外热交换器13中冷凝。从室外热交换器13流出的液体制冷剂流入第一液侧配管25，经膨胀阀14减压成为气液二相制冷剂。从膨张阀14流出的二相制冷剂又流入第二液侧配管26，在室内热交换器15中与室内空气进行热交换而蒸发，将室内空气冷却。从室内热交换器15流出的气体制冷剂流过第三气侧配管23、四通换向阀12和第四气侧配管24，被吸到压缩机11中。
另一方面，空调装置在进行制热时，四通换向阀12被设定在图1所示的虚线一侧。即，四通换向阀12处于第一接口12a和第四接口12d连通，第二接口12b和第三接口12c连通的状态。
在此状态下，从压缩机11喷出的气体制冷剂流过第一气侧配管21、四通换向阀12和第三气侧配管23而流入室内热交换器15中。流入室内热交换器15内的制冷剂与室内空气进行热交换而冷凝，室内空气被加热。从室内热交换器15流出的液体制冷剂流过第二液侧配管26经膨张阀14减压转成气液二相制冷剂。从膨胀阀14流出的二相制冷剂又流过第一液侧配管25在室外热交换器13中蒸发。从室外热交换器13流出的气体制冷剂流过第二配管22、四通换向阀12和第四气侧配管24，而被吸到压缩机11中。
—实施例的效果—如上所述，本实施例中，在使用R32单制冷剂或R32/R125制冷剂作为制冷剂的同时，还使室外热交换器13及室内热交换器15的传热管和液侧配管32比现有更细。所以，根据本实施例，可在保持装置性能的前提下，缩小制冷剂回路10的内容积，还能够抑制水分等混入制冷剂回路10中。
因此，能够防止上述压缩机11中的电动机的绝缘材料劣化。其结果，能防止上述电动机烧坏，同时能防止压缩机11的滑动部位磨耗、烧接。还有，能防止膨胀阀14的堵塞等。因此，能够减少次品率。
另外，由于混入上述制冷剂回路10的水分等的可能性减小，所以，制造和安装管理都很容易，就能够提高制造和安装的简便性。
另外，在使用合成油为电动机油时，能够提高装置的可靠性。也就是说，即使使用合成油作电动机油，回路也很少会由于析出淤渣而堵塞，装置的可靠性就很高。此外，由于水分等混入制冷剂回路10的可能性较小，所以，制造和安装时的质量管理可以松一些。
另外，由于制冷回路10的内容积小，所以，可减少制冷剂填充量，还可抑制地球变暖。由于传热管变得更细，所以可达到室外热交换器13和室内热交换器15的低成本化和小型化，还可使室内机组17和室外机组16小型化。
另外，水分等混入到上述制冷剂回路10的危险性很少，故能防止添加到电动机油中的极压添加剂水解，润滑性降低等。特别是，水解了的劣化物就不会在膨胀阀14中作为淤渣析出，确实能够防止制冷剂回路10的流路堵塞。
另外，能够防止在氯系极压添加剂中产生盐酸等腐蚀性物质。
—发明的其他实施方式—本发明，除了通过细化气侧配管31和液侧配管32，可得到减小制冷剂回路10的内容积的效果之外，仅仅使气侧配管31变细，也可收到这种效果。
为细径化对象的气侧配管31，不必是全部(第一气侧配管21、第二气侧配管22、第三气侧配管23和第四气侧配管24)都变得更细，可以只有部分变细。同样，为细径化对象的液侧配管32，也不必是全部(第一液侧配管25、和液侧配管26)都变得更细，可以只有部分变细。
可以与图7所示的值不同的R22用液侧配管的值为基准，把液侧配管32的管径(外径或内径)设定得小于这些值。
具体来讲，额定制冷功率小于、等于5KW时，液侧配管32由管径小于4.75mm的配管形成。
额定制冷功率大于5KW且小于、等于18KW时，液侧配管32由管径小于7.92mm的配管形成。
额定制冷功率大于18KW但小于、等于22.4KW时，液侧配管32由管径小于11.1mm的配管形成。
额定制冷功率大于22.4KW时，液侧配管32由管径小于13.88mm的配管形成。
也可以与图7所示的不同的R22用气侧配管的值为基准，把气侧配管31的管径设定得小于这些值。
具体来讲，额定制冷功率小于、等于3.2KW时，气侧配管31由管径小于7.92mm的配管形成。
额定制冷功率大于3.2KW且小于、等于5KW时，气侧配管31由管径小于11.1mm的配管形成。
额定制冷功率大于5KW且小于、等于9KW时，气侧配管31由管径小于13.88mm的配管形成。
额定制冷功率大于9KW且小于、等于18KW时，气侧配管31由管径小于17.05mm的配管形成。
额定制冷功率大于18KW且小于22.4KW时，气侧配管31由管径小于23.4mm的配管形成。
额定制冷功率大于22.4KW时，气侧配管31由管径小于26.18mm的配管形成。
可以以R22用传热管为基准，把室内热交换器15和室外热交换器13的传热管管径设定得小于这些值。
具体来讲，室内热交换器15的传热管可以由内径小于5.87mm的传热管形成。
室外热交换器13的传热管可以由内径小于6.89mm的传热管形成。
室外热交换器13的传热管可以由内径小于7.99mm的传热管形成。
上述实施例是可选择地进行制冷运转和制热运转的所谓的热泵式空调装置，但本发明的适用对象并不仅限于热泵式空调装置，例如也可为单冷机。此外，根据对应于额定制冷功率后的额定制热功率，设定液侧配管32和气侧配管31的内径或它们的内径比后，本发明也可用于单暖机。
本发明的额定制冷功率是指蒸发器的功率，并不限于空调装置制冷时的功率。此外，该额定制冷功率还可以是在连接配管长为5m、室内机组和室外机组的高低差为0m时，在规定的JIS条件(室内干球温度为27℃、室内湿球温度为19℃、室外干球温度为35℃)下发挥出的功率。
气侧配管31和液侧配管32不一定都要由铜管形成，也可以由SUS管、铝管、铁管等其他配管细形成。
室内热交换器15及室外热交换器13并不限于空气热交换器，也可以是双重管式热交换器等液—液热交换器。
本发明的制冷装置并不仅限于狭义的制冷装置，而是上述空调器之外，还包括冷藏装置和除湿机等广义的制冷装置。
当将本发明应用到对应于长配管的制冷装置、具备多个室内机组空调装置时，可延长所允许的配管长度。此外，本发明还可使室内机组增多。因此，能够提高装置在使用时的方便性，并可提高产品畅销性。
当将本发明用到长配管机和具有多个室内机组上时，可延长所允许的配管长，还可使室内机的台数增多。因此，能够提高装置在使用时的方便性，并可提高产品畅销性。
另外，本发明并非一定要在电动机油中添加极压添加剂。
产业上利用的可能性综上所述，本发明的制冷装置在使用了R32单制冷剂或R32混合制冷剂的场合下很有用。特别适合用在使用了树脂材料的制冷装置上。
权利要求
1.一种制冷装置，其中它使用R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂，使用树脂材料作在压缩机(11)中的电动机的绝缘材料。
2.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料作电动机的绝缘材料的压缩机(11)的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率在5KW以下；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径小于4.75mm的配管形成。
3.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或含量在75％以上的混合制冷剂作制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率在5KW以下；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径为3.2mm～4.2mm的配管形成。
4.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率在5KW以下；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径为3.5mm～3.9mm的配管形成。
5.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率在5KW以下；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径为3.6mm～3.8mm的配管形成。
6.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于5KW且小于、等于18KW；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径小于7.92mm的配管形成。
7.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于18KW且小于、等于22.4KW；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径小于11.1mm的配管形成。
8.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于5KW且小于、等于22.4KW；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径在5.4mm～7.0mm的配管形成。
9.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于5KW且小于、等于22.4KW；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径为5.7mm～6.7mm的配管形成。
10.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于5KW且小于、等于22.4KW；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径为6.0mm～6.4mm的配管形成。
11.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机油的压缩机11在内的制冷剂回路10，并且额定制冷功率大于22.4KW；上述制冷剂回路10的液侧配管32由内径小于13.88mm的配管形成。
12一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于22.4KW；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径为7.5mm～9.8mm的配管形成。
13.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于22.4KW；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径为7.8mm～9.5mm的配管形成。
14.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于22.4KW；上述制冷剂回路(10)的液侧配管(32)由内径为8.1mm～9.1mm的配管形成。
15.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率在3.2KW以下；上述制冷剂回路(10)的气侧配管(31)由内径小于7.92mm的配管形成。
16.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于3.2KW且小于、等于5KW；上述制冷剂回路(10)的气侧配管(31)由内径小于11.1mm的配管形成。
17.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于5KW且小于、等于9KW；上述制冷剂回路(10)的气侧配管(31)由内径小于13.88mm的配管形成。
18.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于9KW且小于、等于18KW；上述制冷剂回路(10)的气侧配管(31)由内径小于17.05mm的配管形成。
19.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机的绝缘材料的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于18KW且小于、等于22.4KW；上述制冷剂回路(10)的气侧配管(31)由内径小于23.4mm的配管形成。
20.一种制冷装置，其中它包括以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环、且包括使用树脂材料为电动机油的压缩机(11)在内的制冷剂回路(10)，并且额定制冷功率大于22.4KW；上述制冷剂回路(10)的气侧配管(31)由内径小于26.18mm的配管形成。
21.一种制冷装置，其中它包括制冷剂回路(10)的制冷装置，该制冷剂回路(10)包括使用了树脂材料作电动机的绝缘材料的压缩机(11)和室内热交换器(15)，且以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂作制冷剂形成制冷循环；上述室内热交换器(15)的传热管由内径小于5.87mm的传热管形成。
22.一种制冷装置，其中它包括制冷剂回路(10)的制冷装置，该制冷剂回路(10)包括使用了树脂材料作电动机的绝缘材料的压缩机(11)和室外热交换器(13)，且以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环；上述室外热交换器(13)的传热管由内径小于6.89mm的传热管形成。
23.一种制冷装置，其中它包括制冷剂回路(10)的制冷装置，该制冷剂回路(10)包括使用了树脂材料作电动机的绝缘材料的压缩机(11)和室外热交换器(13)，且以R32单制冷剂或R32含量在75％以上的混合制冷剂为制冷剂形成制冷循环；上述室外热交换器(13)的传热管由内径小于7.99mm的传热管形成。
24.根据权利要求第1项至第23项中的任一项所述的制冷装置，其中压缩机(11)使用合成油作制冷机油。
25.根据权利要求第2项至第14项中的任一项所述的制冷装置，其中液侧配管(32)是连接室内机组(17)和室外机组(16)的液侧连接配管。
26.根据权利要求第15项至第20项中的任一项所述的制冷装置，其中气侧配管(31)是连接室内机组(17)和室外机组(16)的气侧连接配管。
27.根据权利要求第1项至第24项中的任一项所述的制冷装置，其中混合制冷剂是R32和R125的混合制冷剂。
28.根据权利要求第1项至第24项中的任一项所述的制冷装置，其中制冷剂是R32单制冷剂。
全文摘要
一种制冷装置，由气侧配管31和热侧配管32依次将压缩机11、四通换向阀12、室外热交换器13、膨胀阀14以及室内热交换器15，连接起来，即构成制冷剂回路10。在制冷剂回路10中充填R32单制冷剂或R32含量在75wt/％以上的R32/R125混合制冷剂。使用树脂材料作压缩机11中的制冷机的绝缘材料；使用合成油作制冷机油。额定制冷功率小于、等于5KW时，由内径小于4.75mm的配管形成液侧配管32。
文档编号F04B39/00GK1425122SQ01808347
公开日2003年6月18日 申请日期2001年3月30日 优先权日2000年4月19日
发明者道明伸夫, 松浦秀树 申请人:大金工业株式会社