[发明专利]一种用于提高空调和制冷系统能效的极性化合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于提高空调和制冷系统能效的极性化合物，更涉 及旧的制冷和空气调节装置换热器管路油膜去除技术，属于空调和制冷 系统技术领域。

背景技术

众所周知，空调和制冷系统的功能依赖于可压缩气体在压缩机中被 压缩和在阀门等孔部位被减压释放两个过程中能量的吸收和释放才得以 实现。

一般来说，上述系统的可压缩气体压强的变化完成能量的传递是通 过其气态到液体的相变来实现的。这种空调和制冷元件一般用于易腐物 质保存的冷冻、冷藏等大型商业建筑，以及类似的需要空气调节的商务 建筑和民用设施。

早在上世纪70年代开始人们就已致力于空调以及制冷系统效率的改 善，关于空调和制冷系统的能效一般是通过压缩机的优化设计、发动机 和其他机械构件设计的改进而加以改善，或者通过提高压缩机的润滑和 抗磨性能来降低压缩机的摩擦能耗，从而提高制冷系统的能效。然而， 通过其他方法进一步改善空调和制冷系统领域的能效的需求和空间仍然 存在。

另外，经过长时间工作的空调和制冷系统，润滑油性能会出现不同 程度的下降，如耐磨性不足，而且稳定性下降，尤其是由于长期周而复 始地和制冷剂在密闭环境中高温低温循环，使得润滑油会发生聚合，在 换热器管路内壁形成不同厚度的油膜，严重增加了制冷剂相变过程管路 热阻，降低了内外环境能量传递的效率，在设定的冷负荷不变的情况下 增加了电能的消耗。因此，防止和去除空调和制冷系统的换热器油膜的 存在，也是改善空调和制冷系统能效的有效途径。

一般来说，目前使用的空调和制冷系统都是依赖于一种由制冷剂和 润滑油在密闭的系统中循环的可压缩物质的流动来实现处于不同空间位 置的能量的传递。通常使用的制冷剂一般为氟利昂家族和氨气，氨作为 制冷剂一般用于如冷库等大型的制冷系统。制冷剂的选择一般根据一系 列的设计标准来确定，氟利昂和氨在商业性建筑中使用最为普遍，二氧 化碳在某些场合也有应用。润滑油在制冷系统中也起到了十分重要的作 用，比如在螺杆系统中，不仅用于冷却压缩机，还用于转子之间的密封。 润滑油的选择是基于其物理特性，如黏度和分裂性等，与其一起工作的 制冷剂的特性对制冷系统的效率起到关键的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提高空调和制冷系统能效的极性化 合物，该极性化合物合成的极性有机分子一端为较高的电子云密度区域， 另一个端电子云密度则较低。这一个特殊的分子与作为冷媒的可压缩流 体物质以及各种型号的压缩机及其构造材料具有很好的混溶性，尤其是 该物质在压缩机工作中遇到的各种工况下都能够保持长期稳定的液体状 态。也就是说在冷凝部分和膨胀部分不能够有不连续的固态蜡状物质产 生，而且在该系统的高压高温端该物质升华的量极少，即该极性分子具 有不可压缩性和较高的沸点。另外，不仅该极性分子能够与制冷剂和空 调以及制冷系统的各种构造材料相兼容，而且能够与空调和制冷系统使 用的常规润滑油相兼容。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：所述的极性化合物是液态 的含卤素的不饱和碳氢化合物，该卤素特指是氯原子，多次提到的极性 基团是多氯二烯基团。添加到空调和制冷系统中的多氯二烯碳氢化合物 沸点较高，与多种冷冻机油和制冷剂具有很好的混溶性，且能够在高温 和高压的临界工况的制冷周期中长期稳定使用。因为和制冷剂成分毒理 学性质类似，对人体没有致癌毒性，所以液态的多氯二烯碳氢化合物添 加剂亦适用于食品的冷冻贮藏制冷设备和空气调节装置。

所使用的极性化合物添加到空调和制冷系统中，需要其在机器工作 过程中保持长期稳定的液体状态。尤其需要注意空调和制冷系统的膨胀 部分避免凝固物质的产生而堵塞管路，从而增加维修和保养费用。

此外，如果形成固态的蜡状物质则会抵消极性分子对系统能效提高 的作用。通常，该液态的多氯二烯极性化合物含有8-20个碳原子和2-8 个氯原子。含氯原子的多少、在该分子上的位点和该极性化合物的分子 量的大小一起决定了该化合物的挥发性和凝固点温度。电子云密度大的 一端和电子云密度小的一端的电子云密度的差异不需要很大，只要该分 子上电子云密度分布不均匀。其他的含氯不饱和碳氢化合物的极性分子 只要极性端和非极性端具有足够的偶极矩都可以使用。