[发明专利]制冷循环

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷循环，特别地，涉及一种在使用新的制冷剂的情况下能最佳地分离制冷剂与油并能以较高的效率运转的制冷循环。

背景技术

例如使用于车用空调装置等的制冷循环具有图7所示的基本结构。在图7中，制冷循环101包括：对制冷剂进行压缩的压缩机102；对经压缩后的制冷剂进行冷凝的冷凝器103；作为使经冷凝后的制冷剂减压、膨胀的减压/膨胀装置的膨胀阀104；以及使经减压、膨胀后的制冷剂蒸发的蒸发器105，使制冷剂一边改变其状态一边在该制冷循环101中循环。在上述制冷循环101中，为了提高压缩机102等的耐久性等，有时在使用的制冷剂中含有润滑油(例如，由PAG(聚亚烷基二醇)构成的油)。另外，在使用制冷剂及油的情况下，为了抑制因油附着在循环中的热交换器(例如，蒸发器105)中而产生的导热阻碍，已知有一种将油分离器设于循环中的适当的位置、以极力使与制冷剂分离后的油不进入热交换器中而使该油朝需要润滑的压缩机返回的方法。但是，作为当前代表性的制冷剂能列举出R134a，由于该R134a制冷剂与PAG油的相溶性较好，所以，实际情况是，在几乎所有的情况下未设置油分离器。

以全球变暖潜势(GWP：global warming potential)等的进一步改善为目的，对上述作为当前代表性的制冷剂R134a等进行新制冷剂的研究、开发(例如非专利文献1)。作为以上述改善为目的的新制冷剂，最近公开了R1234yf，例如，对于使用于车用空调装置等的制冷循环中的应用，其试验、研究也处于可能的状况。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：制冷2008年3月刊第83卷第965号

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在使用新制冷剂R1234yf的情况下，R1234yf与R134a比较，其与PAG油的相溶性较差，尤其在制冷循环中的高压侧，存在液态制冷剂与油分离这样的问题。即，在将新制冷剂R1234yf使用于如图7所示的制冷循环的情况下，例如，如图6中表示的在比较高负载时的某一运转条件下的一例那样，在低温低压侧，R1234yf能与PAG油相溶(相溶区域)，但在高温高压侧容易形成制冷剂与油分离的两相分离区域，特别地，存在该区域中制冷剂与油分离这样的问题。当油在制冷剂循环通路的中途与制冷剂分离时，有时也存在尤其是油不返回压缩机的情况，从而对压缩机的耐久性存在担心。

另外，在使用R134a制冷剂的车用空调装置中，通常，在制冷循环中的液态路中安装有观测镜，能根据通过观测镜所观察到的制冷剂状态来判断制冷剂的过量或不足。然而，在使用新制冷剂R1234yf的情况下，存在上述在制冷剂循环通路的中途，液态制冷剂与油分离这样的问题，观测镜可能会因分离的油而污浊或模糊，从而不能利用观测镜判断几乎所有情况下的制冷剂的过量或不足。

因此，本发明的技术问题着眼于上述使用新制冷剂R1234yf的情况下的问题，即使在将制冷剂改变为新制冷剂R1234yf的情况下，也能在适当的位置恰当地将制冷剂与油强制分离，使分离后的油优先返回到压缩机等的需要润滑的部位并极力使该油不供给至不希望油供给的热交换器等，从而作为制冷循环整体能以较高的效率运转。

另外，本发明的其他技术问题在于，在将观测镜设于制冷循环中的液态路的情况下，即使在使用新制冷剂R1234yf的情况下，也能经由该观测镜可靠地判断制冷剂的过量或不足。

解决技术问题所采用的技术方案

为解决上述技术问题，本发明所涉及的制冷循环沿制冷剂的流动方向依次包括：对制冷剂进行压缩的压缩机；对压缩后的制冷剂进行冷凝的冷凝器；使冷凝后的制冷剂减压、膨胀的减压/膨胀装置；以及使减压、膨胀后的制冷剂蒸发的蒸发器，其特征是，使用R1234yf作为制冷剂，并在从上述压缩机出口侧到上述减压、膨胀装置的区域中、制冷剂与油不相溶地以分离的状态并存的两相分离区域内，设置将制冷剂与油强制分离的油分离装置。在此，本发明的冷凝器是指所谓的过冷冷凝器，该过冷冷凝器除了通常的冷凝器以外，还具有使制冷剂在冷凝器内冷凝至过冷状态的液态制冷剂的过冷区域。