《一種碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法》是廣東美芝製冷設備有限公司於2011年2月16日申請的發明專利，該專利的公布號為CN102644600A，專利公布日為2012年8月22日，發明人是陳振華。該發明涉及一種降低碳氫製冷劑封閉式旋轉壓縮機。
《一種碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法》根據公式m≤1.325×P×（Q/K）×LFL計算出壓縮機的潤滑油封入量；公式中：m為壓縮機的潤滑油封入量、Q為在國標規定條件下測定的壓縮機搭載空調器時，空調器的製冷量、LFL為製冷劑的最低燃燒極限、P和K為參數；其中，參數P取值範圍為1.8～2.2；參數K取值範圍為150～220。
2017年12月11日，《一種碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法
- 公布號：CN102644600A
- 公布日：2012年8月22日
- 申請號：2011100448118
- 申請日：2011年2月16日
- 申請人： 廣東美芝製冷設備有限公司
- 地址：廣東省佛山市順德區順峰山工業開發區
- 發明人：陳振華
- Int. Cl. ：F04C29/02(2006.01)I
- 專利代理機構：佛山市粵順智慧財產權代理事務所
- 代理人：唐強熙
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
R22製冷劑已被“蒙特婁議定”書列為限期逐步淘汰的製冷劑。歐洲、日本早已開始轉向R410A製冷劑替代，美國也將於2010年禁止R22在新的製冷產品中使用。中國也加快了R22淘汰的步伐，將於2013年凍結在2009～2010年的平均水平，2015年要達到削減基線水平的10％的要求。而中國國內一些主要品牌也開始推出R410A作為製冷劑的環保空調。然而R410A的GWP值比R22還大，“京都議定書”已將R410A列為受控排放的溫室效應氣體，所有R410A絕不是長遠的替代方案。
作為HCFC（如R22），HFC（如R410A，R407C）的替代製冷劑，碳氫製冷劑最為業界關注。但碳氫製冷劑用於空調器系統，有一個很重要的課題，就是其具有高可燃性，必須限制碳氫空調器系統的製冷劑封入量。所以有必要採取措施，以減少壓縮機殼體內的製冷劑含量，從而使得空調器整機系統的製冷劑封入量也得以減少。
截至2012年8月，常用的R22，R410A等不可燃的製冷劑壓縮機內，封入的潤滑油較多。由於壓縮機內的潤滑油溶解有製冷劑，如果採用碳氫製冷劑的壓縮機的潤滑油封入量，跟常用的R22，R410A等不可燃的製冷劑壓縮機同樣封入較多的潤滑油的話，系統中的可燃性製冷劑的含量較大，將不利於可燃性空調器的安全性。採用非可燃性製冷劑壓縮機的潤滑油封入量較多，具體可參考下表，是一個大概的壓縮機的潤滑油封入量情況說明：
序號 | 壓縮機搭載空調器時的製冷量 （瓦）[國標條件下測定] | 對應2012年8月前的採用非可燃性製冷劑壓縮機的潤滑油封入量（毫升） |
1 | 1800 | 250 |
2 | 2500 | 350 |
3 | 3500 | 480 |
4 | 5000 | 620 |
5 | 6100 | 750 |
6 | 7500 | 1100 |
如果採用碳氫製冷劑的壓縮機的潤滑油封入量，跟2012年8月前常用的R22，R410A等不可燃的製冷劑壓縮機同樣封入較多的潤滑油的話，可以看看下表，可知道，潤滑油中所溶解的可燃性製冷劑的質量（以採用碳氫製冷劑，R290為例）：
序號 | 壓縮機搭載空調器時的製冷量（瓦）[國標條件下測定] | 壓縮機的潤滑油封入量（毫升） | 壓縮機殼體內的潤滑油中溶有 的 R290質量（克）[溶解度按 20%（質量比）算，油密度按 0.95克/毫升] |
1 | 1800 | 250 | 47.5 |
2 | 2500 | 350 | 66.5 |
3 | 3500 | 480 | 91.2 |
4 | 5000 | 620 | 117.8 |
5 | 6100 | 750 | 142.5 |
6 | 7500 | 1100 | 209 |
發明內容
專利目的
《一種碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法》的目的是提供一種能夠滿足IEC60335-2-40（2005）、BSEN378（2008）等規定，符合國際上碳氫製冷劑安全套用要求，可更好地推廣可燃性碳氫製冷劑套用的碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法，以克服2012年8月前技術中的不足之處。
技術方案
《一種碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法》特徵是根據公式m≤1.325×P×（Q/K）×LFL計算出壓縮機的潤滑油封入量；公式中：m為壓縮機的潤滑油封入量、Q為在國標規定條件下測定的壓縮機搭載空調器時，空調器的製冷量、LFL為製冷劑的最低燃燒極限、P和K為參數；其中，參數P取值範圍為1.8～2.2；參數K取值範圍為150～220。其中，製冷劑的LFL的值在ASHRAE標準34-2010中有定義；Q的測試國家標準是GB/T7725（2004）。參數P取值範圍為1.8～2.0；或者，參數P取值為1.8、1.9或2.0；或者，參數P取值範圍為2.0～2.2；或者，參數P取值為2.1或2.2。參數K取值範圍為150～180；或者，參數K值為150、160、170或180；或者，參數K取值範圍為190～220；或者，參數K值為190、200、210或220。
改善效果
《一種碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法》公開了一條用於使用碳氫製冷劑的封閉式旋轉壓縮機的封油量的計算公式，通過公式可以對其的潤滑油封入量進行的限定，可減少壓縮機殼體內潤滑油中所溶解的製冷劑的質量，從而減少壓縮機殼體內的製冷劑含量，使得整個空調系統的製冷劑封入量下降，提高了碳氫空調系統的安全性。使得空調系統的製冷劑封入量更好地滿足法規要求。同時，可在滿足製冷劑封入量法規的前提下，通過增加製冷劑封入量而進一步提高空調系統的性能。該方法能夠滿足IEC60335-2-40（2005）、BSEN378（2008）等規定，符合國際上碳氫製冷劑安全套用要求，可更好地推廣可燃性碳氫製冷劑套用。
附圖說明
圖1為R290製冷劑封入量與空調器製冷量關係圖。
圖2為R290製冷劑封入量與空調器能效關係圖。
權利要求
1.《一種碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法》特徵是根據公式m≤1.325×P×（Q/K）×LFL計算出壓縮機的潤滑油封入量；公式中：m為壓縮機的潤滑油封入量，單位為毫升，Q為在國標規定條件下測定的壓縮機搭載空調器時的製冷量，單位為瓦，LFL為製冷劑的最低燃燒極限，單位為千克/立方米，P和K為參數；其中，參數P取值範圍為1.8～2.2；參數K取值範圍為150～220。
2.根據權利要求1所述碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法，其特徵是參數P取值範圍為1.8～2.0。
3.根據權利要求2所述碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法，其特徵是參數P取值為1.8、1.9或2.0。
4.根據權利要求1所述碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法，其特徵是參數P取值範圍為2.0～2.2。
5.根據權利要求4所述碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法，其特徵是參數P取值為2.1或2.2。
6.根據權利要求2至5任一項所述碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法，其特徵是參數K取值範圍為150～180。
7.根據權利要求6所述碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法，其特徵是參數K值為150、160、170或180。
8.根據權利要求2至5任一項所述碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法，其特徵是參數K取值範圍為190～220。
9.根據權利要求8所述碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法，其特徵是參數K值為190、200、210或220。
實施方式
R290（丙烷），R1270（丙烯）等碳氫製冷劑對臭氧層破壞係數是0，全球變暖係數GWP值很低，基本可以忽略，是長遠的替代物。然而，根據美國國家標準/美國供暖製冷空調工程師學會標準ANSI/ASHRAE34《製冷劑編號方法和安全性分類》，R290（丙烷），R1270（丙烯）等碳氫製冷劑的安全性分類，被定義為A3級製冷劑，即為低毒性、高可燃性製冷劑。國際上，為了更好地推廣可燃性碳氫製冷劑套用，已經出台了相關安全法規去指導碳氫製冷劑的安全套用，例如IEC60335-2-40（2005），以及BSEN378（2008）。因為如果房間內所含有的可燃性碳氫製冷劑的濃度達到了製冷劑本身的最低燃燒極限（LFL），遇上點火源的話，就會發生燃燒。因此以上兩份標準，使用可燃性碳氫製冷劑的空調系統的製冷劑封入量的上限，進行了限制（兩份標準的限制規定均相同）。
為了滿足製冷劑封入量規定，公開一種碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法，其根據公式m≤1.325×P×（Q/K）×LFL計算出壓縮機的潤滑油封入量；公式中：m為壓縮機的潤滑油封入量、Q為在國標規定條件下測定的壓縮機搭載空調器時的製冷量（單位：W）、LFL為製冷劑的最低燃燒極限（單位：千克/立方米）、P和K為參數；其中，參數P取值範圍為1.8～2.2；參數K取值範圍為150～220。
下面根據上述公式，舉例說明，其中，碳氫製冷劑採用R290。對於R290空調器用壓縮機的潤滑油封入量，根據該專利的最佳化公式而獲得的效果如下表，由下表可見壓縮機殼體內的潤滑油中溶有的R290質量大大的下降。
序號 | R290壓縮機搭載空調器時的製冷量（瓦）[國標條件下測定] | 根據該專利的最佳化公式而設計的 R290壓縮機的潤滑油封入量 （毫升）[取P=1.8，K=200] | 壓縮機殼體內的潤滑油 中溶有的R290質量（克） [溶解度按20%（質量 比）算，油密度按0.95克/毫升] |
1 | 1800 | ≤120 | ≤23 |
2 | 2500 | ≤131 | ≤26 |
3 | 3500 | ≤155 | ≤29 |
4 | 5000 | ≤185 | ≤35 |
5 | 6100 | ≤204 | ≤39 |
6 | 7500 | ≤227 | ≤43 |
另外，R290空調器的製冷量以及能效，是與製冷劑的封入量有關係的，分別參見圖1和圖2：同時，可以發現，在一定的區間範圍內，空調器的製冷量以及能效均隨著R290製冷劑封入量的增加而增加。於是，若採用減少潤滑油的封入量，在保持空調器原有的製冷劑總封入量的前提下，參與製冷循環的R290製冷劑質量增加，這樣，空調器的性能可進一步提到提高。
榮譽表彰
2017年12月11日，《一種碳氫製冷劑旋轉式壓縮機的封油量最佳化方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
