專利名稱：制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用 不含氯原子并含有碳碳雙鍵的氫氟烯烴作為制冷劑的制冷裝置，其含有裝入其中的冷凍油并配備有壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器。
背景技術(shù)：
通常，含有氟和氫原子的氫氟烴(HFC)已經(jīng)被用作空調(diào)、汽車(chē)空調(diào)和其它的制冷齊U。此外，從與制冷劑的相容性的角度來(lái)看，極性冷凍油例如聚亞烷基二醇(PAG)、多元醇酯(POE)和聚乙烯醚(PVE)已經(jīng)被用在采用這些HFC作為制冷劑的制冷循環(huán)中。在這樣的制冷循環(huán)中，經(jīng)常從其中使用的材料例如氟樹(shù)脂中生成氟離子。已知酯類冷凍油然后被提取到冷凍油中的氟離子所分解，造成由酸組分引起的金屬滑動(dòng)材料的腐蝕以及電機(jī)絕緣紙的劣化。因此在專利文件I中，例如通過(guò)之前的樹(shù)脂熱處理，將冷凍油中從氟樹(shù)脂中提取的氟離子的量限制在Ippm或更少。引用列表專利文件I JP-A 第 2004-204679 號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
摶術(shù)問(wèn)是頁(yè)然而，在這樣的傳統(tǒng)配置中，在高溫區(qū)域例如壓縮機(jī)中的滑動(dòng)部件中，在制冷劑氫氟烯烴與制冷循環(huán)中剩余的氧的反應(yīng)中，不可能防止通過(guò)分解生成氟化氫，并且用于制冷循環(huán)中的材料經(jīng)常會(huì)退化。制作來(lái)解決上述問(wèn)題的本發(fā)明的目的是提供一種制冷裝置，其采用含氫氟烯烴制冷劑和冷凍油作為能夠可靠運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間的工作液，因?yàn)榉瘹渫ㄟ^(guò)反應(yīng)得到去除并且用于制冷循環(huán)的組件的退化得到抑制。問(wèn)題的解決方案解決了上述傳統(tǒng)問(wèn)題的本發(fā)明的制冷裝置，采用含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯類冷凍油，并且在該制冷裝置中裝入碳碳雙鍵氫氟烯烴的單一制冷劑、或者含有作為主要組分的氫氟烯烴和不具有雙鍵的氫氟烴的混合制冷劑。通過(guò)與冷凍油中的不飽和脂肪酸殘基的反應(yīng)來(lái)去除系統(tǒng)中的氟化氫，即制冷劑的分解產(chǎn)物。盡管不飽和脂肪酸殘基在與氟化氫的反應(yīng)中提供氟化氫加合物，但是該加合物可以作為冷凍油一直在系統(tǒng)中循環(huán)。本發(fā)明的有利效果在根據(jù)本發(fā)明的制冷裝置中，在與含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯類冷凍油的不飽和鍵的反應(yīng)中，從系統(tǒng)中去除制冷裝置中生成的氟化氫，因此，用于制冷循環(huán)的組件的退化得到抑制。


圖I是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的制冷裝置的循環(huán)的圖。圖2是示出全球變暖潛能與雙組分混合制冷劑的混合比例之間的關(guān)系的表格。
具體實(shí)施例方式根據(jù)權(quán)利要求I的制冷裝置的發(fā)明，包括酯類冷凍油和制冷循環(huán)，該酯類冷凍油含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸，該制冷循環(huán)具有從壓縮機(jī)延伸經(jīng)由冷凝器、膨脹機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器回到壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)路線，其中將制冷劑裝入制冷循環(huán)中，從而防止用于制冷循環(huán)中的組件的退化，因?yàn)橥ㄟ^(guò)制冷劑的分解而在制冷循環(huán)中生成的氟化氫在與冷凍油的反應(yīng)中被引入冷凍油中而被穩(wěn)定化，該制冷劑包括單一制冷劑或混合制冷劑，該單一制冷劑是具有碳碳雙鍵的氫氟烯烴的單一制冷劑，該混合制冷劑含有作為主要組分的氫氟烯烴和不具有雙鍵的氫氟烴。本發(fā)明中使用的“主要組分”是至少一種必須用于本發(fā)明的制冷劑中的組分。主 要組分不必要是組分率最高的組分。根據(jù)權(quán)利要求2的制冷裝置的發(fā)明，裝入權(quán)利要求I的制冷裝置中的含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯類冷凍油，在一個(gè)分子中具有飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸兩者作為組分脂肪酸，從而酯類冷凍油在一個(gè)酯油分子中含有能與通過(guò)制冷劑的分解所生成的氟化氫反應(yīng)的脂肪酸殘基以及不與其進(jìn)行反應(yīng)的脂肪酸殘基。因此，與氟化氫反應(yīng)之后的酯油保持其物理特性而無(wú)顯著變化且起到冷凍油的作用，從而抑制制冷循環(huán)中使用的組件的退化。根據(jù)權(quán)利要求3的制冷裝置的發(fā)明，裝入權(quán)利要求I的制冷裝置中的在含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯類冷凍油中的不飽和脂肪酸殘基，在每一不飽和脂肪酸殘基中不含有兩個(gè)或更多碳碳不飽和鍵，制冷裝置可以防止不飽和鍵之間的聚合反應(yīng)，因此在與氟化氫的反應(yīng)中有效地去除氟化氫。因此，可以防止用于制冷循環(huán)中的組件的退化。根據(jù)權(quán)利要求4的制冷裝置的發(fā)明，裝入權(quán)利要求I的制冷裝置中的含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯類冷凍油中的不飽和脂肪酸殘基是支鏈脂肪酸，酯鍵部分很容易被相鄰取代基所環(huán)繞。因此，酯類冷凍油自身可耐受水解反應(yīng)，可以抑制有機(jī)酸的產(chǎn)生和用于制冷循環(huán)中的組件的退化。根據(jù)權(quán)利要求5的制冷裝置的發(fā)明，裝入權(quán)利要求I的制冷裝置中的含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯類冷凍油可與制冷劑混合，因此可以更有效地捕獲通過(guò)制冷劑的分解所生成的氟化氫，從而抑制用于制冷循環(huán)中的組件的退化。根據(jù)權(quán)利要求6的制冷裝置的發(fā)明，裝入權(quán)利要求I的制冷裝置中的制冷劑是被調(diào)整成具有不高于750的全球變暖潛能的雙或三組分混合制冷劑，即使將未回收的制冷劑排放到空氣中，也可以使對(duì)全球變暖的不利作用最小化。在下文中，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式將參考附圖進(jìn)行描述，但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明并不受到這些實(shí)施方式的限制。(實(shí)施方式I)圖I是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的制冷裝置的循環(huán)的圖。如圖I所示，制冷裝置具有用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)I、用于使制冷劑冷凝的冷凝器2、用于使制冷劑膨脹的膨脹機(jī)構(gòu)3例如膨脹閥、和用于蒸發(fā)制冷劑的蒸發(fā)器4、以及另外的使單元相互連接的管道5和四通閥6以及蓄能器(accumulator)(未在圖中示出)，并且含有制冷劑和冷凍油作為工作液。裝入制冷裝置中的制冷劑，是含有作為主要組分的氫氟烯烴例如四氟丙烯(HF01234yf)和二氟甲烷(HFC32)或/和五氟乙烷(HFC125)的雙或三組分混合制冷劑，這些組分被加入以使制冷劑的全球變暖潛能(GWP)為5 750，理想的是5 300。其可以是單一的氫氟烯烴制冷劑(GWP=4)。圖2是示出全球變暖潛能與混合有二氟甲烷或五氟乙烷的四氟丙烯的雙組分制冷劑的混合比例之間的關(guān)系的表格。具體如圖2所示，在雙組分混合物的情況下，當(dāng)四氟丙烯與二氟甲烷混合時(shí)，二氟甲烷應(yīng)該以44wt%或更低的量混合以使GWP不大于300，當(dāng)使用四氟丙烯和五氟乙烷時(shí)，五氟乙烷應(yīng)該以21. 3wt%或更低的量進(jìn)行使用以使GWP不大于750，并且五氟乙烷應(yīng)該以8. 4wt%或更少的量進(jìn)行使用以使GWP不大于300。當(dāng)制冷劑是四氟丙烯的單一制冷劑時(shí)，其具有相當(dāng)優(yōu)選的GWP 4。然而，因?yàn)榫哂斜扰c氫氟烴混合的制冷劑更大的比容，其具有較小的制冷容量，因此需要更大的制冷裝置。 換言之，通過(guò)使用作為主要組分的具有碳碳雙鍵的氫氟烯烴與不具有雙鍵的氫氟烴的組合制冷劑，與單一的氫氟烯烴制冷劑相比，可以改善特定的特性例如制冷容量，并且使其更易于使用。因此，在裝入的制冷劑中，在混合制冷劑的情況下，或甚至在使用四氟丙烯作為單一制冷劑的情況下，可以根據(jù)安裝有壓縮機(jī)的制冷裝置等的目的以及例如上述的GWP的限制的條件來(lái)適當(dāng)選擇四氟丙烯的比例。因此，可以使未回收的制冷劑對(duì)全球變暖的不利影響最小化，即使將其排放到空氣中。此外，以上述比例混合的混合制冷劑可以使得溫差更小，盡管其是非共沸混合物制冷齊U，并且顯示出與假共沸混合物制冷劑相似的行為，因此，可以改善制冷裝置的性能和性能系數(shù)(C0P)。此外，裝入壓縮機(jī)I中的可與制冷劑混合的冷凍油，包括含有不飽和脂肪酸作為其組分脂肪酸的酯類冷凍油。含不飽和脂肪酸的酯類冷凍油的典型例子包括，在一個(gè)分子內(nèi)含有飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯油、以及含有飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯油和在一個(gè)分子內(nèi)具有不飽和脂肪酸作為至少一種組分脂肪酸的酯油的混合物。在多元醇與飽和或不飽和脂肪酸的脫水反應(yīng)中生成本發(fā)明的酯類冷凍油。根據(jù)冷凍油的粘度使用多元醇例如新戊二醇、季戊四醇或二季戊四醇。使用的其它飽和脂肪酸是例如直鏈脂肪酸例如己酸、庚酸、壬酸或癸酸，或支鏈脂肪酸例如2-甲基己酸、2-乙基己酸和3，5，5-三甲基己酸。應(yīng)該注意到含有直鏈脂肪酸的酯油的滑動(dòng)特性優(yōu)異但耐水解性較差，而含有支鏈脂肪酸的酯油的滑動(dòng)特性稍差但有利地耐受水解。在本發(fā)明的酯類冷凍油的一個(gè)實(shí)施方式中，用不飽和脂肪酸替代部分飽和脂肪酸，即構(gòu)成可與上述制冷劑相容的酯油的脂肪酸?？梢栽诙嘣己惋柡团c不飽和脂肪酸的混合物的脫水反應(yīng)中生成這樣的酯油。不飽和脂肪酸中不飽和鍵的數(shù)目沒(méi)有特別限定，但不優(yōu)選存在兩個(gè)或更多個(gè)不飽和鍵，因?yàn)槠鋾?huì)導(dǎo)致過(guò)高的反應(yīng)性且其容易聚合。含有三鍵的化合物具有最高度的反應(yīng)性，因此不優(yōu)選。用于本發(fā)明的不飽和脂肪酸的優(yōu)選例子包括不飽和鍵數(shù)目為I的不飽和脂肪酸例如2-己烯酸、3-己烯酸、6-庚烯酸、10-十一碳烯酸、2-辛烯酸、2，2- 二甲基-4-戊烯酸、2-乙基-2-己烯酸、香茅酸等。本發(fā)明的酯類冷凍油的另一實(shí)施方式是含有飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯油與在一個(gè)分子內(nèi)含有至少一個(gè)不飽和脂肪酸作為其組分脂肪酸的酯油的混合物。在這種情況下，酯油中不飽和脂肪酸殘基的含量可以進(jìn)行任意的調(diào)整。含有不飽和脂肪 酸作為組分脂肪酸的酯油具有捕獲殘留在制冷裝置中的酸的作用，因此抑制沉淀物的生成。此外，不飽和鍵具有與滑動(dòng)面上的鐵配位的作用，從而抑制鐵的腐蝕。本發(fā)明的冷凍油可以按需要含有適當(dāng)選擇的多種添加劑，例如，極壓添加劑例如磷酸三苯酯和磷酸三甲苯酯、油性改進(jìn)劑例如長(zhǎng)鏈醇、抗氧化劑例如二丁基對(duì)甲酚和萘胺、除酸劑例如含環(huán)氧化合物、以及消泡劑。盡管本發(fā)明已經(jīng)描述為主要用作空氣調(diào)節(jié)用空調(diào)的制冷裝置，如果是非開(kāi)放式制冷裝置，制冷裝置的有利效果是相同的，并且不需要說(shuō)的是這是可用于例如冷凍冰箱、冷凍機(jī)、減濕器、熱泵干洗機(jī)、熱泵熱水器和飲料自動(dòng)售賣(mài)機(jī)的技術(shù)。工業(yè)實(shí)用性能夠在與冷凍油中不飽和鍵的反應(yīng)中從系統(tǒng)中去除制冷裝置中生成的氟化氫并抑制用于制冷循環(huán)中的組件的退化的本發(fā)明的制冷裝置，可以用于空調(diào)、汽車(chē)空調(diào)、熱水器、冷凍冰箱、冷凍機(jī)、減濕器、熱泵干洗機(jī)、熱泵熱水器、飲料自動(dòng)售賣(mài)機(jī)和其它。
權(quán)利要求
1.一種制冷裝置，包括 含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯類冷凍油，和 制冷循環(huán)，其具有從壓縮機(jī)延伸經(jīng)由冷凝器、膨脹機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器回到所述壓縮機(jī)的制冷循環(huán)路線， 其中將制冷劑裝入所述制冷循環(huán)中，所述制冷劑包括單一制冷劑或混合制冷劑，所述單一制冷劑是具有碳碳雙鍵的氫氟烯烴的單一制冷劑，所述混合制冷劑含有作為主要組分的氫氟烯烴和不具有雙鍵的氫氟烴。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷裝置，其中所述含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯類冷凍油含有酯油，所述酯油在一個(gè)分子內(nèi)含有飽和與不飽和脂肪酸兩者作為組分脂肪酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷裝置，其中所述不飽和脂肪酸不含有兩個(gè)或更多個(gè)碳碳 不飽和鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷裝置，其中所述不飽和脂肪酸是支鏈脂肪酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷裝置，其中所述含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯類冷凍油與所述制冷劑相容。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷裝置，其中裝入的制冷劑包括雙或三組分混合制冷劑，所述雙或三組分混合制冷劑以調(diào)節(jié)成提供5 750、理想地5 300的全球變暖潛能的比例，含有作為主要組分的氫氟烯烴四氟丙烯以及另外的氫氟烴二氟甲烷或/和五氟乙烷。
全文摘要
含雙鍵氫氟烯烴制冷劑的使用，在氧的影響下通過(guò)分裂和分解造成生成氟化氫的問(wèn)題，從而導(dǎo)致用于制冷裝置中的材料和冷凍油的退化，并且在制冷裝置中造成麻煩?？梢酝ㄟ^(guò)不昂貴的方法來(lái)提供高度可靠的更持久的制冷裝置，即通過(guò)在包括含有不飽和脂肪酸作為組分脂肪酸的酯類冷凍油的制冷循環(huán)中使用含雙鍵氫氟烯烴制冷劑，其中該制冷循環(huán)具有從壓縮機(jī)1延伸經(jīng)由冷凝器2、膨脹機(jī)構(gòu)3和蒸發(fā)器4回到壓縮機(jī)1的制冷循環(huán)路線。
文檔編號(hào)F25B9/00GK102741626SQ20108006288
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者佐藤成廣, 高市健二 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社