CN103388921A - 压缩机的制冷或热泵热水器系统 - Google Patents
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Abstract
一种压缩机的制冷或热泵热水器系统，包括压缩机、高压侧换热器和节流部件以及低压侧换热器，各部件闭环连接形成制冷循环，其特征是制冷剂采用R32，压缩机为壳体低背压旋转式压缩机。压缩机允许使用的最高冷凝温度Tc≥58℃。热泵热水器系统最高出水温度Tw≥53℃。本发明提供的压缩机的制冷或热泵热水器系统，在以R32作为制冷剂的制冷系统中及在T3工况空调应用区域，对应的压缩机允许使用的最高冷凝温度Tc≥58℃，或在出水温度高于53℃的热泵热水器系统应用条件时，可以避免排气温度高带来电机温度超过现有的E级绝缘耐热要求的120℃的使用极限而导致的烧毁问题，能够提高电机效率和寿命，从而提高了压缩机的制冷或热泵热水器系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种压缩机的制冷或热泵热水器系统。
背景技术
由于广泛使用的HCFC制冷剂（如R22）会破坏大气中的臭氧层，目前已被列入限期淘汰的制冷剂范围内，而作为R22的替代制冷剂，R410A虽然已经较为广泛的应用，但是，尽管它不会破坏臭氧层，但却具有甚至比R22更高的GWP值，会带来全球变暖的问题，“京都议定书”已将R410A列为受控排放的温室效应气体，因此，R410A不会是长久的制冷剂选择。在当前的新的替代制冷剂选择中，低GWP值的HFC制冷剂，如R32，也成为备选的方向之一。
在R32作为制冷剂使用时，由于其排气温度较传统的R22制冷剂要高得多，根据试验结果，如表1中，两种制冷剂在常用工况下的排气温度对比数据，可以看出，在测试的5个条件下，R32的排气温度较R410A最低高15℃，最高高出了48℃，在这种情况下，由于传统的壳体内高压力结构压缩机是通过排气温度来冷却电机，使得电机的运行条件也恶劣的多。
表1不同工况下R32与R410A排气温度对比
目前普遍采用的压缩机内电机的绝缘耐热等级为E级，其最高耐热温度为120℃，也就是说，在压缩机使用过程中，内置的电机温度不能超过允许的120℃，才能保证电机的正常运行和设计寿命。然而，R32制冷剂特殊的排气温度高会导致在一些特殊条件下，要求以排气来冷却电机的壳体内高压力（HSS）结构压缩机无法保证E级绝缘要求的电机的安全使用，如现有的普遍使用的制冷剂如R22等T3工况压缩机基本上需要通过例如喷液冷却、或提高电机绝缘等级等手段来解决电机温度高带来的可靠性难题，然而这些手段都会带来了如能效降低、成本上升等问题。根据上表1中排气温度的对比数据，由于R410A的排气温度与R22相当甚至更高，可以推断使用R32的T3工况压缩机的排气温度高带来的问题会更严重。而下表2中为R32空调器使用在T3工况额定制冷条件时的温度测试结果，此时监控冷凝温度Tc约58℃，可以看出电机温度远远超过了120℃的限制值。这样，在T3工况某条件下使用的R32空调器压缩机也需要例如提升喷液量、提升更高的绝缘等级等手段来避免电机出现问题，从而难以保证例如能效要求、成本要求等情况出现。
表2R32空调器在T3工况某条件下温度数据
另外，在出水温度高于53℃要求下使用的热泵热水器系统中，也会因R32制冷剂排气温度较HCFC-22等传统制冷剂高得多，而导致电机容易烧毁引起压缩机损坏的情况发生，如表3中，为出水温度为53℃时热泵热水器在某条件下出现的排气温度远高于电机限制值的数据。
因此，这些都限制了R32制冷剂在这些制冷系统中的使用。
表3R32热泵热水器在53℃出水时某条件下温度数据
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、使用安全可靠、应用范围广的压缩机的制冷或热泵热水器系统，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种压缩机的制冷或热泵热水器系统，包括压缩机、高压侧换热器和节流部件以及低压侧换热器，各部件闭环连接形成制冷循环，其结构特征是制冷剂采用R32，压缩机为壳体低背压旋转式压缩机。
所述压缩机允许使用的最高冷凝温度Tc≥58℃。
所述热泵热水器系统最高出水温度Tw≥53℃。
所述压缩机和换热器之间还设有四通阀，其中四通阀的a端与高压侧换热器连接，b端与压缩机的排气口连接，c端与低压侧换热器连接，d端与压缩机的吸气口连接，节流部件的两端分别与高压侧换热器和低压侧换热器连接。
所述单制冷时不设置四通阀，压缩机的排气口、高压侧换热器、节流部件、低压侧换热器和压缩机的吸气口依次连接。
本发明提供的压缩机的制冷或热泵热水器系统，在以R32作为制冷剂的制冷系统中及在T3工况空调应用区域，对应的压缩机允许使用的最高冷凝温度Tc≥58℃，或在出水温度高于53℃的热泵热水器系统应用条件时，可以避免排气温度高带来电机温度超过现有的E级绝缘耐热要求的120℃的使用极限而导致的烧毁问题，能够提高电机效率和寿命，从而提高了压缩机的制冷或热泵热水器系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明一实施例壳体低背压旋转式压缩机的结构示意图；
图2为一实施例安装有壳体低背压旋转式压缩机的制冷系统示意图。
图中：1为压缩机，1.1为吸气口，1.2为排气口，2为四通阀，3为高压侧换热器，4为节流部件，5为低压侧换热器，6为电机。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图2，一种压缩机的制冷或热泵热水器系统，包括压缩机1、高压侧换热器3和节流部件4以及低压侧换热器5，各部件闭5环连接形成制冷循环，制冷剂采用R32，压缩机1为壳体低背压旋转式压缩机。制冷系统在T3工况下，对应压缩机1允许使用的最高冷凝温度Tc≥58℃。热泵热水器系统在出水温度高于53℃能正常运行。压缩机1和换热器之间还设有四通阀2，其中四通阀2的a端与高压侧换热器3连接，b端与压缩机1的排气口1.2连接，c端与低压侧换热器5连接，d端与压缩机1的吸气口1.1连接，节流部件4的两端分别与高压侧换热器3和低压侧换热器4连接。
其工作原理是：从低压侧换热器5经过四通阀2返回到压缩机1的低压流体，通过设置在压缩机1上的吸气口1.1被吸入压缩机1的壳体内部空间，这样电机6被低压流体冷却，低压流体在壳体内被吸入压缩机构压缩后，通过设置在压缩机1主壳体上的排气管1.2排入制冷系统中，通过四通阀2进入高压侧换热器3中被冷凝降温后，通过节流部件4节流降压后，进入低压侧换热器5蒸发吸热形成制冷循环。
在上述实施例中，仅列出了典型的实施方案，其它易于扩展的实施方案，如在空调器系统应用时高压侧换热器3为翅片式换热器，而在热泵热水器上使用时高压侧换热器3则为制热水箱，或者系统可以是安装有四通阀2的冷暖两用系统，也可以是没有安装四通阀2的单冷系统等等，其目的均是为了实现制冷循环的实施例，均不再赘述。
Claims (5)
1.一种压缩机的制冷或热泵热水器系统，包括压缩机（1）、高压侧换热器（3）和节流部件（4）以及低压侧换热器（5），各部件闭环连接形成制冷循环，其特征是制冷剂采用R32，压缩机（1）为壳体低背压旋转式压缩机。
2.根据权利要求1所述压缩机的制冷或热泵热水器系统，其特征是所述压缩机（1）允许使用的最高冷凝温度Tc≥58℃。
3.根据权利要求1所述压缩机的制冷或热泵热水器系统，其特征是所述热泵热水器系统最高出水温度Tw≥53℃。
4.根据权利要求1所述压缩机的制冷或热泵热水器系统，其特征是所述压缩机（1）和换热器之间还设有四通阀（2），其中四通阀（2）的a端与高压侧换热器（3）连接，b端与压缩机（1）的排气口（1.2）连接，c端与低压侧换热器（5）连接，d端与压缩机（1）的吸气口（1.1）连接，节流部件（4）的两端分别与高压侧换热器（3）和低压侧换热器（5）连接。
5.根据权利要求1所述压缩机的制冷或热泵热水器系统，其特征是单制冷时，不设置四通阀（2），压缩机（1）的排气口（1.2）、高压侧换热器（3）、节流部件（4）、低压侧换热器（5）和压缩机（1）的吸气口（1.2）依次连接。
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