CN1120971C - 建立包括除氧处理的制冷系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种建立制冷系统的方法，该制冷系统包括一具有一制冷压缩机和一热交换机的装置，以及一具有一热交换机的装置，其中，该两装置利用管子互相连接，该方法包括以下步骤：利用管子将具有制冷压缩机和热交换机的装置与具有热交换机的装置连接；通过在制冷剂循环路线上设置吸氧剂从制冷系统里除去氧气；使吸氧剂与制冷系统分开；以及使制冷剂在制冷系统里循环，其中，分开步骤在除去步骤后进行或立即进行，而制冷剂循环步骤是最后步骤。

Description

建立包括除氧处理的制冷系统的方法

本发明涉及一种建立制冷系统的方法，该制冷系统包括一使用氟氯烃和氟代烃的室内机和一通过连接管与该室内机连接的室外机。

用于空调装置的制冷系统由机械部分和流体组成。机械部分包括一具有制冷压缩机和一热交换机的室外机，以及一在空气调节和制冷区域内设有一热交换机、并通过铜管之类的管子与室外机连接的室内机。流体是储存在该系统里的制冷剂和润滑油混合物。在这种制冷系统里，室外机预先灌装一部分或全部制冷剂及润滑油混合物。然后，在安装过程中通过连接管连接室外机和室内机而形成制冷系统。然而，通过管子简单地连接它们，空气将留在室内机的室内热交换机和连接管内。而在室内机内的剩余空气必须除去，因为作为一种不可冷凝的气体它会降低制冷效率，而且氧气和水会降低制冷系统里的材料质量。

作为除去空气的第一种方法，打开一分离阀，在利用一真空泵抽去室内机和管子里的空气后，将室内机和室外机连接起来，由此形成一制冷系统。

作为第二种方法，通过在建立过程中将室外机里的制冷剂送入管子和室内机，并将含有空气的制冷剂释放到大气中可更简单地除去管子里的气体。

作为第三种方法，即是日本发明专利公开7-159004号所述的从制冷系统里除去剩余空气的方法。按照该方法，将一种能吸收两种或更多种气体、诸如水、氧气、氮气和一氧化碳的物质以密封方式储存在制冷系统的一个零件里。

在日本发明专利公开7-269994，3-70953和7-159004号中公开的使用吸氧剂的方法被认为是第四种方法。

在借助真空泵从室内机和为工作介质提供流道的管子里除去空气的第一种方法情况下，在工作场所需要供真空泵用的动力，因此不能认为是在任何时候使用都合宜的方法。

由于破坏臭氧层的缘故，从全球环境来看，用制冷剂置换室内机中的空气和供工作介质流动用的管道中空气的第二种方法是有缺陷的，因为制冷剂不能被排放到大气中去。

在将能吸收两种或两种以上的气体、诸如水、氧气、氮气和二氧化碳的物质密封在制冷系统的一个零件里的第三种方法里，吸收物质以密封方式储存在制冷系统里可能对制冷剂和制冷润滑剂之类产生不利影响。

还有，在制冷系统里使用吸氧剂的第四种方法里，吸氧剂始终与制冷剂和制冷装置接触，因此存在着使制冷剂和制冷润滑剂受到不利影响的问题。具体地说，存在着铁与制冷润滑剂在高温(150℃)下起反应的问题，并且形成阻塞毛细管的有机酸铁盐。

考虑到这种传统的建立方法，本发明的一个目的是提供一种简单的、不破坏环境的、能防止氧气进入制冷系统的建立方法。

本发明建立制冷系统的第一种方法，该制冷系统包括一具有一预先充填一部分或全部工作介质的制冷压缩机和一热交换机的装置，以及一具有一位于空气调节和制冷区域内的热交换机的装置，其中，该两装置利用管子互相连接，建立该制冷系统的第一种方法包括以下步骤：

利用管子将具有制冷压缩机和热交换机的装置与具有位于空气调节和制冷区域内的热交换机的装置连接；

通过在制冷剂循环路线上设置吸氧剂从制冷系统里除去氧气；

使吸氧剂与制冷系统分开；以及

使制冷剂在制冷系统里循环，

其中，分开步骤在除去步骤后进行或立即进行，而制冷剂循环步骤是最后步骤。

按照本发明的第一种方法，依次进行连接，除去，分开和制冷剂循环步骤。

按照本发明的第一种方法，依次进行除去，分开，连接和制冷剂循环步骤。

按照本发明的第一种方法，依次进行除去，连接，分开和制冷剂循环步骤。

本发明建立制冷系统的第二种方法，该制冷系统包括一具有一预先充填一部分或全部工作介质的制冷压缩机的装置，以及一具有一位于空气调节和制冷区域内的热交换机的装置，其中，该两装置利用管子互相连接，建立该制冷系统的第二种方法包括以下步骤：

利用管子将具有制冷压缩机和热交换机的装置与具有位于空气调节和制冷区域内的热交换机的装置连接；

用氧气替换在具有位于空气调节和制冷区域内的热交换机的装置和/或管道里的空气；

通过在制冷剂循环路线上设置吸氧剂从制冷系统里除去氧气；

使吸氧剂与制冷系统分开；以及

使制冷剂在制冷系统里循环，

其中，除去步骤在氧气替换步骤后进行，分开步骤在除去步骤后进行或立即进行，而制冷剂循环步骤是最后步骤。

按照本发明的第二种方法，依次进行连接，氧气替换，除去，分开和制冷剂循环步骤。

按照本发明的第二种方法，依次进行氧气替换，除去，分开，连接和制冷剂循环步骤。

按照本发明的第二种方法，依次进行氧气替换，除去，连接，分开和制冷剂循环步骤。

本发明的第三种方法是按照上述两种方法中的任何一种方法，而其中的吸氧剂是金属粉末，并通过将氧气固化成金属氧化物而将氧气从制冷系统里除去。

按照本发明的第三种方法，该金属粉末是还原铁粉。

按照本发明的任何一种方法，吸氧剂是还原铁粉和金属氯化物的混合物。

按照本发明的上述方法，金属氯化物是氯化铁。

按照本发明的任何一种方法，吸氧剂是含有还原铁粉，金属氯化物，金属氢氧化物和水的混合物。

按照本发明的任何一种方法，吸氧剂是一种含有金属亚硫酸盐的化合物。

按照本发明的一种方法，在除去步骤中，吸氧剂与制冷系统里的、充填有空气或氧气的部分接触。

图1是按照本发明一个实施例的制冷系统的全部设备布置图；

图2是在制冷系统建立过程中，当以密封方式装有吸氧剂的容器与按照本发明一实施例的制冷系统连接时的布置图；

图3(a)和(b)表示阀8a的具体结构。

下面将参考附图描述本发明的实施例。

首先，参考附图描述使用本发明的制冷系统。图1是使用本发明的制冷系统的示意图，该制冷系统是利用连接管7，阀8a和8b及端部张开螺母9a和9b连接室外机5和室内机6而形成的，其中室外机包括制冷压缩机1，热交换机2a，用来调节制冷剂流动速度的、诸如毛细管或膨胀阀之类的部件3，以及将它们连接起来的管子4；而室内机6包括位于空气调节和制冷区域内的热交换机6。在这里，由于使用了四通阀，因此热交换机2a和2b可交替地用来冷凝或蒸发。此外，还提供一蓄液器11。

至于制冷剂的流动，在制冷工况下，由制冷压缩机1冷凝的制冷剂被夺热量并在热交换机2a里排出热量和液化，并以冷的蒸气—液体制冷剂的形态流过制冷剂流速调节部件3，通过在室内机6内的热交换机2b吸热而汽化成干的饱和的蒸汽，并再被吸入制冷压缩机，然后重复该循环。当转动四通阀10改变流通道时，制冷剂在热交换机2b内被冷凝，而在热交换机2a内被蒸发，以便制热。

现在描述按照本发明一实施例的建立方法。具体地说，建立供空气调节用的制冷系统的方法包括以下步骤：利用供工作介质流过的管子连接一室外机和一室内机，该室外机具有一制冷压缩机和一热交换机，而该室内机具有一热交换机并位于空气调节和制冷区域内，然后通过使用在该制冷系统一个部件内的吸氧剂除去在该制冷系统内的空气。

在图2里，显示了建立供空气调节用的制冷系统的方法，该方法包括利用供工作介质流过的管子使一室外机5和一室内机6互相连接，其中，室外机5和室内机6是通过连接管7，阀8a和8b以及端部张开螺母9a和9b而连在一起的。将室外工作介质流通道连接到供工作介质流过的管子上的阀8a和8b除了具有供工作介质流过的管子用的连接孔口外，还具有孔口13a和13b，以便通过真空泵除去空气和加入制冷剂。以密封方式装有吸氧剂的容器12与孔口13连接。较佳的是，一旦氧气除去就移去容器12，因为一旦从系统中除去氧气并在重新工作前它是无用的，而且，由于较高的还原性，吸氧剂可能与制冷剂和制冷润滑剂起反应。

在容器12上设置阀14以便在其不使用时防止吸氧剂与氧气接触。在阀14处于关闭状态时打开阀8a，从而使容器12，室内机6和连接管7互相连通。在这种工作状态下，关闭阀8b，从而使室外机5与室内机6断开。依次打开容器12上的阀14，使吸氧剂与室内机6和管子7里的空气接触，在一段确定的时间后关闭容器12上的阀14，并移去装有吸氧剂的容器12便可实现该建立方法。

图3显示了在吸氧阶段(a)和制冷阶段(b)中的阀8a的具体结构。在阶段(a)里，容器12与室内机6连通，而在阶段(b)里，室内机6与室外机5连通。

吸氧剂可使用众所周知的物质。虽然如铁粉之类的金属粉，如对苯二酚和焦五倍子酸之类的多羟基酚，和抗坏血酸，亚硫酸盐以及不饱和的脂肪酸可实际用作吸氧剂，但由于铁粉、其他的金属粉和亚硫酸盐之类的无机的吸氧剂具有高的吸氧率，因此是最适当的。用来提高吸氧剂活性和吸收吸氧反应产生的气体的物质可同时加入。

虽然容器12里含有吸氧剂，但在使用前需要充分地激活该吸氧剂。对于某些类型的吸氧剂来说，在它被激活前需要一定时间的或外部的刺激，以提供较高的吸氧性能。可按照需要除去的空气量来确定需要装入的吸氧剂的量。

较佳的是采用在室内机里预先充入氧气以增加系统里的氧气分压的方法，因为这种方法有助于迅速除去室内机里的氧气。作为向室内机里充氧的方法，包括出厂前在工厂里充填氧气，和在建立场所向室内机和管子里充填氧气。

至于吸氧剂的形状，较佳的是多孔的细粒或含有嵌入树脂内的吸氧剂的吸氧薄片，因为这会增加吸氧物质的表面积。

在图2中，虽然装有吸氧剂的容器12与阀8a连接，但它也可与阀8b连接。而且，也可在连接容器12前向制冷系统加入制冷剂。

现在，通过具体的实施例来描述本发明。实施例1

一具有一制冷压缩机、热交换机和毛细管的室外机和一具有热交换机、位于空气调节和制冷区域内的室内机分别固定在安装位置上。然后，用一铜管在它们之间提供制冷剂通道。利用阀和螺母使连接管互相连接，由此形成图1所示的制冷系统。此时，以密封方式向室外机5充填HFC制冷剂，而此前在室外机的压缩机里充填酯制冷润滑剂。同时室内机6充填有空气，并具有约1000cm³的容量。

以下述方式准备内装还原铁粉的容器12。将100克还原铁粉(由Wako纯化学公司制造)在氮气环境下装入容量为100cm³的不锈钢容器里，然后将球阀14安装在容器的出口处，在阀14处于关闭位置的情况下使装有还原铁粉的容器离开氮气环境。然后将装有还原铁粉的容器12与阀8a的孔口13a连接，如图2所示。打开装有还原铁粉的容器12上的阀14，使铁粉暴露在制冷剂通道里。暴露30秒后，关闭容器12上的阀14，并且将装有还原铁粉的容器从制冷剂通道上移开。

虽然在连续工作3000小时后移去制冷润滑剂，但是在制冷润滑剂的外表上看不到任何变化，而制冷润滑剂总的含酸量是0.02mg KOH/g，它与开始工作时的值(0.01mg KOH/g)相比几乎没有变化。从该测量值可看到，几乎没有酸产生。换句话说，可以看到，几乎没有产生因制冷润滑剂氧化而招致的质量下降。实施例2

一具有一制冷压缩机、热交换机和毛细管的室外机和一具有热交换机、位于空气调节和制冷区域内的室内机分别固定在安装位置上。然后，用一铜管在它们之间提供制冷剂通道。利用辅助阀和端部张开螺母使连接管互相连接，由此形成类似于实施例1的制冷系统。此时，在室外机5里充填HFC制冷剂，而此前在室外机5的压缩机里充填酯制冷润滑剂。同时室内机6充填有空气，并具有约1000cm³的容量。

以下述方式准备内装还原铁粉和氯化铁的容器12。首先，将100克还原铁粉(由Wako纯化学公司制造)，然后是5克氯化铁(无水的，由Wako纯化学公司制造)在氮气环境下装入容量为100cm³的不锈钢容器里，然后将球阀14安装在容器的出口处，在阀14处于关闭位置的情况下使装有还原铁粉和氯化铁的容器12离开氮气环境。然后将装有还原铁粉和氯化铁的容器12与孔口13a连接，如图2所示。接着，在打开阀8a以建立室内机6和室外机5之间的连通后，打开装有还原铁粉和氯化铁的容器12上的阀14，使铁粉和氯化铁暴露在制冷剂通道里。暴露10分钟后，关闭阀14，并且将装有还原铁粉和氯化铁的容器12从制冷剂通道上移开。

虽然在连续工作3000小时后移去制冷润滑剂，但是在制冷润滑剂的外表上看不到任何变化，而制冷润滑剂总的含酸量是0.01mg KOH/g，它与开始工作时的值(0.01mg KOH/g)相比没有变化。从该测量值可看到，几乎没有酸产生。换句话说，可以看到，几乎没有产生因制冷润滑剂氧化而招致的质量下降。实施例3

一具有一制冷压缩机、热交换机和毛细管的室外机和一具有热交换机、位于空气调节和制冷区域内的室内机分别固定在安装位置上。然后，用一铜管在它们之间提供制冷剂通道。利用阀和端部张开的螺母使连接管互相连接，由此形成图1所示的制冷系统。此时，向室外机5充填HFC制冷剂，而此前在室外机5的压缩机里充填酯制冷润滑剂。同时室内机6充填有空气，并具有约1000cm³的容量。

从一侧到另一侧提供氧气，使室内机6里充填氧气。

以下述方式准备内装还原铁粉的容器12。将100克还原铁粉(由Wako纯化学公司制造)在氮气环境下装入容量为100cm³的不锈钢容器里，然后将球阀14安装在容器的出口处，在阀处于关闭位置的情况下使装有还原铁粉的容器离开氮气环境。然后将装有还原铁粉的容器12与阀8a的孔口13a连接，如图2所示。接着，在打开阀8a使室内机6和室外机5连通后，打开装有还原铁粉的容器12上的阀14，使还原铁粉暴露在制冷剂通道里。暴露30分钟后，关闭阀14，并且将装有还原铁粉的容器从制冷剂通道上移开。虽然在连续工作3000小时后移去制冷润滑剂，但是在制冷润滑剂的外表上看不到任何变化，而制冷润滑剂总的含酸量是0.01mg KOH/g，它与开始工作时的值(0.01mg KOH/g)相比几乎没有变化。从该测量值可看到，几乎没有酸产生。换句话说，可以看到，几乎没有产生因制冷润滑剂氧化而招致的质量下降。实施例4

一具有一制冷压缩机、热交换机和毛细管的室外机和一具有热交换机2、位于空气调节和制冷区域内的室内机分别固定在安装位置上。然后，用一铜管在它们之间提供制冷剂通道。利用阀和端部张开的螺母使连接管互相连接，由此形成图1所示的制冷系统。此时，向室外机5充填HFC制冷剂，而此前在室外机5的压缩机里充填酯制冷润滑剂。同时室内机6充填有空气，并具有约1000cm³的容量。

以下述方式准备容器12，而该容器12装有由铁质材料形成的吸氧剂。将100克还原铁粉(Wako纯化学公司制造)，2克氯化钠(Kanto化学公司制造)，1克氢氧化钾(Kanto化学公司制造)和1克水充分混合，加热去水，由此形成吸氧剂。然后，将该吸氧剂装入容量为100cm³的不锈钢容器里，将球阀14安装在容器的出口处。将装有吸氧剂的容器12与阀8a上的孔口13a连接，如图2所示。然后，在转动阀8a使室内机6、管子7和带有吸氧剂的容器12互相连通后，打开装有吸氧剂的容器12上的阀14，使吸氧剂暴露在室内机6和管子内的空气里。暴露30分钟后，关闭容器12上的阀14，打开阀8a以容许制冷剂在室外机5，管子7和室内机6内流动，并且将装有吸氧剂的容器12移走。

虽然在连续工作3000小时后移去制冷润滑剂，但是在制冷润滑剂的外表上看不到任何变化，而制冷润滑剂总的含酸量是0.02mg KOH/g，它与开始工作时的值(0.01mg KOH/g)相比几乎没有变化。从该测量值可看到，几乎没有酸产生。换句话说，可以看到，几乎没有产生因制冷润滑剂氧化而招致的质量下降。实施例5

用下述方式制备吸氧剂。即通过将20克亚硫酸钠，5克亚硫酸铁水合物，1克氢氧化钾和5克水混合形成吸氧剂。将该吸氧剂装入实施例4使用的不锈钢容器，并以与实施例1相似的方式建立制冷系统。

虽然在连续工作3000小时后移出制冷润滑剂，但是在制冷润滑剂的质量上看不到任何下降，而制冷润滑剂总的含酸量是0.03mg KOH/g，它与开始工作时的值(0.01mg KOH/g)相比几乎没有变化。

通过使用已用过两次的吸氧剂、并以类似于实施例1的方式来建立制冷系统，并在连续工作3000小时后移去制冷润滑剂，但是在制冷润滑剂的外表上看不到任何变化，而制冷润滑剂总的含酸量是0.03mg KOH/g，它与开始工作时的值(0.02mg KOH/g)相比几乎没有变化。从该测量值可看到，几乎没有酸产生。换句话说，可以看到，几乎没有产生因制冷润滑剂氧化而招致的质量下降。实施例6

将一双通阀安装在位于空气调节和制冷区域内的热交换机的两个管子出口上，然后在向位于空气调节和制冷区域内的热交换机充填由该阀的一侧提供的氧气后，关闭两阀。其中，内装的氧气量约1000cm³。

一具有一制冷压缩机、热交换机和毛细管的室外机和一具有热交换机2、位于空气调节和制冷区域内的室内机分别固定在安装位置上。然后，用一铜管在它们之间提供制冷剂通道。利用阀和端部张开的螺母使连接管互相连接，由此形成图1所示的制冷系统。此时，向室外机5充填HFC制冷剂，而此前在室外机5的压缩机里充填酯制冷润滑剂。

将按实施例4准备的装有吸氧剂的容器12与三通阀8a上的孔口13a连接。在打开室内机6上的双通阀，并转动阀8使室内机6、管子7和带有吸氧剂的容器12互相连通后，打开装有吸氧剂的容器12上的阀14，使吸氧剂暴露在室内机6和管子内的氧气和少量空气里。暴露30分钟后，关闭阀14，然后打开阀8以容许制冷剂在室外机5，管子7和室内机6内流动，并且将装有吸氧剂的容器移走。

虽然在连续工作3000小时后移出制冷润滑剂，但是在制冷润滑剂的外表上看不到任何变化，而制冷润滑剂总的含酸量是0.01mg KOH/g，它与开始工作时的值(0.01mg KOH/g)相比几乎没有变化。从该测量值可看到，几乎没有酸产生。换句话说，可以看到，几乎没有产生因制冷润滑剂氧化而招致的质量下降。比较例子1

一具有一制冷压缩机、热交换机和毛细管的室外机和一具有热交换机、位于空气调节和制冷区域内的室内机分别固定在安装位置上。然后，用一铜管在它们之间提供制冷剂通道。利用阀和端部张开的螺母使连接管互相连接，由此形成与实施例1相同的制冷系统。此时，向室外机5充填HFC制冷剂，而此前在室外机5的压缩机里充填酯制冷润滑剂。同时室内机6充填有空气，并具有约1000cm³的容量。打开阀8，使室内机6和室外机5连通。当连续工作3000小时后移走制冷油时，制冷油的颜色变黄，油的质量下降较多。总的含酸量是0.2mg KOH/g，它比本实施例的含酸量高10倍，表示质量大为下降。比较例子2

通过将1克类似于实施例1使用的铁粉和2克被配制成有1000ppm溶解水的酯制冷润滑剂装入一密封管子(按照JIS K2211的附录2)，并将该管子在真空里密封而制备成一测试样品。将该样品在250℃温度下加热50小时后，检查样品的外表，并对管子里的非冷凝气体进行定量分析。利用气体色层分析法测定非冷凝气体。结果，在不含铁粉的样品里没有发现颜色变化和非冷凝气体，而含有铁粉的样品的颜色变成红褐色的，且当转换到大气压力下时，产生6.5ml的非冷凝气体。将1克制冷剂(HFC401A)加到0.5克颜色已变成红褐色的样品里，并将其冷却，可获得红褐色的不溶解的物质。这样，当将铁粉置于制冷润滑剂里时，铁粉将与制冷润滑剂起反应，并形成不溶于制冷剂的降解产品。还会产生非冷凝气体，且压缩机也不能将其液化，从而降低了空调装置的效率。

因此，本发明对于环境来说容易地和较好地提供了一种安装方法，它能防止可能对制冷系统有害的氧气混合物，尤其是空气进入制冷系统。

在上述实施例里，装有吸氧剂的容器安装在室外机的连接管咀上，但它可以安装在其他的、只要在安装时通常充填空气的任何部分，即从室内机到管子的任何地方。

Claims (7)

1.一种建立制冷系统的方法，该制冷系统包括一具有一预先充填一部分或全部工作介质的制冷压缩机和一热交换机的装置，以及一具有一位于空气调节和制冷区域内的热交换机的装置，其中，该两装置利用管子互相连接，该方法包括以下步骤：

利用管子将具有制冷压缩机和热交换机的装置与具有位于空气调节和制冷区域内的热交换机的装置连接；

通过在制冷剂循环路线上设置吸氧剂从制冷系统里除去氧气；

使吸氧剂与制冷系统分开；以及

使制冷剂在制冷系统里循环，

其中，分开步骤在除去步骤后进行或立即进行，而制冷剂循环步骤是最后步骤。

2.一种建立制冷系统的方法，该制冷系统包括一具有一预先充填一部分或全部工作介质的制冷压缩机的装置，以及一具有一位于空气调节和制冷区域内的热交换机的装置，其中，该两装置利用管子互相连接，该方法包括以下步骤：

利用管子将具有制冷压缩机和热交换机的装置与具有位于空气调节和制冷区域内的热交换机的装置连接；

用氧气替换在具有位于空气调节和制冷区域内的热交换机的装置和/或管子里的空气；

通过在制冷剂循环路线上设置吸氧剂从制冷系统里除去氧气；

使吸氧剂与制冷系统分开；以及

使制冷剂在制冷系统里循环，

其中，除去步骤在氧气替换步骤后进行，分开步骤在除去步骤后进行或立即进行，而制冷剂循环步骤是最后步骤。

3.如权利要求1或2所述的建立制冷系统的方法，其特征在于，其中的吸氧剂是还原铁粉，并通过将氧气固化成氧化铁而将氧气从制冷系统里除去。

4.如权利要求1或2所述的建立制冷系统的方法，其特征在于，吸氧剂是还原铁粉和氯化铁的混合物。

5.如权利要求1或2所述的建立制冷系统的方法，其特征在于，吸氧剂是含有还原铁粉，氯化钠，氢氧化钾和水的混合物。

6.如权利要求1或2所述的建立制冷系统的方法，其特征在于，吸氧剂是一种含有金属亚硫酸盐的化合物。

7.如权利要求1或2所述的建立制冷系统的方法，其特征在于，在除去步骤中，吸氧剂与制冷系统里的、充填有空气或氧气的部分接触。

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