本發(fā)明涉及一種熱泵，更具體地講，涉及改進(jìn)熱泵的熱力學(xué)效率。

背景技術(shù)：

從國際申請WO 2009/004124的現(xiàn)有技術(shù)已知一種產(chǎn)生熱量的現(xiàn)有設(shè)備，該設(shè)備在熱力學(xué)系統(tǒng)中，使加壓流體在交換器與壓縮機(jī)之間通過熱泵線路的增寬中的多個管道(其中流體為氣態(tài)形式)而循環(huán)。

由于這種現(xiàn)有設(shè)備產(chǎn)生熱量，就現(xiàn)有技術(shù)而言它難以適應(yīng)形成能夠在冬天的住所中用作鍋爐的熱泵，或者形成能夠在冬天用作鍋爐并且在夏天用作空調(diào)機(jī)組的可逆熱泵。這種泵引起傳熱，而不是產(chǎn)生熱量。

文獻(xiàn)WO 2009/053726、US 2009/113900、JP 2001/317840、以及WO 2013/164439描述了其他現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

因此，本發(fā)明的一個主題是一種熱泵，該熱泵包括包含致冷劑流體以及潤滑劑的閉合回路，所述閉合回路包括流體壓縮機(jī)以及用于使流體返回到所述壓縮機(jī)的返回回路，所述壓縮機(jī)在所述閉合回路中、流體入口與流體出口之間延伸，所述返回回路在所述閉合回路中、與所述壓縮機(jī)互補(bǔ)地在所述流體出口與所述流體入口之間延伸，所述返回回路包括冷凝器、膨脹器和蒸發(fā)器，所述返回回路包括在所述流體出口與所述冷凝器之間延伸的第一線路、在所述冷凝器與所述膨脹器之間延伸的第二線路、在所述膨脹器與所述蒸發(fā)器之間延伸的第三線路以及在所述蒸發(fā)器與所述流體入口之間延伸的第四線路，所述閉合回路包括所述返回回路的線路的第一增寬，所述第一增寬包含管道，所述流體包括R32第一氟利昂(二氟甲烷)、R125第二氟利昂(五氟 乙烷)、R134a第三氟利昂(1,1,1,2-四氟乙烷)，以及所述潤滑劑包括合成多元醇酯油。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中：

-所述閉合回路包括所述返回回路的線路的第二增寬；

-所述第一增寬定位在所述第一線路上；

-所述第二增寬定位在所述第二線路上；

-所述合成多元醇酯油是ISO VG 32等級的油。

-ISO VG 32等級的合成多元醇酯油具有商標(biāo)名稱RL32-3MAF；

-所述致冷劑流體是R407C氟利昂；

-所述致冷劑流體是R407A氟利昂；

-所述管道垂直定位；

-所述第一增寬垂直定位；

-所述第一增寬垂直定位并且具有上升的流體；

-所述第二增寬垂直定位。

本發(fā)明還涉及：

-上述熱泵的用途，用于加熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其中所述蒸發(fā)器與所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外部進(jìn)行熱接觸，并且所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部與所述壓縮機(jī)進(jìn)行熱接觸，以提高加熱操作的熱力學(xué)效率；

-上述熱泵的用途，用于冷卻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其中所述蒸發(fā)器與所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進(jìn)行熱接觸，并且所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外部與所述壓縮機(jī)進(jìn)行熱接觸，以提高冷卻操作的熱力學(xué)效率；

在一種變型中，所述致冷劑流體在所述第一增寬中上升。

具體實(shí)施方式

在以下參照但不暗示限制于附圖做出的詳細(xì)描述將更加清楚明白地給出本發(fā)明的上述特征和其他特征，并且其中圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個有益的實(shí)施方式的熱泵。

為了本發(fā)明的目的，使用以下命名：

“熱泵”：用于將熱量從與熱泵的蒸發(fā)器接觸的源(熱泵通過從該源(或熱沉)抽取熱量使之冷卻)傳遞至與熱泵的冷凝器接觸的源(熱泵通過將熱量疏散到該源(或熱源)使之加熱)的熱力學(xué)設(shè)備。泵還包括由外部能源提供動力的壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)根據(jù)熱力學(xué)第二定律使熱沉的熱量能夠傳遞到熱源，并且該泵還包括用于減小壓縮機(jī)施加在流體上的壓力的膨脹器。作為泵的換熱器的冷凝器和蒸發(fā)器通過兩個致冷劑流體輸送分支或線路連接上，從而形成閉合回路，該閉合回路包括在分支之一中在回路中串聯(lián)的壓縮機(jī)以及在另一個分支中在回路中串聯(lián)的膨脹器。閉合的流體回路以密封方式包含致冷劑流體，壓縮機(jī)使致冷劑流體在回路中流動并且特別是通過壓縮機(jī)從蒸發(fā)器循環(huán)到冷凝器，并且通過膨脹器從冷凝器循環(huán)到蒸發(fā)器。該泵被適配成用于通過在蒸發(fā)器中蒸發(fā)該流體來從熱沉抽取熱量，用于通過壓縮機(jī)從蒸發(fā)器到冷凝器將熱量傳輸?shù)綗嵩?，并且通過在冷凝器中冷凝該流體將熱量釋放到熱源中。

“可逆熱泵”：在熱沉與熱源之間運(yùn)行的熱泵，其中已知的額外的流體閥系統(tǒng)使其能夠從通過與第二交換器接觸的熱沉加熱與第一交換器接觸的熱源的模式轉(zhuǎn)換到通過使回路中的流體循環(huán)方向反向或者通過針對相同的流體循環(huán)方向使回路中換熱器的順序反向來冷卻熱源的模式?？赡鏌岜靡髠鬟f熱量而不是產(chǎn)生熱量。

“COP”：通過泵從熱沉傳遞到熱源的熱量形式的能量Q與泵運(yùn)行所需的做功形式(通常為電功)的能量W之間的能量比來表征泵的熱力學(xué)效率的性能系數(shù)Q/W。高數(shù)值表征了高效泵。在不與熱力學(xué)第二定律矛盾的情況下，此數(shù)值可以大于1。

“氟利昂”：由各種團(tuán)體，特別是例如“ASHRAE”(美國采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會有限公司)根據(jù)編號列表分類的氯氟烴或CFC的慣用的商業(yè)名稱，其中氟利昂用數(shù)字“abc”表示，其中a＝(C的數(shù)目)-1，b＝(H的數(shù)目)+1，并且c＝F的數(shù)目。如果a等于0，就在公式中將其省略。在本申請中通過氟利昂的化學(xué)式或由“氟利昂”的名稱加上分類的數(shù)字abc或由F加上數(shù)字abc或由R加上abc來指代氟利昂。

在本申請中，因此將特別考慮以下各項(xiàng)：

-氟利昂32或R32或F32，為二氟甲烷；

-氟利昂125或R125或F125，為五氟乙烷；

-氟利昂134a或F134a或R134a，為1,1,1,2-四氟乙烷；

-氟利昂R407C，通常為23％的R32、25％的R125和52％的R134a(重量百分比)的混合物，R407A(20％、40％、40％)和R407F(30％、30％、40％)。R32、R125和R134的所有混合物用“R407氟利昂系列”指代，該系列的子系列由一組致冷劑流體或冷卻劑中的所有氟利昂組成。特別是R407A中的R134a的含量比R407C中的更低。

“合成油”或“POE油”：用于潤滑熱泵的壓縮機(jī)的合成多元醇酯油，該熱泵是使用R32、R125、R134a作為致冷劑流體組合物的特別用于加熱或冷卻住所的熱泵。這些油在泵的蒸發(fā)器和冷凝溫度下可與R32、R125和R134a完全混溶，以便允許與液相的這些氟利昂混合的油從泵的冷凝器返回到蒸發(fā)器。氣相的氟利昂R32、R125和R134a也可在這些油中溶解，以便確保氟利昂的氣相從泵的蒸發(fā)器返回到冷凝器，并且盡可能最好地促進(jìn)尤其是載有氟利昂的油霧形式的油在泵的壓縮機(jī)與換熱器(也就是說，由泵的蒸發(fā)器和冷凝器這兩個元件組成的組件)之間輸送。

“垂直定位”：在正常工作中的熱泵中指的是，針對線路的增寬或線路管道，限定與重力場平行或反平行的流向的取向。此概念還表示在其中垂直管道中的兩相流動狀態(tài)由于其取向而比水平兩相流動狀態(tài)優(yōu)先適用的線路或管道。更一般地說，此概念還表示具有用于流動的斜坡并且因此非水平的線路或管道。此概念因此在本發(fā)明的含義內(nèi)不限于與管道或線路增寬的重力場嚴(yán)格平行。

閉合回路包括流體壓縮機(jī)1以及用于使流體返回到壓縮機(jī)的返回回路。壓縮機(jī)在閉合回路中、流體入口與流體出口之間延伸，而返回回路在閉合回路中、與壓縮機(jī)互補(bǔ)地在流體出口與流體入口之間延伸。返回回路包括冷凝器2、膨脹器3和蒸發(fā)器4。所述返回回路因此包括在流體出口與冷凝器之間延伸的第一線路、在冷凝器與膨脹器之間延伸的第二線路、在膨脹器與蒸發(fā)器之間延伸的第三線路以及在蒸發(fā)器與流體入口之間延伸的第四線路。

根據(jù)本發(fā)明，所述閉合回路包括返回回路的線路的第一增寬5，該第一增寬5包含管道50；所述流體包括R32第一氟利昂(二氟甲烷)、R125第二氟利昂(五氟乙烷)和R134a第三氟利昂(1,1,1,2-四氟乙烷)的混合物，以及包括合成多元醇酯油的潤滑劑。

以下參照圖1通過示例描述本發(fā)明，該圖示出了具有兩個線路增寬的熱泵：位于泵的壓縮機(jī)1的流體出口與泵的冷凝器2之間具有管道50的第一線路增寬5以及位于泵的冷凝器2與膨脹器3之間沒有管道的第二增寬6。泵還具有蒸發(fā)器4。然而，也可以設(shè)置單個增寬。

例如可以使用商標(biāo)并且具有12kW額定功率的用于加熱的熱泵。

本發(fā)明還可以用15kW功率的ANF 50型號或等于35kW功率的ANF100型號的參考熱泵來實(shí)施。本發(fā)明因此不限于一個制造商或一種特定的型號。

泵可以使用內(nèi)徑為14毫米(14mm)的一組銅線路，從而形成相對于氣體和液體密封的閉合回路，閉合回路浸沒在大氣中。

具有流體入口和流體出口的參考ZB38KCE壓縮機(jī)1被插入到此回路中。通過從壓縮機(jī)的流體出口或排出口到壓縮機(jī)的流體入口或引入口而在壓縮機(jī)外的閉合回路中穿行，遇到串聯(lián)在閉合回路中的具有管道50的第一增寬5、冷凝器2、沒有管道的第二增寬6、膨脹器3和蒸發(fā)器4。

具有管道的第一增寬在第一14mm線路上由該線路或第一增寬內(nèi)徑的局部增大構(gòu)成。第一增寬5包含被線路的第一增寬所包圍的內(nèi)管道50(例如，七根內(nèi)徑5mm且外徑8.5mm的管)。增寬的內(nèi)徑適于能夠包圍這些管，并且增寬的厚度適于承受針對泵的這部分中流體的最大壓力。

針對緊湊布置的七根管，增寬的內(nèi)徑等于管的外徑的3倍，即，大約25.5mm。針對更多數(shù)量的管，可以推導(dǎo)增寬的內(nèi)徑為以緊湊方式容納的這些管的外徑。

選擇5mm的管組成的總的內(nèi)部橫截面等于用于15kW泵的14mm線路的內(nèi)部橫截面并且等于用于35kW的泵的內(nèi)部橫截面的兩倍。

假如內(nèi)部橫截面更大的線路設(shè)置有增寬，將選擇與第一實(shí)施方式的比值相同的管道的直徑與線路的直徑的比值，即，在這里比值等于14mm/5mm或2.8。

第一增寬的管道長度將等于大約22cm(針對源自的泵)，和13cm(針對源自的泵)。

在第一增寬之后，在回路中遇到冷凝器，該冷凝器為已知元件。

針對致冷劑流體和油，第二增寬被設(shè)計成在液相中工作，例如與第一增寬相同，但是第二增寬可以包括或不包括管道，這些并不被認(rèn)為是用于獲得在回路中除第一增寬外具有第二增寬的本發(fā)明的效果所必要的。在第二增寬的下游是膨脹器。該膨脹器是已知元件，在其入口處主要在液相中工作，并且被設(shè)計成在本發(fā)明的熱泵的正常工作中產(chǎn)生氣體和液體的兩相混合物。

在膨脹器下游是蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器為已知元件。

在一種加熱模式的使用中，泵在蒸發(fā)器處與包圍待加熱的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的大氣接觸，并且在冷凝器處與用于加熱的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的回路接觸。

在一種冷卻模式的使用中，泵在蒸發(fā)器處與待冷卻的圍護(hù)結(jié)構(gòu)接觸，并且在冷凝器處與包圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)的大氣接觸。

如果根據(jù)本發(fā)明的泵是可逆的，已知的流體閥可以通過用戶的一個操作，使得泵從加熱模式轉(zhuǎn)換到冷卻模式。

針對所有的泵所選擇的氟利昂是R407C或R407A氟利昂，并且油是在所有工作溫度下可與選擇的氟利昂混溶RL32-3MAF的油。

一般來講，為了實(shí)施本發(fā)明，將使用可互相混溶的致冷劑流體或冷卻劑以及油。

由R407標(biāo)識的氟利昂以及與此系列的氟利昂可混溶的油所形成的致冷劑流體系列特別地構(gòu)成可以與本發(fā)明一起使用的一組流體。

獨(dú)立于解釋適用于通過具有管道的第一增寬和第二增寬所修改的并且與RL32-3MAF油以及R32、R125和R134a的混合物一起工作的商用泵的本發(fā)明背后的物理現(xiàn)象，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以使用由本申請人在許多實(shí)驗(yàn)期間已經(jīng)觀察到的以下某些指示來再現(xiàn)本發(fā)明并且使其適應(yīng)或擴(kuò)展 到致冷劑流體和油的其他混合物，并且通過本發(fā)明的教導(dǎo)設(shè)計具有改進(jìn)的熱力學(xué)效率的熱泵。

估計在專利日，本發(fā)明的一般原理能夠以油滴的乳狀液的形式輸送熱泵的油，該油滴的乳狀液適用于增加泵的冷凝器和蒸發(fā)器中的換熱。第一和第二增寬作為本發(fā)明的裝置因此易于重新產(chǎn)生或維持此乳狀液，以適用于提升泵的換熱器(冷凝器和蒸發(fā)器)的操作。

被視為與氣體輸送介質(zhì)中的氣泡(包含氣體)同義的液滴或被視為與液體輸送介質(zhì)中的“反氣泡”(包含氣體的油的氣泡)同義的液滴的存在，被視為提供用于輸送介質(zhì)冷凝或輸送介質(zhì)蒸發(fā)的形核位點(diǎn)，從而在該輸送介質(zhì)在泵的交換器中相變的期間利于換熱。

估計此乳狀液在氣相中是形成氣相的油的“單分散的”乳狀液的微滴薄霧(即，具有直徑值強(qiáng)烈地集中在某個共同值的微滴)，其具有足夠的壽命到達(dá)冷凝器并且改善其中的換熱。本發(fā)明因此使用用于在壓縮機(jī)與冷凝器之間形成油的薄霧的第一裝置。一個特定的裝置因此是用于在油滴上施加負(fù)壓的裝置，該油滴由于氣體在油中的溶解度而吸收了輸送致冷劑氣體，并且引發(fā)能夠變成更細(xì)的微滴的液滴中氣泡的產(chǎn)生。

估計此乳狀液在液相中是形成液相的油的“單分散的”乳狀液的微滴的混合物，該混合物具有足夠的壽命到達(dá)膨脹器、穿過膨脹器到達(dá)蒸發(fā)器并且改善蒸發(fā)器內(nèi)部的換熱，以便最終定期地并且以具有均勻直徑的油滴的油的薄霧的形式返回到壓縮機(jī)，并且與商用的泵相比通過改善的潤滑來提高其等熵效率。

為了提高熱泵的COP，本發(fā)明因此使用位于壓縮機(jī)與冷凝器之間用以形成油的薄霧的第一裝置以及位于冷凝器與壓縮機(jī)之間用以形成液相的油的液滴的分散體的第二裝置，能夠使這些液滴在穿過膨脹器時變成微滴或變成氣泡并且到達(dá)蒸發(fā)器。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員因此可以適配作為具有管道的第一增寬和第二增寬的本發(fā)明的技術(shù)特征以便實(shí)現(xiàn)此目的。

此前僅已知在氣相中，具有任何氟利昂的并且作為第二熱源具有管道的增寬。

因此在現(xiàn)有技術(shù)中無法預(yù)料到通過使用一個或兩個增寬、一個特定的致冷劑流體以及與致冷劑流體可混溶的油來提高熱泵的組件的熱力學(xué)效率或COP。獲得的效果使得設(shè)置有至少一個增寬的設(shè)計能夠利用泵進(jìn)行加熱或冷卻用途。

上述的改善并不會單獨(dú)增加第一增寬邊界處的溫度，因此所述第一增寬并不作為第二熱源進(jìn)行工作。

通過本發(fā)明可以觀察到，使用R407C和具有管道的單個增寬在泵上，在+7℃的條件下實(shí)現(xiàn)COP增大27％。

使用R407A，在相同溫度下，COP增大21％。

針對ANF 50或ANF 100泵，獲得了與上述COP增大百分比的相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。

然而，當(dāng)使用單個增寬，在溫度低于+7℃時，COP提高的幅度降低。在0℃實(shí)際使用時尤其沒有價值，COP增大百分比變?yōu)樾∮?0％。

為了在-7℃至+7℃的擴(kuò)展范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)COP增大，因此在第一增寬的基礎(chǔ)上增加第二增寬。

在這種情況下，對于商標(biāo)的機(jī)器，觀察到的具有兩個增寬(也稱為本發(fā)明的“套件”)的熱功率增大的特征是以下各項(xiàng)：

A)額定12kW的機(jī)器-R407C和POE油

A.1)溫度7℃：制造商功率12.72kW；具有套件的功率16.1；COP增大27％

A.2)溫度0℃：制造商功率10.65kW；具有套件的功率14.24；COP增大34％

A.3)溫度-7℃：制造商功率8.5kW；具有套件的功率11.67；COP增大37％

B)額定12kW的機(jī)器-R407A和POE油

B.1)溫度7℃：制造商功率12.67kW；具有套件的功率15.28；COP增大21％

B.2)溫度0℃：制造商功率11.09kW；具有套件的功率13.65；COP增大23％

B.3)溫度-7℃：制造商功率9.03kW；具有套件的功率10.32；COP增大14％

針對ANF 50泵或ANF 100泵，獲得了與上述COP增大百分比的相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。

因此觀察到兩個增寬使得能夠確保COP在整個溫度范圍內(nèi)并且尤其是在最冷的溫度下增大。還觀察到，在本發(fā)明的一個優(yōu)選模式中，可以使用R407C以及與其可混溶的油，例如，多元醇酯或POE油。

這些結(jié)果因此證實(shí)本發(fā)明在使用熱泵的節(jié)能方面的有用性。

以下會以更加詳細(xì)的方式闡述此第一模式的技術(shù)特征。

第一增寬沿著閉合回路從壓縮機(jī)的流體出口行走到壓縮機(jī)的流體出口與冷凝器接合的第一線路上，其在長度上由線路的內(nèi)徑增大的第一區(qū)域、線路的內(nèi)徑恒定的第二區(qū)域以及線路的內(nèi)徑減小的第三區(qū)域組成。

按照已知的方式，可以用第一圓錐實(shí)現(xiàn)第一區(qū)域的直徑變化，針對泵的正常流體工作條件，第一圓錐的頂角能夠使穿過泵的流體的流線分離。

按照已知的方式，可以用第二圓錐實(shí)現(xiàn)第三區(qū)域的直徑變化，針對泵的正常流體工作條件，第二圓錐的頂角能夠不造成穿過泵的流體的流線分離。

在任何情況下，當(dāng)致冷劑流體是氟利昂和油的混合物時，垂直定位第一增寬的第二區(qū)域?qū)⒂袃?yōu)勢。該區(qū)域因此具有用于第一增寬的煙囪構(gòu)造或煙囪或垂直管道功能，通常用于與氣態(tài)致冷劑流體和油滴一起工作。

這種構(gòu)造通過在流體穿過第一增寬之后增加氟利昂和油滴的乳狀液的壽命并且通過使它們盡管在凝聚的情況下仍然到達(dá)冷凝器，能使熱量傳遞到冷凝器，而不是產(chǎn)生沒有到達(dá)冷凝器的熱量。

針對可溶于油(以液滴存在且與氣體一起輸送)中的氟利昂或氟利昂的混合物，這種垂直結(jié)構(gòu)允許許多同時發(fā)生的效果，這些效果導(dǎo)致形成或重新產(chǎn)生隨時間穩(wěn)定的氣體和油的乳狀液，例如通常由壓縮機(jī)在其排出出口產(chǎn)生的乳狀液，并且其中液滴就其直徑而言通常是“多分散的”(即，圍繞中心值可相當(dāng)程度地變化)。

在這些效果中可以提到：

-對于油滴中可溶解的氣體部分，在第一圓錐中的焦耳-湯姆遜膨脹使得能夠形成氣泡，該氣泡突變?yōu)楸纫旱胃〔⑶揖?xì)的微滴；

-流體的流線分離引起第一圓錐中的死體積，從而在該處形成湍流，而湍流能夠分裂輸送到該處的液滴；

-通過引起沿著管的波浪并且通過沿著這些管從管壁上的油膜產(chǎn)生微滴泡沫，從而通過垂直管抑制或阻礙油以薄膜形式循環(huán)到冷凝器來選擇液滴；

-通過利于輸送微滴而非液滴，液滴的質(zhì)量利于沿著管俘獲液滴以及液滴在垂直管中以兩相流的機(jī)制的已知方式轉(zhuǎn)化成微滴泡沫，從而通過充當(dāng)液滴及其質(zhì)量的方向的準(zhǔn)直器的垂直管來選擇液滴；

-管和第二圓錐使流動穩(wěn)定，從而在不發(fā)生凝聚并且低壓下降至在回路中在第一增寬后面的冷凝器的情況下，能夠輸送由垂直第一增寬形成的微滴。

針對致冷劑氣體和油的混合物，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠修改管的長度及其直徑以便獲得油分裂效果，所述效果有利于提高泵的熱力學(xué)效率(現(xiàn)有技術(shù)已知的裝置所測量的效率或COP)。

具體地講，來自最初引入到流體回路中的混合物的循環(huán)組分的變化可以是本發(fā)明的操作的指示。針對引入的R407C的初始混合物，隨著時間變化，由于操作條件(外部溫度、液壓回路的溫度、膨脹器的調(diào)節(jié))的變化，能夠觀察到在壓縮機(jī)的出口處測量的混合物的組分變化。由于R407C的成分在油中溶解度差是可變的，所以在第一增寬的管中俘獲油也可以解釋循環(huán)組分的這種變化。

然而，這種變化也改變了循環(huán)混合物的密度，這種變化本身無法解釋COP的增大、以及同時為移動更重的混合物所需要提供的電功率的增大。因此，對于根據(jù)本發(fā)明利用R407C或其變型，或與R32、R125和R134a的非標(biāo)準(zhǔn)比例的混合物的多種實(shí)際情形，油和氟利昂的相互溶解度的影響被視為在多種泵的實(shí)際情形中的發(fā)展垂直第一增寬的指示。

根據(jù)本發(fā)明，并未排除還可以使用除R32、R125和R134a的混合物之外的特定的氟利昂，只要在將第一增寬引入到與此特定的氟利昂一起工作的泵的流體回路中時觀察到冷凝器的熱功率增大。

更一般地講，如上所述，在熱泵的閉合回路的工作溫度下，任何(氟利昂或非氟利昂)致冷劑流體和與任何氣態(tài)的致冷劑流體可溶并且與任何液態(tài)致冷劑流體可混溶的油的特定的混合物，在壓縮機(jī)和與該特定的混合物一起工作的熱泵的冷凝器之間引入具有垂直管道的第一增寬時使得能夠觀察到冷凝器的熱功率增大的這種特定的混合物，與本發(fā)明的教導(dǎo)一致。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員在存在這種增大的情況下，可以調(diào)節(jié)管的長度或者調(diào)節(jié)在流體回路中第一增寬與冷凝器分離的距離，以便例如通過測量與冷凝器熱接觸的加熱回路輸出的熱水溫度來優(yōu)化冷凝器中觀察到的功率增大。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在維持對冷凝器的熱功率相對于嚴(yán)格垂直狀態(tài)的效果的同時，還可以通過允許管具有使油的流動向下的斜坡的角度，來改變管的垂直狀態(tài)。

針對根據(jù)本發(fā)明的并且使用R32、R125和R134a的混合物的這對致冷劑流體和油，R407C、R407A和R407F的COP的增大百分比如下：

針對穿過第一增寬的一般的致冷劑流體、油滴和氣體形式的油混合物(例如，氣相的氟利昂)，此結(jié)構(gòu)被設(shè)計為使油的液滴規(guī)則分裂的裝置，結(jié)果是形成足夠穩(wěn)定的液滴和氣體的乳狀液，就液滴的壽命而言以允許它們到達(dá)冷凝器并且形成形核位點(diǎn)，以提高冷凝器的換熱以及泵的熱力學(xué)效率。針對油和氣體的泡沫混合物，將用于形成乳狀液的裝置的大體相同發(fā)明構(gòu)思應(yīng)用于具有管道的第一增寬的設(shè)計，但是不同于一種或多種氣體中的液滴的乳狀液，第一增寬被設(shè)計為以便形成在一種或多種氣體中的氣泡的乳狀液。

根據(jù)在第一線路中的流體的工作溫度和壓力下的油和氟利昂的相對表面張力性能，并未排除通過第一線路中存在的油與氟利昂之間的第一增寬形成液滴和油的氣泡的乳狀液的混合模式。

通過將R407C和一種特定的RL32-3MAF油引入到垂直定位的第一增寬并且具有第二增寬而修改的泵的回路中，采用氟利昂R32、R125和R134a的混合物對本發(fā)明進(jìn)行測試。

在相同的回路中引起冷凝器的熱功率增大的任何致冷劑流體以及與此致冷劑流體可溶且可混溶的油，均與本發(fā)明的教導(dǎo)一致，并且這種增大是本發(fā)明的準(zhǔn)則。然而，當(dāng)在COP增大的同時獲得功率的增大時，獲得了本發(fā)明的結(jié)果。本領(lǐng)域的技術(shù)人員因此在引起熱功率增大的致冷劑流體和油的搭配中能夠通過引入第二增寬，來確定引起COP增大的致冷劑流體和油的搭配。

具體地講，針對氟利昂，合成多元醇酯或“POE”油，包含已知與液相的氟利昂可混溶并且氣相的氟利昂可溶于其中的油的系列，與具有氟利昂的本發(fā)明的教導(dǎo)一致。

在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，從泵的壓力和溫度角度，詳細(xì)地解釋了根據(jù)本發(fā)明修改的商用ANF 50熱泵的操作。

使用壓縮機(jī)(參考ZB38KCE)。此壓縮機(jī)具有“渦旋”技術(shù)，并且它在T＝87℃的溫度和P＝18bar下排出RL32-3MAF多元醇酯油、氣態(tài)R32、氣態(tài)R125和氣態(tài)R134a的混合物。

油在提及的溫度和壓力下在整個閉合回路中被視為液體形式。

第一增寬是垂直的并且具有上升的流體，它在入口處經(jīng)歷P＝18bar和T＝84℃，并且在出口處經(jīng)歷P＝18bar和T＝84℃。R32、R125和R134a的混合物在出口處為氣態(tài)。因此，在此實(shí)施方式的正常操作中，第一增寬的出口處的溫度相對于其入口處沒有增大，并且此第一增寬不會因此像熱源一樣工作。

冷凝器在入口處經(jīng)歷P＝18bar和T＝84℃，并且在出口處經(jīng)歷P＝18bar和T＝45℃。R32、R125和R134a的混合物在出口處為液態(tài)。

第二增寬垂直下降并且在入口處經(jīng)歷P＝18bar和T＝45℃，并且在出口處經(jīng)歷P＝18bar和T＝45℃。R32、R125和R134a的混合物在出口處為液態(tài)，在氣泡出現(xiàn)處具有液體-氣體兩相。因此，在此實(shí)施方式的正常操作中，第二增寬的出口處的溫度相對于其入口處沒有增大，并且此第二增寬不會因此像熱源一樣工作。

膨脹器在出口處經(jīng)歷P＝7bar，T＝13℃。R32、R125和R134a的混合物在出口處為液體-氣體兩相混合物。

蒸發(fā)器在入口處經(jīng)歷P＝7bar和T＝13℃。R32、R125和R134a的混合物在出口處為氣態(tài)。

壓縮機(jī)在P＝4bar和T＝5℃下吸入RL32-3MAF油、R32、R125和R134的混合物。

在這種配置中，在從-7℃延伸至+7℃的溫度范圍內(nèi)，COP的增大與以上針對第一實(shí)施方式提及的商標(biāo)機(jī)器的COP的增大相當(dāng)。

本發(fā)明在熱泵和空調(diào)機(jī)組的領(lǐng)域中具有工業(yè)適用性。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離如所附權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的范圍的情況下可以獲得多種修改。