CN105402124A - 一种多级压缩机及空调*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多级压缩机及空调***。根据本发明的多级压缩机，包括低级压缩机构和高级压缩机构，多级压缩机还包括控制高级压缩机构的容量控制机构，多级压缩机具有容量控制机构与多级压缩机的排气导通以使高级压缩机构压缩的第一工作状态和容量控制机构与多级压缩机的进气导通以使高级压缩机构不压缩的第二工作状态。本发明通过多级压缩机的排气压力和进气压力之间的压差，控制高级压缩机构是否工作，从而可以在制冷、制热能力要求较高的情况下，实现双级压缩，提升排量，提高能效；在制冷、制热能力需求较低的情况下，可以关闭高级压缩机构，实现双级压缩向单级压缩的切换，节能效果明显提升。

Description

一种多级压缩机及空调***

技术领域

本发明涉及空调领域，特别地涉及一种多级压缩的压缩机和空调***。

背景技术

目前转子压缩机多采用双缸双级压缩结构，增焓技术和变容方法的应用，使得此种压缩机构在制冷、制热能力要求较高，压力比较大的工况下，能够获得较高的能效；相反，在制冷、制热能力要求较低，压力比较小的工况下，能够有效的提高节能效果。专利CN104074763A公开了一种双级增焓转子压缩机，并将变容控制技术应用于双级增焓压缩机中，实现了单级压缩和双级压缩之间的切换，有效的提高了节能效果。

日本专利特许第4875484号专利公布了一种双缸双级压缩机，中置电机同时驱动低级压缩机构和高级压缩机构，低级压缩机构为转子压缩机，高级压缩机构为涡旋压缩机，并带有气体喷射结构，此种双级压缩机结构紧凑，克服了一种压缩机单独工作所产生的缺点，而且在压力比较大(超低温制热或者超高温制冷)时，能够获得较为明显的能效优势。但此种结构不能完成单级和双级压缩压缩的切换，节能效果不佳，而且容量控制机构并不能完成抵消增焓喷射机构关闭、开启过程中引起的容量过剩现象。

发明内容

本发明提供了一种有效提升节能效果的多级压缩机及空调***。

为了实现上述目的，本发明提供一种多级压缩机，包括低级压缩机构和高级压缩机构，多级压缩机还包括控制高级压缩机构的容量控制机构，多级压缩机具有容量控制机构与多级压缩机的排气导通以使高级压缩机构压缩的第一工作状态和容量控制机构与多级压缩机的进气导通以使高级压缩机构不压缩的第二工作状态。

作为优选，高级压缩机构包括动涡旋盘和静涡旋盘；容量控制机构与多级压缩机排气导通以使静涡旋盘靠近动涡旋盘，进行压缩工作；容量控制机构与多级压缩机进气导通以使静涡旋盘远离动涡旋盘，不进行压缩工作。

作为优选，容量控制机构包括相对多级压缩机的壳体固定的固定部和与固定部滑动密封配合的滑块，滑块驱动静涡旋盘；滑块与固定部之间形成驱动腔，驱动腔可选择地与多级压缩机的排气或者进气导通。

作为优选，壳体内部设置有隔板，且隔板与壳体顶部之间形成排气腔；高级压缩机构的排气排入排气腔；容量控制机构位于隔板与高级压缩机构之间，且固定部固定设置在隔板上。

作为优选，多级压缩机还包括进气管、控制管、排气管和换向阀；其中，进气管与低级压缩机构相连通，控制管与驱动腔相连通，排气管与排气腔相连通；控制管通过换向阀可选择地与进气管和排气管连通。

作为优选，多级压缩机还包括电机和曲轴，低级压缩机构位于壳体的下部，且低级压缩机构和高级压缩机构分别位于电机的两端；电机通过曲轴同时驱动低级压缩机构和高级压缩机构。

作为优选，多级压缩机还包括喷射机构，容量控制机构与多级压缩机的排气导通时，喷射机构向多级压缩机补气；容量控制机构与多级压缩机的进气导通时，喷射机构关闭。

本发明还提供了一种空调***，包括前述的多级压缩机。

作为优选，空调***包括气液分离器，气液分离器的气相出口与多级压缩机的喷射机构连通。

本发明采用的多级压缩机及空调***，通过多级压缩机的排气压力和进气压力之间的压差，控制高级压缩机构是否工作，从而可以在制冷、制热能力要求较高的情况下，实现双级压缩，提升排量，提高能效；在制冷、制热能力需求较低的情况下，可以关闭高级压缩机构，实现双级压缩向单级压缩的切换，节能效果明显提升。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明涉及的一种多级压缩机的结构示意图；

图2是本发明涉及的一种多级压缩机中流量控制机构的结构示意图；

图3是本发明涉及的一种多级压缩机所运用的冷冻循环示意图。

标记说明：1、密闭空间；2、壳体；3、电机；4、低级压缩机构；5、静涡旋盘；6、进气管；7、排气管；8、动涡旋盘；9、曲轴；10、喷射机构；11、隔板；12、控制管；13、驱动腔；14、滑块；15、排气腔；16、冷凝器；17、第一节流阀；18、气液分离器；19、第二节流阀；20、蒸发器；21、换向阀；22、支架。

具体实施方式

为了更好地说明本发明的意图，下面结合附图对本发明的内容做进一步说明。

如图1所示，本发明提供一种多级压缩机，包括低级压缩机构4和高级压缩机构，多级压缩机还包括控制高级压缩机构的容量控制机构，多级压缩机具有容量控制机构与多级压缩机的排气导通以使高级压缩机构压缩的第一工作状态和容量控制机构与多级压缩机的进气导通以使高级压缩机构不压缩的第二工作状态。本发明通过多级压缩机的排气压力和进气压力之间的压差，控制高级压缩机构是否工作，从而可以在制冷、制热能力要求较高的情况下，实现双级压缩，提升排量，提高能效；在制冷、制热能力需求较低的情况下，可以关闭高级压缩机构，实现双级压缩向单级压缩的切换，节能效果明显提升。

具体地，结合图1和图2所示的结构图，本发明的多级压缩机包括壳体2，壳体2内部形成密闭空间1。低级压缩机构4位于多级压缩机内部下侧，高级压缩机构通过支架22固定在壳体2内部，并位于上侧，电机3位于壳体2的中部，即低级压缩机构4和高级压缩机构分别位于电机3的两端，电机3通过曲轴9同时驱动低级压缩机构4和高级压缩机构。低级压缩机构4优选为双缸转子压缩机，高级压缩机构优选为单缸涡旋压缩机。

优选地，高级压缩机构包括动涡旋盘8和静涡旋盘5，静涡旋盘5采用静盘浮动方式，容量控制机构通过驱动静涡旋盘5相对动涡旋盘8运动，从而实现高级压缩机构工作与否。

具体地，容量控制机构包括相对多级压缩机的壳体固定的固定部和与固定部滑动密封配合的滑块14，滑块14驱动静涡旋盘5；滑块14与固定部之间形成驱动腔13，驱动腔13可选择地与多级压缩机的排气或者进气导通。更具体地，驱动腔13与高温高压的排气导通时，驱动腔驱动滑块将静涡旋盘5压紧在动涡旋盘8上，使得高级压缩机构压缩工作，当驱动腔13与低温低压的进气导通时，静涡旋盘5与动涡旋盘8分离，高级压缩机构不工作。

本发明通过高级压缩机构的静涡旋盘5与容量控制机构中的滑块14紧密配合，滑块14的运动方向能够通过气体压差来控制，因此，静涡旋盘5根据滑块14的运动而上下浮动，从而通过使得动、静涡旋盘5接合或分离从而控制高级压缩机构是否工作。根据需要，容量控制机构可以设置相应的密封圈，密封圈装配在高级压缩机构的静涡旋盘5与滑块14之间，这样可防止高、低压气体串通。

另外，为保证滑块14和静涡旋盘5之间在竖直方向上的共同运动平稳，滑块14与静涡旋盘5之间可设置销孔间隙配合，此外，静涡旋盘5与支架22之间还通过导柱连接。优选地，驱动腔13为环形腔，使得滑块14运动更平稳。

结合图2所示，壳体2内部设置有隔板11，且隔板11与壳体2顶部之间形成排气腔15；高级压缩机构位于多级压缩机的壳体的上部并位于远离排气腔15的一侧，且高级压缩机构的排气排入排气腔15；容量控制机构位于隔板11与高级压缩机构之间，且固定部固定设置在隔板11上，或者固定部为与隔板11一体成型的相关结构，从而保证整个压缩机结合合理，布局紧凑。

结合图1和图3所示，在多级压缩机的侧面下部设有进气管6，为了增加进气量，该进气管6优选为2个，在多级压缩机的顶部设有控制管12，在其侧面上部设有排气管7，其中，该进气管6与多级压缩机内部的低级压缩机构4的入口相连通，用于吸入低压冷媒；该控制管12与多级压缩机的驱动腔13相连通；该排气管7用于与多级压缩机的排气腔15相连通，用于排出高温高压的冷媒。控制管12通过换向阀21可选择地与进气管6和排气管7连通，从而实现驱动腔中的高低压转换，进而控制高级压缩机构工作与否。

此外，在多级压缩机的中部还设有喷射机构10，该喷射机构10用于在制冷、制热能力需求较高时，向多级压缩机内部喷射补充冷媒，实现补气增焓。

如图3所示，本发明还提供了一种空调***，包括前述的多级压缩机、冷凝器16、气液分离器18和蒸发器20，其中，多级压缩机、冷凝器16、气液分离器18和蒸发器20依次连接形成循环，在冷凝器16和气液分离器18之间设置第一节流阀17，在气液分离器18和蒸发器20之间设置第二节流阀19。此外，气液分离器18还通过管路与多级压缩机的喷射机构10连接。

在采用前述的多级压缩机进行一般的压缩工作时，低压冷媒从进气管6进入到多级压缩机内的低级压缩机构4中进行低级压缩，完成低级压缩的具有中间压力的冷媒被从低级压缩机构4中排放到密闭空间1中，然后经过高级压缩机构的静涡旋盘5的吸气孔吸入到高级压缩机构中进行高级压缩，待完成高级压缩后从高级压缩机构中排出的高温高压冷媒被排放到排气腔15中，并最终通过排气管7排出。当制冷、制热能力需求不同时，本发明的多级压缩机通过容量控制机构与换向阀21能够控制高级压缩机构的工作，并结合喷射机构10的补气增焓作用，实现在不同的制冷、制热能力需求条件下，提高多级压缩机的工作效率。

结合图1至3来具体说明本发明的多级压缩机通过喷射机构10、容量控制机构和换向阀21的配合控制，使得多级压缩机在不同的制冷、制热能力需求下，实现最优的工作状态。

在多级压缩机运行时，当制冷、制热能力要求较高，压力比较大的工况下，打开喷射机构10，经过低级压缩机构4压缩后的具有中间压力的冷媒与来自喷射机构10的补偿冷媒混合形成混合冷媒，混合冷媒通过静涡旋盘5的吸气口进入高级压缩机构中进行压缩。此时，通过换向阀21控制排气管7与控制管12接通，从排气管7排出的高温高压气体通过控制管12进入驱动腔13内部，滑块14在高温高压气体的作用下向下移动，紧压着静涡旋盘5，此时高级压缩机构的动、静涡旋盘5齿顶和齿底接合良好，高级压缩机构正常运行，此时多级压缩机为双级压缩状态，从而排量较大，多级压缩机可以获得较高的能效。

当制冷、制热能力要求较低，压力比较小时，喷射机构10关闭，经过低级压缩机构4压缩后的冷媒同样通过静涡旋盘5的进气管进入高级压缩机构，但此时通过换向阀21控制进气管6与控制管12接通，低温低压气体通过控制管12进入驱动腔13内部，此时驱动腔13中竖直向下的气体压力小于高级压缩机构中竖直向上的气体压力，滑块14向上移动导致高级压缩机构的动、静涡旋盘5分离，高级压缩机构失去压缩功能，此时多级压缩机为单级压缩，整机的节能效果明显提升，这样，在喷射机构10开、关的过程中，通过容量控制机构控制高级压缩机构是否正常进行压缩，实现单级压缩和双级压缩之间的切换。

在进行冷冻循环时，由排气管7排出的高温高压冷媒首先经过冷凝器16进行热交换，冷却后的冷媒通过第一节流阀17进行第一次降压，然后进入气液分离器18，冷媒从气液分离器18中排出，通过第二节流阀19进行第二次降压，然后进入蒸发器20，在蒸发器20中，低温低压液态冷媒由于热交换而蒸发气化，这样，由蒸发器20中排出的气体，通过蒸发器20与多级压缩机的进气管6之间的管路，被吸入低级压缩机构4中进行压缩，同时气液分离器18中分离出来的气体与多级压缩机的喷射机构10相连接，实现补气增焓。

喷射机构10开、关的过程中，在涡旋压缩机构中将产生相应大小的压缩容积过剩问题，本发明通过容量控制机构来解决涡旋压缩机构中的容量过剩问题，并实现了双级压缩向单级压缩的切换，使得压缩机在不同的工况下均能获得较好的能效。

本发明的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种多级压缩机，包括低级压缩机构(4)和高级压缩机构，其特征在于，所述多级压缩机还包括控制所述高级压缩机构的容量控制机构，所述多级压缩机具有所述容量控制机构与所述多级压缩机的排气导通以使所述高级压缩机构压缩的第一工作状态和所述容量控制机构与所述多级压缩机的进气导通以使所述高级压缩机构不压缩的第二工作状态。

2.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，

所述高级压缩机构包括动涡旋盘(8)和静涡旋盘(5)；

所述容量控制机构与所述多级压缩机排气导通以使所述静涡旋盘(5)靠近所述动涡旋盘(8)，进行压缩工作；

所述容量控制机构与所述多级压缩机进气导通以使所述静涡旋盘(5)远离所述动涡旋盘(8)，不进行压缩工作。

3.根据权利要求2所述的多级压缩机，其特征在于，

所述容量控制机构包括相对所述多级压缩机的壳体固定的固定部和与所述固定部滑动密封配合的滑块(14)，所述滑块(14)驱动所述静涡旋盘(5)；

所述滑块(14)与所述固定部之间形成驱动腔(13)，所述驱动腔(13)可选择地与所述多级压缩机的排气或者进气导通。

4.根据权利要求3所述的多级压缩机，其特征在于，

所述壳体内部设置有隔板(11)，且所述隔板(11)与所述壳体顶部之间形成排气腔(15)；

所述高级压缩机构的排气排入所述排气腔(15)；

所述容量控制机构位于所述隔板(11)与所述高级压缩机构之间，且所述固定部固定设置在所述隔板(11)上。

5.根据权利要求4所述的多级压缩机，其特征在于，

所述多级压缩机还包括进气管(6)、控制管(12)、排气管(7)和换向阀(21)；其中，所述进气管(6)与所述低级压缩机构(4)相连通，所述控制管(12)与所述驱动腔(13)相连通，所述排气管(7)与所述排气腔(15)相连通；

所述控制管(12)通过所述换向阀(21)可选择地与所述进气管(6)和所述排气管(7)连通。

6.根据权利要求4所述的多级压缩机，其特征在于，

所述多级压缩机还包括电机(3)和曲轴(9)，所述低级压缩机构(4)位于所述壳体的下部，且所述低级压缩机构(4)和所述高级压缩机构分别位于所述电机(3)的两端；

所述电机(3)通过所述曲轴(9)同时驱动所述低级压缩机构(4)和所述高级压缩机构。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的多级压缩机，其特征在于，

所述多级压缩机还包括喷射机构(10)，所述容量控制机构与所述多级压缩机的排气导通时，所述喷射机构(10)向所述多级压缩机补气；所述容量控制机构与所述多级压缩机的进气导通时，所述喷射机构(10)关闭。

8.一种空调***，包括多级压缩机，其特征在于，所述多级压缩机为权利要求1至7中任一项所述的多级压缩机。

9.根据权利要求8所述的空调***，其特征在于，所述空调***包括气液分离器，所述气液分离器的气相出口与所述多级压缩机的喷射机构(10)连通。