CN109059359A - 一种压缩机及压缩机制冷*** - Google Patents

Abstract

一种压缩机及压缩机制冷***，该压缩机包括：压缩机本体和与压缩机本体进气口连通的回热装置。该回热装置包括具有中空腔体的壳体和穿设在壳体内且两端分别位于壳体外的换热管道。该壳体相对的两端分别设置有进液口和出液口。且换热管道上设有两个相对的端口，其中一个和压缩机本体进气口连通，该端口为换热管道的出气口，另一个端口为换热管道的进气口。位于壳体内的换热管道的容积为V_g，位于壳体内的中空腔体的容积为V_l，在V_l＞1.3V_g时，换热管道内的冷媒与壳体内中空腔体与换热装置外壁之间流通的冷媒进行热交换，使换热管道内的液态冷媒进行吸热升华，改善压缩机的液击现象。

Description

一种压缩机及压缩机制冷***

技术领域

本发明涉及到制冷***的技术领域，尤其涉及到一种压缩机及压缩机的制冷***。

背景技术

目前在压缩机的入口处会安装一个气液分离器，来分离进入压缩机中的液态冷媒，但由于所使用的气液分离器在工作时，所分离出的液态冷媒达到一定体积后才能回流到冷媒的制冷***中，由于存在一定的固有空间，会占用一定的冷媒，使这部分冷媒不能回流到冷媒的制冷循环***中，降低了冷媒的利用效率。且在压缩机中使用的冷媒有很多是易燃易爆类，此类冷媒如果泄露，造成人员伤亡的危险程度极高，为此，此类冷媒在应用时，国际电工委员会(IEC)限制了灌注量。但是，冷媒灌注量的减少，导致压缩机制冷***在制冷过程中的制冷性能严重下降。

发明内容

本发明提供了一种压缩机，用以改善压缩机本体的液击现象。

本发明提供了一种压缩机，该压缩机应用在压缩机的制冷***中，该压缩机包括压缩机本体和与压缩机本体的进气口连通的回热装置。该回热装置包括一个具有中空腔体的壳体和一个穿设在壳体内且两端分别位于壳体外的换热管道。该壳体相对的两端分别设置有一个进液口和一个出液口。并换热管道上设有两个相对的端口，其中一个和压缩机本体的进气口连通，该端口为换热管道的出气口，另一个端口为换热管道的进气口。气态冷媒通过换热管道进入压缩机本体，在气态冷媒从换热管道中流通时，由于壳体内中空腔体与换热管道外壁之间的流体和换热管道内的气态冷媒之间温度差的存在，壳体内中空腔体与换热管道外壁之间流动的流体和位于壳体内换热管道中气态冷媒之间会通过换热管道的管壁进行热交换。

位于壳体内的换热管道的容积为V_g，位于壳体内的中空腔体的容积为V_l，V_l＞1.3V_g时，换热管道内的液态冷媒能够进行充分的吸热升华，使通过换热管道流入压缩机本体的冷媒为气态的冷媒。通过在壳体的中空腔体与换热管道外壁之间通常温的冷媒对在换热管道内的低温的冷媒进行加热，使流入压缩机本体内的液态冷媒升华，改善压缩机本体的液击现象。且通过加热流入压缩机本体的冷媒，降低压缩机本体的工作负荷，提高压缩机的工作效率。

为提高避免液态冷媒进入压缩机本体的安全系数，相应的，确定为V_l≥1.4V_g。通过增大壳体内中空腔体的容积，在换热管道的容积不变的情况下，会增大壳体内中空腔体和换热管道的外壁之间的容积，进而增大向换热管道内冷媒传热的常温常压的液态冷媒的量，确保换热管道内还未升华的液态冷媒充分升华，使进入压缩机本体内的冷媒是气态冷媒。另外，为提高换热管道内的冷媒对换热管道外壳体的中空腔体内的常温高压的液态冷媒进行充分的降温，提高冷媒的过冷度，对V_l进行了限定，使V_l<1.84V_g，使得壳体内中空腔体与换热管道外壁之间的常温高压的液态冷媒能够被充分的降温。

综上，壳体内中空腔体的容积V_l与壳体内换热管道内之间的容积V_g满足1.4V_g≤V_l≤1.84V_g时，既可以保证通过换热管道流入压缩机本体内的液态冷媒充分的升华；又可以提高壳体内中空腔体与换热管道之间流通的常温高压的液态冷媒被充分的降温，提高冷媒的过冷度。在冷媒灌注量减少的情况下，依然可以通过提高冷媒的过冷度提高制冷***的制冷效率。

在具体设置回热装置内中空腔体与换热管道外壁之间的冷媒与换热管道内冷媒的流动方向时，使壳体的进液口与换热管道的出气口位于壳体上的同一端，使换热管道内的冷媒的流向与所述壳体内中空腔体与换热管道外壁之间的冷媒的流向相反，提高换热效率。

换热管道可以设计成螺旋状的螺旋管，使冷媒与换热管道的管壁进行充分的接触，增加换热管道内冷媒与中空腔体内换热管道外壁之间的冷媒的接触面积，增大换热效率。

换热管道的管壁可以使用金属管壁，利用金属管壁的良好的导热性来增加换热的效率。所选用的金属管壁优先选择金属铜，可以降低产品的成本。

换热管道的内管壁上可以设置若干的螺旋排列的翅片，并在换热管道的内管壁上上下相邻的两个翅片之间形成一个凹槽。通过换热管道内壁的翅片和凹槽来增加换热管道内的冷媒与换热管道管壁之间的接触面积，提高换热的工作效率。

在换热管道的外管壁上也设置若干的螺旋排列的翅片，并在换热管道的外管壁上上下相邻的两个翅片之间形成一个凹槽。通过增大壳体内中空腔体与换热管道外壁之间的冷媒与换热管道外壁之间的接触面积，提高换热效率。

另外，本发明还提供了一种压缩机制冷***，该压缩机制冷***包括上述的压缩机、冷凝器及蒸发器。在具体设置时，压缩机本体的出气口与冷凝器的进气口通过连接管连通，冷凝器的出液口通过连接管与上述的壳体的进液口连通，上述壳体的出液口与蒸发器的进气口连通，蒸发器的出气口通过连接管与上述的换热管道的进气口连通，上述的换热管道的出气口与压缩机本体的进气口连通。如上各个器件之间通过连接管连通，形成了一个闭合的冷媒流动的回路，从而形成一个制冷***。显然，流入蒸发器的低温低压的液态冷媒如果没有进行充分的蒸发，也将随已经蒸发为气态的冷媒一同流入压缩机本体，从而产生液击现象。本发明中，从蒸发器中流出来的冷媒通过回热装置的换热管道流入压缩机本体。在换热管道内，在壳体内中空腔体与换热管道外壁之间流动的从冷凝器中流出来的常温高压的液态冷媒与换热管道内低温低压的气态冷媒之间存在一个温度差，进而常温高压的液态冷媒会通过换热管道的管壁向换热管道内部的低温低压的气态冷媒传热。从蒸发器中流出的还没有升华的混杂在气态冷媒中的液态冷媒在被加热过程中会加速吸热升华为气态冷媒，进而使进入压缩机本体的冷媒为气态冷媒。通过换热管道内低温低压气态冷媒的降温，使壳体内中空腔体的进液口处的液态冷媒的温度要高于壳体内中空腔体的出液口的冷媒的温度。进而会提高单位冷媒在蒸发器中蒸发时吸热的热量，提高冷媒的制冷效率和冷媒的过冷度，进而改善制冷***中制冷效率。保证在制冷***中冷媒的灌注量减少的情况下，通过提高冷媒的过冷度达到同样的制冷性能。

在具体的制冷***中，设置有节流装置。使回热装置中位于壳体上的出液口与节流装置的进液口连通，节流装置的出液口与蒸发器的进液口连通。使饱和的高压常温的液态冷媒在节流装置内转化为饱和的低温低压的液态冷媒，使流入蒸发器内的冷媒进行充分的蒸发吸热，提高制冷***的制冷效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的压缩机结构示意图；

图2为本发明实施例提供的带有本压缩机的制冷***的示意图；

图3为本发明实施例提供的换热管道为螺旋管时的压缩机结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种压缩机，该压缩机应用在压缩机制冷***中。该压缩机包括压缩机本体和设置在压缩机本体的进气口的回热装置。具体地，参考图1，压缩机包括压缩机本体1和回热装置2，回热装置2与压缩机本体1的进气口11连通。回热装置2包括一种具有中空腔体的壳体21和一个穿设在壳体21内且露出两端的换热管道22.。壳体21包括进液口和出液口。且换热管道22设置有两个相对的端口，一个端口与压缩机本体1的进气口连通，该端口为换热管道22的出气口，另一个为换热管道22的进气口。换热管道22内的气态冷媒通过换热管道22的出气口进入压缩机本体1，在气态冷媒从换热管道22中流通时，由于壳体21内中空腔体内的流体和换热管道22内的气态冷媒之间温差的存在，壳体21内中空腔体内流动的流体和换热管道22内的气态冷媒之间会通过换热管道21的管壁进行热交换。当壳体21内中空腔体与换热管道22外壁之间流通的流体的温度比换热管道22的气态冷媒的温度高时，可以对换热管道22内的气态冷媒进行加热，混杂在换热管道22内的液态冷媒通过壳体21内流通的温度较高的流体的加热，可以吸热升华，变为气态的冷媒。从而减少液态冷媒流入压缩机本体1，改善压缩机本体1的液击现象。

位于壳体21内的换热管道22的容积为V_g，壳体21内的中空腔体的容积为V_l，则壳体21内中空腔体与穿设在壳体21内的换热管道22的外壁之间的容积V_c为V_l-V_g。在V_l＞1.3V_g，即V_g<3.3V_c时，壳体21内中空腔体与换热管道22的外壁之间流通的常温高压的流体的体积V_c，通过在容积为V_c的壳体21内中空腔体与换热管道22外壁之间的空间流动的常温高压的冷媒对换热管道22内的低温低压的气态冷媒进行加热，使换热管道22内的液态的冷媒进行充分的吸热升华，使进入压缩机本体1内的冷媒为气态冷媒，改善压缩机本体1的液击现象。且通过加热流入压缩机本体1的冷媒，来降低压缩机本体1的工作负荷，提高压缩机的工作效率。

显然，换热管道22内的液态冷媒是否进行充分的吸热升华，不仅与壳体21内中空腔体的体积和换热管道22内的容积有关，还与壳体21内中空腔体与换热管道22外壁之间的流体与换热管道22内的冷媒之间温差、换热管道22的长度、尺寸等其他因素有关。为充分改善压缩机本体1的液击现象，使换热管道22内的液态冷媒能进行充分的吸热升华，使进入压缩机本体1的冷媒是气态冷媒，对壳体21内的中空腔体的体积和换热管道22内的容积进行了进一步的限定，使V_l≥1.4V_g。通过增大位于壳体21内中空腔体与穿设在壳体21内的换热管道22的外壁之间的容积V_c所占壳体21内中空腔体的容积V_l的比例，增多对换热管道22内的冷媒进行加热的常温高压的液态冷媒的量，进一步优化回热装置2的工作效果，改善压缩机本体1的液击现象。

另外，由于换热管道22的长度有限、换热管道22的口径有限、壳体21内换热管道22的容积有限，致使换热管道22内的冷媒的量也是有限的，从而换热管道22内的液态冷媒的量也是有限的，且液态冷媒进行吸热升华所需要的热量也是有限的。为使进入压缩机本体1的冷媒为气态的冷媒，同时提高回热装置2的工作效率，使V_l<1.84V_g。结合上述的V_l≥1.4V_g，得出1.4V_g≤V_l<1.84V_g，可以设置V_l＝1.40V_g、V_l＝1.45V_g、V_l＝1.50V_g、V_l＝1.55V_g、V_l＝1.60V_g、V_l＝1.65V_g、V_l＝1.70V_g、V_l＝1.75V_g、V_l＝1.80V_g。在该区间内，既能使进入压缩机本体1内的液态冷媒进行充分的吸热升华，使进入压缩机本体1的冷媒为气态冷媒；又能保证回热装置2的工作效率，使换热管道22内的温度较低的冷媒对壳体21内中空腔体与换热管道22外壁之间流动的流体进行充分的降温。

显然，回热装置2内换热管道22与壳体21内中空腔体与换热管道22外壁之间的空间的流体与换热管道22内的冷媒之间的换热效率越高，回热装置2的工作效率也就越高。参考图1，在具体设置回热装置2的过程中，为保证换热的效率，使换热管道22内的冷媒的流向与所述壳体21内中空腔体内与换热管道22内的冷媒的流向相反，具体的使壳体21的进液口与换热管道22的出气口位于壳体21上的同一端。加快换热管道22内的冷媒与壳体21内中空腔体与换热管道22外壁之间的流动速度差。使与换热管道22内每一小单元冷媒传导热量的流体保持一个相对的恒定的温度，保持在冷媒从换热管道22的进气口流向出气口的过程中，换热管道22内的冷媒与换热管道22外的冷媒之间的温差逐渐扩大。提高换热管道22内部冷媒与壳体21中空腔体内换热管道22外流体之间的换热效率，进而提高整个回热装置2的工作效率。

换热管道22的形状和长度对回热装置2的工作效率也有影响。换热管道22的长度越长，在相同的流速下，冷媒从换热管道22的进气口流入到从换热管道22的出气口流出所需时间也就越长。保证换热管道22内的液态冷媒有充分的时间吸热升华。参考图3，在具体设置时，可以将换热管道22设计成螺旋状的螺旋管，通过螺旋上升的盘旋，延长换热管道22的长度。不仅增加换热管道22内冷媒与壳体21的中空腔体内冷媒的接触面积，而且延长了换热管道22内的冷媒换热的时间。保证壳体21内中空腔体与换热管道22外壁之间的流体与换热管道22内的冷媒进行充分的换热，增大换热效率。本发明实施例中给出了一种螺旋管样式的换热管道22，除此之外，还有其他的类型的螺旋管，甚至还可以是盘管式、折叠式的换热管道22。显然，本发明实施例中给出的一种螺旋管只是作为一种参考，而不作为对换热管道22螺旋方式的限定。

在具体设置换热管道22时，将换热管道22的管壁设置成金属管壁，通过金属管壁的良好的导热性能来增加换热的效率。具体选择金属管壁时，可以选择使用银管壁、铜管壁、铝管壁。考虑到具体不同金属之间的差异性，结合不同金属导热性、经济性及易于加工等其他的因素，所选用的换热管道22的金属管壁优先选择铜管壁。利用铜管壁的良好的导热性能可以提高换热效率，进而提高回热装置2的工作效率。且金属铜相比金属银价格较低，节省回热装置2的生产成本，利于回热装置2的广泛应用。

增大导热面积可以增大换热效率，在设置具体的换热管道22时，在换热管道22的内管壁上可以设置若干呈螺旋排列的翅片，并在换热管道22的内管壁上上下相邻的翅片之间形成凹槽。使通过换热管道22的进气口流入换热管道22的冷媒与换热管道22的管壁的接触面积增加。且换热管道22内壁上设置的若干呈螺旋排列的翅片及凹槽可以引导冷媒的流动方向，使换热管道22内的冷媒沿着换热管道22内壁上设置的若干螺旋排列的翅片及凹槽进行螺旋式流通，可以对换热管道22内的冷媒的流动速度减缓，使换热管道22管壁内外之间的冷媒通过换热管道22的管壁进行充分的换热。另外，通过换热管道22内壁上设置的若干呈螺旋排列的翅片及上下相邻的翅片间形成的凹槽，可以使流动在换热管道22内的冷媒进行不断的翻转，进而不断更新与换热管道22内壁接触的冷媒单元。从而使换热管道22内的冷媒进行充分的吸热，增加冷媒之间的换热效率，进而提高回热装置2的工作效率。

在具体设置回热装置2的换热管道22时，也可以在换热管道22的外管壁上设置若干的螺旋排列的翅片，并在上下相邻的翅片之间形成凹槽。与上述的原理相同，也可以增加壳体21内换热管道22内外冷媒之间的换热效率。

本发明还提供了一种压缩机制冷***，该制冷***包括如上所述的压缩机、冷凝器及蒸发器。在具体设置时，参考图2，压缩机本体1的出气口与冷凝器3的进气口通过连接管连通，冷凝器3的出液口通过连接管与上述的壳体21的进液口连通，上述壳体21的出液口与蒸发器4的进气口连通，蒸发器4的出气口通过连接管与上述的换热管道22的进气口连通，上述的换热管道22的出气口与压缩机本体1的进气口连通。如上各个器件之间通过连接管连通，形成了一个闭合的冷媒流动的回路，从而形成一个制冷***。在该制冷***中，通过换热管道22流入压缩机本体1的是低温低压的气态冷媒，经过压缩机本体1的压缩做功成为了高温高压的气态冷媒，从压缩机本体1流出的高温高压的气态冷媒流入冷凝器3中，在冷凝器3中进行充分的液化放热，成为常温高压的液态冷媒，常温高压的液态冷媒流入上述的壳体21的中空腔体与换热管道22的外壁之间的空间内，之后流入蒸发器4内进行蒸发吸热。显然，流入蒸发器4的低温低压的液态冷媒如果没有进行充分的蒸发，也将随已经升华的气态冷媒一同流入压缩机本体1，从而产生压缩机本体的液击现象。本发明中，从蒸发器4中流出来的冷媒通过回热装置2的换热管道22流入压缩机本体1。在壳体21内中空腔体与换热管道22外壁之间流动的从冷凝器3中流出来的常温高压的液态冷媒与换热管道22内低温低压的气态冷媒之间存在一个温度差，进而常温高压的液态冷媒会通过换热管道22的管壁向换热管道22内部的低温低压的气态冷媒传热。从蒸发器4中流出的还没有升华的混杂在气态冷媒中的液态冷媒在被加热过程会加速吸热升华为气态冷媒，进而使进入压缩机本体1的冷媒为气态冷媒。且在壳体21内中空腔体换热管道22外的液态冷媒对换热管道22内的气态冷媒进行加热的过程中，也是换热管道22内的低温低压的气态冷媒对换热管道22外中空腔体内的常温常压的液态冷媒进行降温的过程。通过换热管道22内低温低压气态冷媒的降温，使壳体21内中空腔体的进液口处的液态冷媒的温度要高于壳体21内中空腔体的出液口的冷媒的温度。进而会提高单位冷媒在蒸发器4中升华时吸热的热量，提高冷媒的制冷效率和冷媒的过冷度，进而改善制冷***中制冷效率。保证在制冷***中冷媒的灌注量减少的情况下，通过提高冷媒的过冷度达到同样的制冷性能。

在上述的制冷***中，继续参考图2，在回热装置2与蒸发器4之间设置有节流装置5。使回热装置2中壳体21的出液口通过节流装置5与蒸发器4连通。使饱和的高压常温的液态冷媒在节流装置5内转换为饱和的低温低压的液态冷媒，同时控制流入蒸发器4内的冷媒的流速，使流入蒸发器4内的冷媒进行充分的蒸发吸热，进而提高制冷***的制冷效率。

通过上述的技术方案，在压缩机本体1的进气口上设置上述的回热装置2，在如上限定的壳体21内换热管道22内的容积与壳体21内中空腔体的容积之间的比例关系下，通过向壳体21内中空腔体与换热管道22外壁之间的空间通入温度比换热管道22内冷媒的温度高的流体，即可减少液态冷媒进入压缩机本体1内，从而改善压缩机本体1的液击现象。且可以将上述的压缩机与相应的制冷***中的组件连通成一个制冷***，通过回热装置2内换热管道22内外之间的冷媒的换热，提高冷媒的过冷度，从而提高冷媒的制冷效率，解决了对易燃易爆类冷媒的灌注量限制的情况下依然可以保证制冷***的制冷性能的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种压缩机，其特征在于，包括压缩机本体以及回热装置；其中，

所述回热装置包括具有中空腔体的壳体以及换热管道；

其中，所述壳体相对的两端分别设置有进液口及出液口；

所述换热管道穿设在所述壳体内且两端分别位于所述壳体外，且所述换热管道外露在所述壳体的一端与所述压缩机本体的进气口连通；

位于所述壳体内的换热管道的容积为V_g，所述中空腔体的容积为V_l；其中，所述V_l＞1.3V_g。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述换热管道的容积V_g与所述中空腔体的容积V_l满足：1.4V_g≤V_l<1.84V_g。

3.如权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述换热管道相对的两端分别设置有进气口与出气口，所述换热管道的出气口与所述的压缩机本体的进气口连通；

所述壳体的进液口与所述换热管道的出气口位于所述壳体上的同一端。

4.如权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述换热管道为螺旋管道。

5.如权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述换热管道的管壁为金属管壁。

6.如权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述换热管道的管壁为铜管壁。

7.如权利要求1～6任一项所述的压缩机，其特征在于，所述换热管道的内管壁上设置有若干螺旋排列的翅片。

8.如权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述换热管道的外管壁上设置有若干螺旋排列的翅片。

9.一种压缩机制冷***，其特征在于，包括冷凝器、蒸发器及如权利要求1～8任一项所述的压缩机；

所述压缩机本体的出气口与所述的冷凝器的进气口连通，所述冷凝器的出液口与所述壳体的进液口连通，所述壳体的出液口与所述蒸发器的进液口连通，所述蒸发器的出气口与所述换热管道外露在所述壳体的另一端连通。

10.如权利要求9所述的压缩机制冷***，其特征在于，还包括节流装置，所述节流装置的进液口与所述壳体的出液口连通，所述节流装置的出液口与所述蒸发器的进液口连通。