压缩装置和具有其的制冷系统的制作方法

文档序号:15579188发布日期:2018-09-29 06:25

本申请涉及热交换技术领域,具体涉及一种压缩装置和具有其的制冷系统。



背景技术:

相关技术中,在冷凝器中液化的冷媒经过膨胀阀减压,会产生过冷却气液分离器的液体冷媒和气体冷媒。由于存在过冷却的液体冷媒,空調的制热量或制冷量会提升。

然而,如果在气液分离器中气化不充分的话,气体冷媒中会有液体冷媒混入。压缩机中有液体冷媒喷射的话,在排气温度降低的同时,在压缩机壳体内会产生冷媒冷凝,冷媒将溶解于润滑油内,润滑油粘度会大幅度降低,因此偏心轴等滑动部品会在短时间磨损。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此,本发明第一方面实施例的一个目的在于提出一种效率较高的压缩装置。

本发明第二方面实施例的一个目的在于提出一种制冷系统,该制冷系统的制冷效率高。

根据本发明第一方面实施例的压缩装置,包括:压缩机,所述压缩机包括壳体、压缩部和驱动部,所述壳体具有吐出口,所述压缩部具有第一入口、第二入口和吐出口,所述吐出口连通所述壳体的内部空间,所述第一入口和所述第二入口分别连通所述压缩部内相互隔开的腔室,所述驱动部与所述压缩部相连,且所述驱动部驱动所述压缩部以将从所述第一入口和所述第二入口进入所述压缩部的流体送往所述吐出口;储液器,所述储液器内具有相互隔离的第一储液腔和第二储液腔,所述第一储液腔与所述第一入口相连,所述第二储液腔与所述第二入口相连。

根据本发明实施例的压缩装置,储液器分别存储从第一入口和第二入口进入的流体,可以提高压缩装置的效率。

另外,根据本发明上述实施例的压缩装置还可以具有如下附加的技术特征:

根据本发明的一个实施例,所述压缩部包括:第一缸体,所述第一缸体内由第一压缩结构分割为第一吸气腔和第一压缩腔,所述第一吸气腔连接所述第一入口,且所述第一压缩腔连接所述吐出口。

根据本发明的一个实施例,所述第二入口连接所述第一压缩腔。

根据本发明的一个实施例,所述第二入口设于所述第一缸体沿轴线方向的两端的壁上并由所述第一压缩结构周期性的开闭。

根据本发明的一个实施例,所述压缩部还包括:第二缸体,所述第二缸体内由第二压缩结构分割为第二吸气腔和第二压缩腔,所述第二吸气腔连接所述第二入口,且所述第二压缩腔连接所述吐出口。

根据本发明的一个实施例,所述压缩部还包括:第一消音器,所述第一消音器与所述第一缸体相连,且所述第一消音器连接所述第一压缩腔和所述壳体的内部空间;第二消音器,所述第二消音器与所述第二缸体相连,且所述第二消音器连接所述第二压缩腔和所述壳体的内部空间。

根据本发明的一个实施例,所述第二缸体的所述第二压缩腔的排量是所述第一缸体的所述第一压缩腔的排量的6%-40%。

根据本发明的一个实施例,所述储液器内的下部具有隔板,所述隔板将所述储液器的内部空间分割为位于上方的第一储液腔和位于下方的第二储液腔。

根据本发明的一个实施例,所述储液器还包括第一导管和第二导管,所述第一导管与所述第一储液腔连通并向下延伸,所述第二导管与所述第二储液腔连通并向下延伸。

根据本发明第二方面实施例的制冷系统,包括:压缩装置,所述压缩装置为上述的压缩装置;第一换热器,所述第一换热器的一端与所述排出口相连;第二换热器,所述第二换热器的一端与所述第一储液腔相连;气液分离装置,所述气液分离装置具有第一接口、第二接口和出气口,所述气液分离器的第一接口与所述第一换热器的另一端相连且第二接口与所述第二换热器的另一端相连,所述气液分离器的出气口与所述第二储液腔相连。

根据本发明实施例的制冷系统,该制冷系统的制冷效率高。

根据本发明的一个实施例,所述第一换热器的所述另一端和所述第二换热器的所述另一端之间串接有节流阀。

根据本发明的一个实施例,所述气液分离器的第一接口与所述第一换热器之间以及所述气液分离器的第二接口与所述第二换热器之间均串接有所述节流阀。

根据本发明的一个实施例,所述制冷系统还包括:换向部,所述换向部分别连接所述排出口、所述第一换热器、所述第二换热器以及所述第一储液腔,其中,所述换向部适于在第一状态和第二状态之间切换,其中,所述换向部在所述第一状态时所述压缩机、所述第一换热器、所述气液分离器、所述第二换热器以及所述储液器依次相连成循环回路,所述换向部在所述第二状态时所述压缩机、所述第二换热器、所述气液分离器、所述第一换热器以及所述储液器依次相连成循环回路。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的制冷系统的结构示意图;

图2是根据本发明一个实施例的第二缸体的平面结构示意图;

图3是根据本发明一个实施例的储液器的结构示意图;

图4是根据本发明一个实施例的制冷系统的结构示意图。

附图标记:

制冷系统1,

压缩机121,壳体2,压缩部6,排出口3,第二入口44,储液器10,第一储液腔20,第二储液腔21,第一缸体25,驱动部9,第二缸体40,喷射孔45,第二压缩腔25a,活塞41,第一消音器31a,第二消音器32a,连通孔35,隔板12,第一导管13a,第二导管13b,第一换热器100,第二换热器110,第一接口1081,第二接口1082,出气口1083,节流阀102,换向部105,润滑油22,主轴承31,副轴承32,偏心轴30,气体冷媒注入管103,低压吸入管4,中压吸入管5,吐出口46,低压连接管14a,中压连接管14b。

具体实施方式

相关技术中,在冷凝器中液化的冷媒经过膨胀阀减压,会产生过冷却气液分离器的液体冷媒和气体冷媒。由于存在过冷却的液体冷媒,空調的制热量或制冷量会提升。

然而,如果在气液分离器中气化不充分的话,气体冷媒中会有液体冷媒混入。压缩机中有液体冷媒喷射的话,在排气温度降低的同时,在压缩机壳体内会产生冷媒冷凝,冷媒将溶解于润滑油内,润滑油粘度会大幅度降低,因此偏心轴等滑动部品会在短时间磨损。

为此,本发明提出了一种压缩装置和具有其的制冷系统1。

下面详细描述本发明的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图1-图4描述根据本发明实施例的压缩装置,如图1结合图4所示,该压缩装置大体可以包括压缩机121和储液器10。

具体而言,如图1和图4所示,压缩机121包括壳体2、压缩部6和驱动部9,壳体2具有吐出口46,压缩部6具有第一入口、第二入口44和吐出口46,吐出口46连通壳体2的内部空间,第一入口和第二入口44分别连通压缩部6内相互隔开的腔室,驱动部9与压缩部6相连,且驱动部9驱动压缩部6以将从第一入口和第二入口44进入压缩部6的流体送往吐出口46。

也就是说,驱动部9驱动压缩部6运转,流体分别从第一入口和第二入口44进入压缩部6内的不同腔室,压缩部6将进入不同腔室内的流体通过吐出口46排出壳体2,之后通过排出口3排出压缩机121。

其中,压缩部6具有相互隔开的不同的腔室,相互间隔的腔室可以存储不同压力或温度的流体,例如,其中一个腔室存储低压气体,另一个腔室存储中压气体。

储液器10内具有相互隔离的第一储液腔20和第二储液腔21,第一储液腔20与第一入口相连,第二储液腔21与第二入口44相连。

其中,储液器10具有相互隔开的第一储液腔20和第二储液腔21,第一储液腔20和第二储液腔21可以存储不同压力、状态或温度的流体,例如,第一储液腔20可以存储低压气体,第二储液腔21可以存储中压气体。

这样,第一入口分别连通第一储液腔20和压缩部6内存储低压流体的腔室,第二入口44分别连通第二储液腔21和压缩部6内存储中压流体的腔室。

也就是说,第一储液腔20和第二储液腔21内的流体分别通过第一入口和第二入口44流入压缩部6内相互隔开的腔室。这样,驱动部9驱动压缩部6将进入不同腔室内的流体压缩后再通过吐出口46和排出口3排出压缩机121。

由此,根据本发明实施例的压缩机121,通过设置储液器10,且储液器10具有相互隔离的第一储液腔20和第二储液腔21,压缩部6内具有相互隔开的腔室,不同的腔室处理不同情况下的流体,提高了压缩装置的效率。

一些实施例中,如图1所示,压缩部6包括第一缸体,第一缸体内由第一压缩结构分割为第一吸气腔和第一压缩腔,第一吸气腔连接第一入口,且第一压缩腔连接吐出口46。可以理解的是,从第一入口进入第一缸体内的流体首先进入第一吸气腔,进入第一吸气腔内的流体在压缩机121的作用下驱动进入第一压缩腔,在第一压缩腔内,流体将被压缩,经过压缩后的流体将从吐出口46排出。举例而言,从第一入口进入第一吸气腔的流体为低压气体,经过压缩后,低压气体变为高压气体,高压气体从排出口3排出压缩机121。

一些实施例中,如图4结合图2所示,第二入口44连接第一压缩腔。也就是说,经过第二入口44的流体直接进入第一压缩腔,不进入第一吸气腔。这样,从第一吸气腔和第二入口44都会进入第一压缩腔内进行压缩,只需一个压缩腔即可完成压缩,压缩装置的结构紧凑。

进一步地,第二入口44设于第一缸体沿轴线方向的两端的壁上并由第一压缩结构周期性的开闭。换言之,第二入口44周期性的打开和关闭,也就是说,第二储液腔21内的流体会周期性的进入第一缸体内。

一些实施例中,压缩部6还包括第二缸体40,第二缸体40内由第二压缩结构分割为第二吸气腔和第二压缩腔25a,第二吸气腔连接第二入口44,且第二压缩腔25a连接吐出口46。也就是说,流体首先从第二入口44进入第二吸气腔内,在压缩部6的作用下,进入第二吸气腔内的流体进入第二压缩腔25a内被压缩,被压缩后的流体通过吐出口46排出压缩机121。这样,从第一入口和第二入口44进入压缩部6的流体分别被第一压缩腔和第二压缩腔25a压缩,压缩效率较高,因而压缩装置的效率较高。

一些具体实施例中,第一压缩结构和第二压缩结构共轴。这样,压缩装置的内部结构排布整齐、合理,结构紧凑。

进一步地,如图4所示,压缩部6还包括第一消音器31a和第二消音器32a。

其中,第一消音器31a与第一缸体相连,且第一消音器31a连接第一压缩腔和壳体2的内部空间。第二消音器32a与第二缸体40相连,且第二消音器32a连接第二压缩腔25a和壳体2的内部空间。

这样,流入到第二缸体40的第二压缩腔25a中的流体成为高压排出到第一消音器31a中,流入到第一缸体的第一压缩腔中的低压的流体成为高压向第一消音器31a排气。第一消音器31a和第二消音器32a可以减小噪音,提高产品性能。

优选地,如图4所示,第二消音器32a与第一消音器31a通过形成在第一缸体和第二缸体40内的连通孔35连通。第一消音器31a和第二消音器32a之间具有连通孔35,第二消音器32a的高压流体通过连通孔35与第一消音器31a的高压流体合流后排出。

当然,上述实施例仅是示意性的,并不能理解为对本发明保护范围的限制,例如,杜伊消音器和第二消音器32a之间也可以不设置连通孔35,经过第一消音器31a和第二消音器32a的气体各自通过吐出口46排出压缩机121。

有利地,第二缸体40的第二压缩腔25a的排量是第一缸体的第一压缩腔的排量的6%-40%。其中,第二压缩腔25a为中压腔,第一压缩腔为低压腔,进入第二压缩腔25a内的流体的压强较高,流体密度大,进入第一压缩腔内的流体的压强较低,流体密度较小。这样,不至于让储液器10内充满流体,使压缩装置更安全。其中,为了满足上述排量条件,第二压缩腔25a的体积可以设置为第一压缩腔体积的6%-40%。

一些实施例中,压缩部6为单缸压缩结构或多缸压缩结构。例如,压缩部6为单缸压缩结构,也即压缩部6仅具有一个压缩缸;压缩部6为多缸压缩结构,也即压缩部6具有多个压缩缸,例如压缩部6具有两个、三个或者更多个压缩缸。

一些实施例中,如图3所示,储液器10内的下部具有隔板12,隔板12将储液器10的内部空间分割为位于上方的第一储液腔20和位于下方的第二储液腔21。换言之,第一储液腔20和第二储液腔21由隔板12分隔储液器10的内部空间形成。其中,隔板12可以仅设置为一个,当然,为了保证隔热性能,隔板12也可以设置为多个。其中,第一储液腔20和第二储液腔21的体积比优选地为6%-40%,这样,避免了储液器10内充满流体,使压缩装置更安全。

进一步地,如图3结合图4所示,储液器10还包括第一导管13a和第二导管13b,第一导管13a与第一储液腔20连通并向下延伸,第二导管13b与第二储液腔21连通并向下延伸。第一导管13a与第一入口连通,第二导管13b与第二入口44连通。这样,第一储液腔20内的流体由第一导管13a导入第一入口,并由第一入口进入第一缸体,第二储液腔21内的流体由第二导管13b导入第二入口44,并由第二入口44进入第二缸体40。

根据本发明实施例的制冷系统,如图1和图4所示,包括压缩装置、第一换热器100、第二换热器110和气液分离装置。

其中,压缩装置为上述的压缩装置,第一换热器100的一端与排出口3相连,第二换热器110的一端与第一储液腔20相连。气液分离装置具有第一接口1081、第二接口1082和出气口1083,气液分离器的第一接口1081与第一换热器100的另一端相连且第二接口1082与第二换热器110的另一端相连,气液分离器的出气口1083与第二储液腔21相连。

这样,从排出口3排出的流体首先经过第一换热器100,经过第一换热器100后的流体变为气液两相流体,气液两相流体通过第一接口1081进入气液分离装置,气液两相流体中的一部分通过出气口1083进入储液器10的第二储液腔21内,另一部分通过第二接口1082排出气液分离装置,并进入第二换热器110,经过第二换热器110换热后的流体进入第一储液腔20内。

进入第一储液腔20和第二储液腔21内的流体分别通过第一入口和第二入口44进入第一缸体和第二缸体40内。由此,可以实现流体的循环。

根据本发明实施例的制冷系统,该制冷系统的制冷效率高。

一些实施例中,如图1和图4所示,第一换热器100的另一端和第二换热器110的另一端之间串接有节流阀102。其中,节流阀102可以是膨胀阀,膨胀阀用于对流体减压。这样,经过第一换热器100的流体第一次经过减压后进入气液分离装置,之后再经过第二次减压,此时,流体基本为低压气态,低压气体最后进入第一储液腔20。

一些可选实施例中,如图1和图4所示,气液分离器的第一接口1081与第一换热器100之间以及气液分离器的第二接口1082与第二换热器110之间均串接有节流阀102。也即节流阀102分别设置于第一换热器100和气液分离装置之间和气液分离装置和第二换热器110之间。

进一步地,如图1和图4所示,制冷系统还包括换向部105,换向部105分别连接排出口3、第一换热器100、第二换热器110以及第一储液腔20,其中,换向部105适于在第一状态和第二状态之间切换,其中,换向部105在第一状态时压缩机121、第一换热器100、气液分离装置、第二换热器110以及储液器10依次相连成循环回路,换向部105在第二状态时压缩机121、第二换热器110、气液分离装置、第一换热器100以及储液器10依次相连成循环回路。

当换向部105处于第一状态时,压缩机121内的流体由排出口3排出,由排出口3排出的流体的一部分流路依次经过换向部105、第一换热器100、气液分离装置、第二换热器110和第一储液腔20,由排出口3排出的流体的另一部分流路依次经过换向部105、第一换热器100、气液分离装置和第二储液腔21。

当换向部105处于第二状态时,压缩机121内的流体由排出口3排出,由排出口3排出的流体的一部分流路依次经过换向部105、第二换热器110、气液分离装置、第一换热器100和第一储液腔20,由排出口3排出的流体的另一部分流路依次经过换向部105、第二换热器110、气液分离装置和第二储液腔21。

这样,制冷系统可以同时具有制冷和制热能力。

在本发明的一个具体实施例中,如图1所示,制冷系统处于第一状态时,压缩机121为单缸旋转式压缩机121,在密封的壳体2中收纳了驱动部9,驱动部9为电动电机,其下部配置了压缩部6和润滑油22。压缩部6由壳体2的内周固定的第一缸体以及与主轴承31和副轴承32滑动配合的偏心轴30等组成。

从吐出口46排出的高压气体冷媒(压力Pd)通过四通阀(换向部105)在室内换热器(第一换热器100)内成为冷凝冷媒,其后,通过膨胀阀(节流阀102)减压,在气液分离装置中分离为中压的气体冷媒(压力Pi)和液体冷媒。因此,该液体冷媒的过冷却会増加。

气液分离装置的液体冷媒、进一步通过膨胀阀减压,在室外换热器(第二换热器110)成为低压气体冷媒(压力Ps),其后,流入四通阀和被区分为两个密闭腔的储液器10的低压腔(第一储液腔20)中,到达与第一缸体连接的第一入口中。

即该制冷循环通过四通阀的控制成为制热模式。另外、图1中实线(-)表示高压冷媒(Pd)或者中压的气体冷媒(Pi)的流动、虚线(--)表示低压冷媒(Ps)的流动。

另一方面,在气液分离装置中分离出来的气体冷媒,通过出气口1083流入到储液器10的中压腔,进入中压腔的气体从第一入口进入第一缸体。另外,气液分离装置的特点是具有低压腔和中压腔。

图2是表示第二缸体40明细的平面图。第二入口44通过公转的活塞41进行开闭,通过气体冷媒注入管103和中压吸入管5排出气体冷媒(压力Pi)。期间,与从第二入口44流入并被压缩的气体混合从排气孔向壳体2的内部排气。

在此,气液分离装置在气体冷媒较少的情况下、或者是液体冷媒过多的情况下,通过气体冷媒注入管103,大量的液体冷媒注入到第一压缩腔中,所以会发生第一压缩腔的气体温度降低的问题。

由于通过排气孔向壳体2中排气的气体温度低,一旦润滑油22的温度比冷凝器的饱和冷凝温度低,大量的冷媒会溶解在润滑油22中,会产生润滑油22粘度极度降低的现象。其结果,偏心轴30等的滑动部件之间的油膜不能形成,会产生磨耗故障。

为了防止这个上述问题的出现、本实施例中的储液器10具备低压腔和中压腔。储液器10内焊接有中隔板12,储液器10的内部被分割为低压腔(上侧)和中压腔(下侧)两部分。

低压腔通过蒸发器(室外换热器)对从低压入口管流入的低压冷媒进行气液分离,优先选择气体冷媒,流到第一缸体的第一压缩腔中。中压腔连接气体冷媒注入管103、如果有液体冷媒混入的话,选择性地将气体冷媒流入到与第一压缩腔联通的的第一入口中。

第一导管13a和第二导管13b分别在储液器10的下部弯曲成L形,成为低压连接诶管14a和中压连接管14b、它们与低压吸入管4和中压吸入管5连接。A孔16a和B孔16b是将液体冷媒的一部分在安全范围内进行释放的孔,避免低压腔或者中压腔中充满液体冷媒。通过实验结果确认,中压腔与低压腔的容积比从10%到40%的范围最佳。

另外,低压腔和中压腔不但是压力,温度也不一样,低压腔的气体温度小于中压腔的气体温度,中隔板12的传热面积小,相对于低压腔的气体量,中压腔的气体量大约为10%到15%,它们之间的热传导是可以忽略的范围。另外,有必要的话,可以设置两片相互间隔开的中隔板12,以提升隔热性。

图4所示的第二状态中,双缸旋转式压缩机121兼备第一缸体和第二缸体40,第一缸体压缩从室外换热器流入的低压气体冷媒(压力Ps),气体喷射专用的第二缸体40压缩从气液分离装置出来的气体冷媒,其中,第二缸体上具有气体喷射孔45,气体喷射孔45通过公转的活塞41开闭,气体喷射孔45向第二缸体40内喷射气体。

压缩部6由固定在壳体2的内周的第一缸体、小容量的第二缸体40、与它们连接的中间板、主轴承31和副轴承32进行滑动配合的偏心轴30等组成。

流入到储液器10的低压腔中的低压冷媒(Ps)、从低压吸入管4流入到第一缸体中。在气液分离装置分离的中压气体冷媒(Pi)通过气体冷媒注入管103流入到储液器10的中压腔中,之后从中压吸入管5流入到第二缸体40中。因此,第二缸体40为气体喷射专用的气缸。

流入到第二缸体40的压缩腔中的中压气体冷媒成为高压排出到第二消音器32a中。流入到第一缸体压缩腔中的低压的气体冷媒成为高压向第一消音器31a排气。第二消音器32a的高压气体通过连通孔35与第一消音器31a的高压气体合流排出到壳体2中。其后,从排出口3向四通阀排气。

这样,该制冷系统可以在第一状态和第二状态之间自由切换,例如,制冷系统的第一状态为制热,第二状态为制冷,也即,制冷系统同时可以兼顾制热和制冷。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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