压缩机及空调系统的制作方法

文档序号:15433168发布日期:2018-09-14 21:51阅读:132来源:国知局

本发明涉及空调技术领域,具体而言,涉及一种压缩机及空调系统。



背景技术:

补气增焓技术已成为解决转子压缩机应用在寒冷地区性能衰减问题的关键技术。目前,在转子压缩机上普遍应用的补气技术主要为双级增焓以及双缸增焓。研究表明:双缸增焓技术在大压比工况下,补气效果与双级压缩相当,而在中小压比工况下,补气效果优于双级。

专利号为201710632120.7的专利对常规双缸增焓压缩机的容积比进行了设计,并取得了较好的效果,但其主要问题在于:双缸增焓压缩机的一个缸的吸气全部来源于补气,而补气的气体量相对较少,而压力又属于中压制冷剂,因此导致该缸体容积很小,一般为另外一个缸排量的十分之一左右。

显然,两缸为10:1的容积比将导致系列问题,第一,小缸效率差;第二,小排量压缩机较难实现,这是由于压缩机排量小时,要求小缸非常小,加工难度大。

此外,双缸增焓压缩机还存在不同运行模式下不同缸体的切换问题,这是由于小压比工况下,补气效果不佳,这时补气阀将切断,小缸将需要从蒸发器出口吸气。

专利号为201510760115.5的专利提出了一种在外部接一个类似三通阀的装置,可将双缸压缩机切换成单级运行和双缸增焓运行两种方式。然而,该方式需要在压缩机外部增加切换装置,增加了系统的复杂度,双缸压缩机在中小压比下,补气效果优于双级,而在不补气时性能较大幅度优于双级,但双缸压缩机由于属于并联结构,在大压比下,容积效率较差,因此其整体性能在大压比下不如双级。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于提供一种压缩机及空调系统,以解决现有技术的双缸増焓压缩机中大小气缸的容积小的问题。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种压缩机,该压缩机包括:第一气缸,所述第一气缸上设置有第一吸气口和第一排气口,所述第一排气口用于与预定换热器连接;第二气缸,所述第二气缸上设置有第二吸气口和第二排气口,所述第二排气口用于与所述预定换热器连接;提前排气装置,所述提前排气装置设置在所述第一气缸的缸体上或所述第一气缸的上端面上或所述第一气缸的下端面上,所述提前排气装置包括提前排气口和控制所述提前排气口开闭的第一控制阀,所述提前排气口与所述第二吸气口连接。

进一步地,所述第一气缸和所述第二气缸为转子式、活塞式、涡旋形式的任意组合。

进一步地,所述提前排气口与所述第二吸气口之间通过所述压缩机内部通道连接或者通过管道连接。

进一步地,所述第二气缸和所述第一气缸的容积比在0.1至0.7的范围内。

进一步地,所述压缩机还包括:连接通道,所述连接通道的第一端与所述第一排气口连通,所述连接通道的第二端与所述第二吸气口连通;切换控制阀组,所述切换控制阀组设置在所述第一气缸和第二气缸之间使所述压缩机工作在双级増焓运行模式或双缸増焓模式或卸载运行模式。

进一步地,所述切换控制阀组包括:第二控制阀,所述第二控制阀设置在所述连接通道上以控制所述连接通道的通断;第三控制阀,所述第三控制阀设置在所述第一排气口与所述预定换热器连接的冷媒管上以控制所述冷媒管的通断;其中,所述第二控制阀开启,第三控制阀关闭时,所述第一控制阀由于背压作用始终处于关闭状态,所述压缩机处于双级増焓运行模式;当所述第二控制阀关闭,第三控制阀开启时,当所述第一气缸的压缩腔内压力大于中间补气压力时,所述第一控制阀由于压差作用打开,所述第一气缸中的部分制冷剂被排出,并被所述第二气缸的第二吸气口吸入,此时所述压缩机处于双缸増焓运行模式;当所述第二控制阀关闭,所述第三控制阀开启,且补气支路上补气阀关闭时,当所述第一气缸的压缩腔内压力达到所述提前排气口的背压时,所述提前排气口上的所述第一控制阀打开,此时,所述压缩机处于卸载运行模式。

进一步地,所述第二控制阀和所述第三控制阀均为截止阀。

根据本发明的另一方面,提供了一种空调系统,包括压缩机,所述压缩机为上述的压缩机。

进一步地,所述空调系统还包括气液分离器,第一换热器、第二换热器、第一节流元件、第二节流元件,其中,所述第一换热器的入口与所述第一排气口和所述第二排气口均连接,所述第一换热器的出口与所述第一节流元件的入口连接,所述第一节流元件的出口与所述气液分离器的入口连接,所述气液分离器的底部出口与所述第二节流元件的入口连接,所述第二节流元件的出口与所述第二换热器的入口连接,所述第二换热器的出口与所述第一吸气口连接,所述第一换热器形成所述预定换热器,所述气液分离器的顶部出口与所述第二吸气口连接。

进一步地,所述空调系统包括包含双缸增焓模式,当所述空调系统处于双缸增焓模式时,制冷剂从所述压缩机的所述第一气缸和所述第二气缸排出后经所述第一换热器变为高压过冷液体,经所述第一节流元件后进入所述气液分离器;在所述气液分离器中制冷剂分为两路,一路制冷剂液体经所述气液分离器底部出口进入所述第二节流元件节流成为低压两相制冷剂进入所述第二换热器,低压两相制冷剂在所述第二换热器中蒸发变为气态制冷剂被所述第一气缸吸入;所述气液分离器中的另一路制冷剂气体经所述气液分离器的顶部出口,与来自所述提前排气装置所排出的制冷剂混合后被所述第二气缸吸入。

进一步地,当所述空调系统处于双缸增焓模式时,所述第一气缸压缩过程为:从所述第一气缸的第一气缸转子转至第一气缸滑片顶点位置处开始,在所述第一气缸转子转过所述第一吸气口前,压缩过程未开始,所述提前排气装置第一控制阀关闭;当所述第一气缸转子从吸气闭合位置转至压缩腔内压力达到中间压力所对应的位置时,所述提前排气装置的第一控制阀关闭,而当第一气缸转子转到压缩腔内压力大于中间压力所对应的位置时,所述提前排气装置的第一控制阀打开,提前排气过程开始,当所述第一气缸转子转过上所述提前排气口时,提前排气过程结束,压缩腔继续压缩,当压缩腔内压力达到所述第一气缸的排气压力时,所述第一气缸的排气过程开始,当第一气缸转子转过所述第一排气口时,所述第一气缸排气过程结束,进而完成整个循环。

进一步地,所述空调系统还包括卸载运行模式,当空调系统处于卸载运行模式时:关闭所述气液分离器顶部补气支路上的补气阀,高温高压气态制冷剂经所述第一换热器变为高压过冷液态制冷剂,再经所述第一节流元件进入所述气液分离器,此时,所述气液分离器中的所有制冷剂经所述第二节流元件节流变为低压两相制冷剂进入所述第二换热器,在所述第二换热器蒸发后被所述第一气缸吸入;所述第二气缸的吸气全部来源于提前排气装置的排气;当所述第一气缸压缩腔背压大于所述第二气缸吸气压力时,所述提前排气装置的第一控制阀打开,直到所述第一气缸的第一气缸转子转过所述提前排气装置的提前排气口,所述第一控制阀关闭。

根据本发明的再一方面,提供了一种空调系统,包括压缩机,所述压缩机为上述的压缩机。

进一步地,所述空调系统还包括气液分离器,第一换热器、第二换热器、第一节流元件、第二节流元件,其中,所述第一换热器的入口与所述第一排气口和所述第二排气口均连接,所述第二换热器的出口与所述第一节流元件的入口连接,所述第一节流元件的出口与所述气液分离器的入口连接,所述气液分离器的底部出口与所述第二节流元件的入口连接,所述第二节流元件的出口与所述第二换热器的入口连接,所述第二换热器的出口与所述第一吸气口连接,所述第一换热器形成所述预定换热器,所述气液分离器的顶部出口与所述第二吸气口连接。

进一步地,所述空调系统包括包含双级增焓运行模式,当所述空调系统处于双级增焓运行模式时,所述第二控制阀打开,所述第三控制阀关闭,由于所述提前排气装置的所述第一控制阀的阀片的背压始终大于所述提前排气口位置所对应压缩腔的压力,因此,所述提前排气装置的第一控制阀始终关闭;在所述双级增焓运行模式下,制冷剂从所述第一排气口排出的制冷剂与所述气液分离器的顶部出口流出的制冷剂混合后被所述第二吸气口吸入,从所述压缩机的所述第二排气口出来的高温高压制冷剂经所述第一换热器被冷凝,成为高压过冷液态制冷剂后经所述第一节流元件节流成两相制冷剂进入所述气液分离器,在所述气液分离器中,制冷剂分为两路,底部液体经所述气液分离器底部出口流出经所述第二节流元件进入所述第二换热器,制冷剂在所述第二换热器中蒸发变为气态制冷剂被所述第一气缸吸入;所述气液分离器中的气态制冷剂经所述气液分离器的顶部出口流出与所述第一气缸排出的制冷剂混合后被所述第二吸气口吸入,实现对冷媒的双级増焓压缩。

进一步地,所述空调系统还包括双缸增焓运行模式,当所述空调系统处于双缸增焓运行模式时,所述第二控制阀关闭,所述第三控制阀打开,当所述第一气缸压缩腔内压力大于提前排气装置背压时,所述提前排气装置的第一控制阀打开,直到所述第一气缸的第一气缸转子转过所述提前排气装置,所述第一控制阀才关闭;在双缸増焓运行模式中:制冷剂从所述压缩机排出后经所述第一换热器变为高压过冷液体,经所述第一节流元件后进入所述气液分离器;在所述气液分离器中制冷剂分为两路,其中一路制冷剂液体经所述气液分离器的底部出口进入所述第二节流元件节流成为低压两相制冷剂进入所述第二换热器,低压两相制冷剂在所述第二换热器中蒸发变为气态制冷剂被所述第一吸气口吸入;所述气液分离器中的另一路制冷剂气体经所述气液分离器的顶部出口流出,与来自所述提前排气装置所排出的制冷剂混合后被所述第二吸气口吸入。

进一步地,当所述空调系统处于双缸增焓模式时,所述第一气缸压缩过程为:从所述第一气缸的第一气缸转子转至第一气缸滑片顶点位置开始,在所述第一气缸转子转过所述第一吸气口前,压缩过程未开始,此时所述提前排气装置的第一控制阀关闭;当所述第一气缸转子从吸气闭合位置转至压缩腔内压力达到中间压力所对应的位置之间,所述第一控制阀关闭,而当所述第一气缸转子转到压缩腔内压力大于中间压力所对应的位置时,所述第一控制阀打开,提前排气过程开始,此时随着所述第一气缸转子转角的增大,压缩腔内压力保持不变,所述第一控制阀仍处于打开状态,当所述第一气缸转子转过所述提前排气装置的提前排气口时,提前排气过程结束,压缩腔继续压缩,当压缩腔内压力达到所述第一排气口的排气压力时,排气过程开始,当所述第一气缸转子转过所述第一排气口时,排气过程结束,进而完成整个循环。

进一步地,所述空调系统还包括卸载运行模式,当所述空调系统处于卸载运行模式时,关闭所述气液分离器上的补气阀,所述第二控制阀关闭,所述第三控制阀打开,高温高压气态制冷剂经所述第一换热器变为高压过冷液态制冷剂,再经所述第一节流元件进入所述气液分离器变为中压制冷剂,所述气液分离器中的所有制冷剂经所述第二节流元件节流变为低压两相制冷剂进入所述第二换热器,在所述第二换热器蒸发后被所述第一吸气口吸入;当所述第一气缸压缩腔背压大于所述第二气缸吸气压力时,所述第一控制阀打开,直到所述第一气缸的第一气缸转子转过提前排气口,第一控制阀关闭。

可见,本发明通过利用提前排气技术,提供了一种新型的压缩机及空调系统,相比传统双缸增焓压缩机,本发明的压缩机可大幅度增加第一气缸和第二气缸的容积,使得双缸增焓技术在小容量压缩机上应用变得更加简易;通过增加第一气缸和第二气缸的容积,有效改善第二气缸,即小气缸的效率,进而实现性能的提升;此外,本发明能够在不增加其余部件的前提下,可实现增焓运行与不增焓运行的自由切换;在小压比工况下,可卸载双缸压缩机的部分容积。

本发明的压缩机可实现双级压缩和双缸独立压缩之间的切换,从而可兼顾双级低温性能优双缸中高温性能优的双重优点,使得压缩机可在大范围变工况均运行在高效状态,因而可有效改善压缩机的运行性能;其次,提出的压缩机可大幅度提高双缸运行时的小缸容积,进而使得双缸压缩机应用于小容量压缩机时的加工难度大幅度降低,同时由于小缸容积的增大,可有效改善小缸的效率;再次,由于设置了提前排气口,可实现压缩机增焓运行与不增焓运行的自由切换,同时,由于不增焓的工况基本都是小压比工况,因此通过提前排气口向第二气缸的泄出,可卸载双缸压缩机的部分容积。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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示意性示出了本发明的空调系统的第一实施例的连接关系图;

图2示意性示出了本发明的第一实施例的压缩机去掉气液分离器后的连接关系图;

图3示意性示出了图1中压缩机处于双缸増焓运行模式时的冷媒走向图;

图4示意性示出了图1中压缩机处于卸载运行模式时的冷媒走向图;

图5示意性示出了本发明的空调系统的第二实施例的连接关系图;

图6示意性示出了发明的第二实施例的压缩机去掉气液分离器后的连接关系图;

图7示意性示出了图5中的空调系统处于双级増焓运行模式时的冷媒走向图;

图8示意性示出了图5中的空调系统处于双缸増焓运行模式时的冷媒走向图;

图9示意性示出了图5中的空调系统处于卸载运行模式时的冷媒走向图;

图10示意性示出了第一气缸转角开始位置时的俯视图

图11示意性示出了第一气缸吸气闭合位置时的俯视图;

图12示意性示出了本发明中的提前排气装置处于开启位置时第一气缸的俯视图;

图13示意性示出了本发明中的提前排气装置处于闭合位置时第一气缸的俯视图;

图14示意性示出了本发明中的提前排气装置处于排气启示位置时第一气缸的俯视图;

图15示意性示出了本发明中的提前排气装置处于排气结束位置时第一气缸的俯视图。

其中,上述附图包括以下附图标记:

1、压缩机;2、第一换热器;3、第二换热器;4、第一节流元件;5、气液分离器;6、第二节流元件;11、第一气缸;111、第一吸气口;112、第一排气口;113、连接通道;114、第一气缸转子;115、第一气缸滑片;116、提前排气装置;12、第二气缸;121、第二吸气口;122、第二排气口;13、第二控制阀;14、第三控制阀。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参见图1至图4,图10至图15所示,根据本发明的第一实施例,提供了一种空调系统,本实施例中的空调系统包括压缩机1、第一换热器2、第二换热器3、第一节流元件4、第二节流元件6、气液分离器5,其中,第一换热器2的入口与第一排气口112和第二排气口122均连接,第一换热器2的出口与第一节流元件4的入口连接,第一节流元件4的出口与压缩机1的气液分离器5的入口连接,气液分离器5的底部出口与第二节流元件6的入口连接,第二节流元件6的出口与第二换热器3的入口连接,第二换热器3的出口与第一吸气口111连接,气液分离器5的顶部出口与第二吸气口121连接。本实施例中的压缩机1包括第一气缸11、第二气缸12、以及提前排气装置116。

实际连接时,第一气缸11上设置有第一吸气口111和第一排气口112,第一排气口112用于与第一换热器2连接;第二气缸12上设置有第二吸气口121和第二排气口122,第二排气口122用于与第一换热器2连接;提前排气装置116设置在第一气缸11的缸体上或第一气缸11的上端面(即上法兰或者中间隔板上)上或第一气缸11的下端面上(下法兰上),提前排气装置116包括提前排气口(图中未示出)和控制提前排气口开闭的第一控制阀(图中未示出),提前排气口与第二吸气口121连接。

本实施例中的压缩机1包括两种运行模式,分别是双缸增焓模式和卸载运行模式:

双缸增焓模式:如图2和3所示,制冷剂从压缩机1的两个第一气缸11和第二气缸12排出后经第一换热器2变为高压过冷液体,经第一节流元件4后进入气液分离器5;在气液分离器5中制冷剂分为两路,其中底部制冷剂液体经气液分离器5底部出口进入第二节流元件6节流成为低压两相制冷剂进入第二换热器3入口,低压两相制冷剂在第二换热器3中蒸发变为气态制冷剂被第一气缸11的第一吸气口111吸入;气液分离器5中的另一路制冷剂气体经气液分离器5的顶部出口流出,与来自提前排气装置116所排出的制冷剂混合后被第二吸气口121吸入;在这种情况下,压缩机1的第一气缸11压缩过程为:从第一气缸转子114转至第一气缸滑片115顶点位置开始,如图10所示,在第一气缸转子114转过第一吸气口111前,压缩过程未开始,此时提前排气装置116的背压为中间压力,因此提前排气装置116的处的第一控制阀关闭;当第一气缸转子114从吸气闭合位置转至压缩腔内压力达到中间压力所对应的位置之间,由于压缩腔内压力小于中间压力,因此第一控制阀关闭,如图11所示,而当第一气缸转子114转到压缩腔内压力大于中间压力所对应的位置时,第一控制阀打开,提前排气过程开始,如图12所示,此时随着转角的增大,压缩腔内压力保持不变,第一控制阀仍处于打开状态,当第一气缸转子114转过提前排气口时,第一气缸11的排气过程开始,当第一气缸转子114转过第一排气口112时,第一气缸11排气过程结束,进而完成整个循环,如图13所示,压缩腔继续压缩,当压缩腔内压力达到排气压力时,第一控制阀打开,排气过程开始,如图14所示,当第一气缸转子114转过第一排气口112时,排气过程结束,如图15所示,进而完成整个循环;压缩机1的第二气缸12压缩过程与现有压缩机一致,此处不再赘述。

卸载运行模式:如图4所示,当系统运行在小压比工况下,气液分离器5中气体量很少时,系统卸载运行,具体实现方案为:关闭气液分离器5顶部补气支路上的补气阀(图中未画出),高温高压气态制冷剂经第一换热器2变为高压过冷液态制冷剂,再经第一节流元件4进入气液分离器5,由于气液分离器5上的补气阀关闭,气液分离器5中的所有制冷剂经第二节流元件6节流变为低压两相制冷剂进入第二换热器3,在第二换热器3蒸发后被压缩机1的第一吸气口111吸入;由于此时补气阀关闭,压缩机1的第二气缸12的吸气将全部来源于提前排气装置116的排气,此时压缩机1的第一气缸11的背压将由提前排气装置116的位置决定;当第一气缸11压缩腔背压大于第二气缸12吸气压力时,第一控制阀打开,直到第一气缸转子114转过提前排气口,第一控制阀关闭;本质上讲,相比增焓模式,卸载运行模式只是切断了补气支路,而由于补气支路的制冷剂是第二气缸12吸气来源之一,切断之后,将致使第二气缸12吸气压力降低,同时第一控制阀将提前打开,吸气压力的降低幅度和第一控制阀打开提前排气装置的角度是相互耦合的,两者均由第一气缸11和第二气缸12的容积比决定。

可见,本发明通过利用提前排气技术,提供了一种新型的压缩机及空调系统,相比传统双缸增焓压缩机,本发明的压缩机可大幅度增加第一气缸11和第二气缸12的容积,使得双缸增焓技术在小容量压缩机1上应用变得更加简易;通过增加第一气缸11和第二气缸12的容积,有效改善第二气缸12,即小气缸的效率,进而实现性能的提升;此外,本发明能够在不增加其余部件的前提下,可实现增焓运行与不增焓运行的自由切换;在小压比工况下,可卸载双缸压缩机的部分容积。

优选地,本实施例中的第二气缸12和第一气缸11的容积比在0.1至0.5的范围内,相对于现有技术中的结构而言,本实施例的第二气缸12可以做得大一些,比较容易加工实现。

优选地,第一节流元件4和第二节流元件6均为节流阀,当然,在本发明的其他实施例中,还可以将第一节流元件4和第二节流元件6设置为毛细管,只要是在本发明的构思下的其他变形方式,均在本发明的保护范围之内。

参见图5至图15所示,根据本发明的另一实施例,提供了一种空调系统,本实施例中的空调系统与第一实施例中的空调系统的结构基本一致,所不同的是,本实施例中的压缩机1还包括连接通道113和切换控制阀组,连接通道113的第一端与第一排气口112连通,连接通道113的第二端与第二吸气口121连通;切换控制阀组设置在第一气缸11和第二气缸12之间使压缩机1工作在双级増焓运行模式或双缸増焓模式或卸载运行模式。

具体来说,切换控制阀组包括第二控制阀13和第三控制阀14,第二控制阀13设置在连接通道113上以控制连接通道113的通断;第三控制阀14设置在第一排气口112与第一换热器2连接的冷媒管上以控制冷媒管的通断;其中,第二控制阀13开启,第三控制阀14关闭时,第一控制阀由于背压作用始终处于关闭状态,压缩机1处于双级増焓运行模式;当第二控制阀13关闭,第三控制阀14开启时,当第一气缸11的压缩腔内压力大于中间补气压力时,第一控制阀由于压差作用打开,第一气缸11中的部分制冷剂被排出,并被第二气缸12的第二吸气口121吸入,此时压缩机1处于双缸増焓运行模式;当第二控制阀13关闭,第三控制阀开启,且补气支路上补气阀关闭时,当第一气缸11的压缩腔内压力达到提前排气口的背压时,提前排气口上的第一控制阀打开,此时,压缩机1处于卸载运行模式。

优选地,本实施例中的第二控制阀13和第三控制阀14均为截止阀,防止冷媒倒流,当然,单向阀还可以设置为其他开闭阀,第一气缸11和第二气缸12为转子式、活塞式、涡旋形式的任意组合。提前排气口与第二吸气口121之间通过压缩机1内部通道连接或者通过管道连接,具体可以根据实际的结构设置,结构简单,便于实现。第二气缸12和第一气缸11的容积比在0.5至0.7的范围内,相对于第一实施例,本实施例中的第二气缸12还可以做得更大一些,更加容易加工和实现。

本实施例中的空调系统的运行模式包括三种,分别是双级增焓运行模式、双缸增焓运行模式和卸载运行模式,现结合图6至图15对其运行原理进行说明如下:

双级增焓运行模式:图7展示了双级增焓运行模式的系统原理图。在双级运行模式下,第二控制阀13打开,第三控制阀14关闭;由于提前排气装置116的第一控制阀的阀片背压始终大于所述提前排气口位置所对应压缩腔的压力,因此,提前排气装置116的第一控制阀始终关闭;在该模式下,制冷剂从第一排气口112排出的制冷剂与气液分离器5的顶部出口流出的制冷剂混合后被压缩机1第二吸气口121吸入,从压缩机1的第一排气口112出来的高温高压制冷剂经第一换热器2被冷凝,成为高压过冷液态制冷剂后经第一节流元件4节流成两相制冷剂进入气液分离器5,在气液分离器5中,制冷剂分为两路,底部液体经气液分离器5底部出口流出经第二节流元件6进入第二换热器3,制冷剂在第二换热器3中蒸发变为气态制冷剂被压缩机1的第一吸气口111吸入;气液分离器5中的气态制冷剂经气液分离器5的顶部出口流出与压缩机1的第一气缸11排出的制冷剂混合后被压缩机第二吸气口121吸入,实现对冷媒的双级増焓压缩。

双缸增焓运行模式:图8展示了空调系统运行在双缸增焓模式下的原理示意图。在该模式下,压缩机1的第二控制阀13关闭,第三控制阀14打开;由于提前排气装置116的背压为中间压力,而第一气缸11的排气压力大于提前排气装置116的背压,因此当压缩机1的第一气缸11压缩腔内压力大于提前排气装置116背压时,提前排气装置116的第一控制阀打开,直到压缩机1的第一气缸转子114转过提前排气装置116,第一控制阀才关闭;从制冷剂角度看:制冷剂从压缩机1的两个缸体排出后经第一换热器2变为高压过冷液体,经第一节流元件4后进入气液分离器5;在气液分离器5中制冷剂分为两路,其中底部制冷剂液体经气液分离器5的底部出口进入第二节流元件6节流成为低压两相制冷剂进入第二换热器3入口,低压两相制冷剂在第二换热器3中蒸发变为气态制冷剂被第一吸气口111吸入;气液分离器5中的另一路制冷剂气体经气液分离器5的顶部出口流出,与来自提前排气装置116所排出的制冷剂混合后被第二吸气口121吸入;在这种情况下,压缩机1的第一气缸11压缩过程为:从第一气缸转子114转至第一气缸滑片115顶点位置开始,如10所示,在第一气缸转子114转过第一吸气口111前,压缩过程未开始,此时提前排气装置116的背压为中间压力,因此提前排气装置116的第一控制阀关闭;当第一气缸转子114从吸气闭合位置转至压缩腔内压力达到中间压力所对应的位置之间,由于压缩腔内压力小于中间压力,因此第一控制阀关闭,如图11所示,而当第一气缸转子114转到压缩腔内压力大于中间压力所对应的位置时,第一控制阀打开,提前排气过程开始,如图12所示,此时随着转角的增大,压缩腔内压力保持不变,第一控制阀仍处于打开状态,当第一气缸转子114转过提前排气口时,提前排气过程结束,如图13所示,压缩腔继续压缩,当压缩腔内压力达到排气压力时,第一控制阀打开,排气过程开始,如图14,当第一气缸转子114转过第一排气口112时,排气过程结束,如图15所示,进而完成整个循环;压缩机1的第二气缸12压缩过程与现有压缩机一致,此处不再赘述;

卸载运行模式:如图9所示,当系统运行在小压比工况下,气液分离器5中气体量很少时,系统处于卸载运行模式,具体实现方案为:关闭气液分离器5上的补气阀,压缩机1第二控制阀13关闭,压缩机1的第三控制阀14打开,高温高压气态制冷剂经第一换热器2变为高压过冷液态制冷剂,再经第一节流元件4进入气液分离器5变为中压制冷剂,由于补气阀关闭,气液分离器5中的所有制冷剂经第二节流元件6节流变为低压两相制冷剂进入第二换热器3,在第二换热器3蒸发后被压缩机1的第一吸气口111吸入;由于此时补气阀关闭,压缩机1的第二气缸12的吸气将全部来源于提前排气装置116的排气,此时压缩机1的第一气缸11的背压将由提前排气装置116的位置决定;当第一气缸11压缩腔背压大于第二气缸12吸气压力时,第一控制阀打开,直到第一气缸转子114转过提前排气口,第一控制阀关闭;本质上讲,相比增焓模式,卸载运行模式只是切断了补气支路,而由于补气支路的制冷剂是第二气缸12吸气来源之一,切断之后,将致使第二气缸12吸气压力降低,同时第一控制阀将提前打开,吸气压力的降低幅度和第一控制阀打开的角度是相互耦合的,两者均由第一气缸11和第二气缸12的容积比决定。

根据本实施例的结构可以知道,本实施例通过结合双级增焓以及双缸增焓的优点以及提前排气技术,提出了一种可灵活切换为单级、双缸增焓以及双级增焓的双缸压缩机及空调系统,该系统可在大压比下运行双级増焓模式、中小压比工况下运行双缸增焓模式以及小压比不增焓工况下运行单级模式,进而可使得压缩机高效地运行在大范围变工况条件下。

可见,本实施例的压缩机较好地解决了双级压缩机中小压比下性能较差的问题,也能较好的解决双缸增焓压缩机低温工况下容积效率差以及排气温度的问题,同时还可在小压比工况下,实现双缸增焓模式与单级系统的自由切换;此外,还一定程度上解决了双缸增焓压缩机在小压比下的卸载问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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