专利名称：两级转子式压缩机及带变容量除霜的热泵循环系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压缩机，尤其是涉及一种两级转子式压缩机及带变容量除霜的热 泵循环系统。
背景技术：
目前高背压两级滚动转子式压缩机示意图如图1，其包括两个压缩单元(一级压 缩机单元1和二级压缩单元2)，各压缩单元分别为转子式压缩机构并且二级压缩单元2的 排量小于一级压缩单元1的排量。电机3通过曲轴带动两压缩单元运行。从蒸发器出口来 的低压Ps气体通过一级吸气口 4进入一级压缩单元，经过一级压缩后，形成中间压力Pm， 后通过一级排气孔5排出到壳体外，一级排气口 5排出的中压气体可以直接进入二级吸气 孔6，或通过中间冷却器进行冷却后，进入二级吸气口 6，再经过二级压缩单元5压缩后，形 成高压Pd气体并排到壳体内部，后进入二级排气口 7排出，进入冷凝器(或气冷器)。目前采用热气旁通除霜和逆循环除霜原理图如图2 4所示，图中实线为正常热 泵运行，虚线为除霜运行；图2为带高压旁通除霜的热泵循环系统该系统包括压缩机、气 冷器8、过滤器9、电子膨胀阀10、电磁阀11、蒸发器12、气液分离器13，所述的气冷器8依 次连接过滤器9和电子膨胀阀10后，与电磁阀11并联，并联后一端连接压缩机的二级排气 口 7，另一端连接蒸发器12，蒸发器12通过气液分离器13连接压缩机的一级吸气口 4，正 常热泵循环时电磁阀11关闭，二级排气口 7排出的高压气体依次经过气冷器8冷却、过滤 器9过滤，电子膨胀阀10膨胀、蒸发器12蒸发、气液分离器13气液分离，返回压缩机的一 级吸气口 4 ；除霜循环时，电磁阀11打开，电子膨胀阀10全开，二级排气口 7排出的气体通 过电磁阀11直接进入蒸发器12蒸发，然后经气液分离器13分离后进入一级吸气口 4，采用 二级排气进行除霜。如图3所示为带中压旁通除霜的热泵循环系统电磁阀11连接二级吸 气口 6，正常热泵循环时电磁阀11关闭；除霜循环时，电磁阀11打开，采用一级排气进行除 霜；图4为采用逆循环除霜的热泵循环系统通过四通换向阀11’控制热泵剂流向。四通换 向阀11’连接二级排气口 7，正常热泵运行时二级排气经过四通换向阀流向冷凝器(气冷 器)；除霜运行时，四通换向阀换向，二级排气经过四通换向阀流向蒸发器。以上高背压两级转子式压缩机在启动、低负荷运行和除霜过程中可能遇到一下四 个方面的问题1.在启动阶段在启动前，系统压力处于平衡状态，一级吸气压力相对较高；启动后参见图5，一 级排气迅速形成较高的压力Pm，此时由于二级压缩单元的排量较小且二级排气侧容量较 大，高压侧压力Pd上升速度相对较慢，因此可能会出现二级吸气压力大于二级排气压力的 现象(即Pm > Pd)，从而导致二级排气阀始终处于打开状态，这样不利于二级排气阀的可靠 性的保证，此时制冷剂经过二级排气阀时可能已出现节流现象；由于二级叶片的背压为壳 体内的压力Pd，Pd<Pm时，会出现其背压小于二级吸气腔(Pm)或二级排气腔的压力，从而 导致叶片运行不稳定，可能出现叶片和活塞脱离，撞击，“腾跃”现象；[0007]2.低负荷运行(低压比运行)两级滚动转子式压缩机运行中，如图6所示，吸气压力Ps保持不变，随着总压比的 降低，总压比逐渐由一级压缩完成，当总压比降低到一定数值时，存在一个临界压比(Pc)， 此时总压比的压缩完全由一级完成，即此时中间压力Pm和高压侧压力Pd相等，二级已不产 生压缩；当总压比继续降低时，可能会出现中间压力Pm大于高压侧压力Pd的现象。当出现 Pm > Pd现象时，同样会出现上述问题。临界压比的大小与一 / 二级的容积比等压缩机结构 有关；3.除霜运行过程无论是采用热气旁通除霜还是逆循环除霜，当向除霜循环转换时，都会出现吸气 压力增高，排气压力下降的现象；如图7所示，为氟利昂热泵剂在除霜过程中吸/排气压力 的变化过程，其中图7a中-●-为排气，-■-为吸气，图7b中——为热气旁通除霜的排 气压力，……为热气旁通除霜的吸气压力，-·_为逆循环除霜的吸气压力，_为逆循环除霜 的排气压力，即当采用上述两级转子式压缩机时，除霜过程中，可能出现总压比小于临界压 比(Pc)的现象，此时Pm > Pd，因此会出现上述同样的问题。如果是CO2系统，由于运行时 压差更大大，向除霜循环转换时，吸排气压力的变换可能更剧烈，压比可能更小；4.除霜时间除霜时间较长，则被加热侧的温度波动会较大，对加热侧的舒适度和系统性能会 造成一定不利影响。
发明内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种运行稳定、 提高压缩机的可靠性，减少噪音，减少除霜时间，提高加热侧的舒适度和系统性能的两级转 子式压缩机及带变容量除霜的热泵循环系统。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现两级转子式压缩机及带变容 量除霜的热泵循环系统，该系统包括压缩机、气冷器、过滤器、电子膨胀阀、第一电磁阀、蒸 发器、气液分离器，所述的压缩机包括一级压缩单元、二级压缩单元、一级吸气口、一级排气 口、二级吸气口、二级排气口，所述的二级排气口连接气冷器，气冷器依次连接过滤器、电子 膨胀阀、蒸发器、气液分离器后，连接压缩机的一级吸气口，所述的第一电磁阀设置在二级 排气口和蒸发器之间，其特征在于，还包括三个电磁阀，其中第二电磁阀设置在一级吸气口 与二级吸气口之间，所述的第三电磁阀设置在一级排气口与二级吸气口之间，所述的第四 电磁阀设置在二级排气口与一级排气口之间。与现有技术相比，本实用新型可以避免叶片背压小于二级吸气腔或二级排气腔的 压力现象，从而更好的保证叶片稳定运行，提高压缩机的可靠性，减少噪音等；同时采用本 方案可以减少除霜时间，从而减少加热侧的温度波动，提高加热侧的舒适度和系统性能。
图1为现有高背压两级滚动转子式压缩机示意图；图2为现有带高压旁通除霜的热泵循环系统的示意图；图3为现有带中压旁通除霜的热泵循环系统的示意图；[0019]图4为现有带逆循环除霜的热泵循环系统的示意图；图5为现有压缩机启动后压力变化示意图；图6为现有压缩机启动后压力随总压比的变化示意图；图7a为现有第一种除霜过程吸排气压力变化趋势图；图7b为现有第二种除霜过程吸排气压力变化趋势图；图8为本实用新型带变容量除霜的热泵循环系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。实施例1如图8所示，两级转子式压缩机及带变容量除霜的热泵循环系统，该该系统包括 压缩机、气冷器8、过滤器9、电子膨胀阀10、第一电磁阀11、蒸发器12、气液分离器13，所述 的压缩机包括一级压缩单元1、二级压缩单元2、电机3、一级吸气口 4、一级排气口 5、二级吸 气口 6、二级排气口 7，各压缩单元分别为转子式压缩机构并且二级压缩单元2的排量小于 一级压缩单元1的排量，电机3通过曲轴带动一级压缩单元1和二级压缩单元2运行。所 述的气冷器8依次连接过滤器9和电子膨胀阀10后，与第一电磁阀11并联，并联后一端连 接压缩机的二级排气口 7，另一端连接蒸发器12，蒸发器12通过气液分离器13连接压缩机 的一级吸气口 4，所述的蒸发器12与一级压缩单元之间构成低压Ps，一级压缩单元与二级 压缩单元之间构成中压Pm，二级压缩单元后为高压Pd，从蒸发器出口来的低压Ps气体通过 一级吸气口 4进入一级压缩单元，经过一级压缩后，形成中间压力Pm，后通过一级排气孔5 排出到壳体外，一级排气口 5排出的中压气体可以直接进入二级吸气孔6，或通过中间冷却 器进行冷却后，进入二级吸气口 6，再经过二级压缩单元2压缩后，形成高压Pd气体并排到 壳体内部，后进入二级排气口 7排出。上述系统还包括三个电磁阀，其中第二电磁阀14设置在一级吸气口 4与二级吸气 口 6之间，所述的第三电磁阀15设置在一级排气口 5与二级吸气口 6之间，所述的第四电 磁阀16设置在二级排气口 6与一级排气口 5之间。热泵运行时第一电磁阀11、第二电磁阀14、第四电磁阀16关闭，第三电磁阀15 打开。循环过程如图8中实线所示二级排气口 7排出的高压气体依次经过气冷器8冷却、 过滤器9过滤，电子膨胀阀10膨胀、蒸发器12蒸发、气液分离器13气液分离，返回压缩机 的一级吸气口 4。除霜运行时第一电磁阀11、第二电磁阀14、第四电磁阀16打开；第三电磁阀15 关闭；此时一级吸气口 4和二级吸气口 6，同时吸收低压气体，变成单级压缩；系统除霜时不 会出现二级吸气压力大于二级排气的现象。此时压缩机排量增加，从而减少了除霜时间，有 利于减少加热侧的温度波动，提高加热侧的舒适度和系统性能。低负荷(低压比)运行时可以采用2种方式进行控制1 第一电磁阀11，第二电磁阀14、第三电磁阀14关闭；第四电磁阀16 :Pd/Pm > Pc时打开，使二级压缩单元旁通；Pd/Pm < Pc时关闭。2 第一电磁阀11关闭，第二电磁阀14、第三电磁阀15、第四电磁阀16打开；此时 一级吸气和二级吸气，同时吸收低压气体，变成单级压缩；和除霜循环时不同的是此时排气的高温高压气体流向气冷器，形成热泵循环。 启动时，可通过控制第四电磁阀16开闭，避免中间压力Pm大于二级排气压力Pd 的现象。
权利要求两级转子式压缩机及带变容量除霜的热泵循环系统，该系统包括压缩机、气冷器、过滤器、电子膨胀阀、第一电磁阀、蒸发器、气液分离器，所述的压缩机包括一级压缩单元、二级压缩单元、一级吸气口、一级排气口、二级吸气口、二级排气口，所述的二级排气口连接气冷器，气冷器依次连接过滤器、电子膨胀阀、蒸发器、气液分离器后，连接压缩机的一级吸气口，所述的第一电磁阀设置在二级排气口和蒸发器之间，其特征在于，还包括三个电磁阀，其中第二电磁阀设置在一级吸气口与二级吸气口之间，所述的第三电磁阀设置在一级排气口与二级吸气口之间，所述的第四电磁阀设置在二级排气口与一级排气口之间。
专利摘要本实用新型涉及两级转子式压缩机及带变容量除霜的热泵循环系统，该系统包括压缩机、气冷器、过滤器、电子膨胀阀、第一电磁阀、蒸发器、气液分离器，所述的压缩机包括一级压缩单元、二级压缩单元、一级吸气口、一级排气口、二级吸气口、二级排气口，还包括三个电磁阀，其中第二电磁阀设置在一级吸气口与二级吸气口之间，所述的第三电磁阀设置在一级排气口与二级吸气口之间，所述的第四电磁阀设置在二级排气口与一级排气口之间。与现有技术相比，本实用新型具有运行稳定、提高压缩机的可靠性，减少噪音，减少除霜时间，提高加热侧的舒适度和系统性能等优点。
文档编号F25B41/04GK201772685SQ20102020453
公开日2011年3月23日 申请日期2010年5月24日 优先权日2010年5月24日
发明者张利, 张龙, 杨军 申请人:上海日立电器有限公司