制冷装置及压缩机的制作方法

本实用新型涉及制冷领域，尤其是涉及一种制冷装置及压缩机。

背景技术：

相关技术中的空调制冷循环，主要包括一个室外换热器、一个室内换热器、一个节流装置、一个普通压缩机(带一个排气口和一个吸气口)，节流后气液两相冷媒中的气态冷媒分离出并排回至压缩机中进行压缩，该部分气态冷媒并不参与换热且气态冷媒压力等于蒸发压力。随着社会的发展，人们越来越注重节能环保，如何进一步提高空调系统是研究趋势。

技术实现要素：

本实用新型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，本实用新型提出一种制冷装置，有效降低压缩比使得压缩机功率下降，提高了系统性能，降低了冷媒流经蒸发器的压力损失，提升蒸发器的换热效率，进一步提高系统性能。

本实用新型还提出一种压缩机，有效降低压缩比使得压缩机功率下降。

根据本实用新型实施例的制冷装置，包括：压缩机，所述压缩机包括主气缸和副气缸，所述主气缸具有主吸气口，所述副气缸内设有一个副活塞和N个副滑片，每个所述副滑片的两侧均设有副吸气口和副排气口，每个所述副滑片的先端与所述副活塞的外周壁接触，其中N≥2；室内换热器和室外换热器，所述室内换热器和所述室外换热器中的其中一个与所述压缩机的主吸气口连通；N个气液分离器，每个所述气液分离器包括两个接口和气体出口，所述N个气液分离器的所述气体出口分别与N个所述副吸气口相连，所述室外换热器和所述室内换热器分别通过第一连接管路与其中两个所述气液分离器的接口相连，相邻的两个所述气液分离器的接口通过第二连接管路相连，每个所述第一连接管路和每个所述第二连接管路上分别串联有节流元件。

根据本实用新型实施例的制冷装置，通过设置多个气液分离器，副气缸设有多个副滑片和多个副吸气口，多个气液分离器的气体出口分别与多个副吸气口连通，从每个副吸气口吸入的冷媒的压力都高于蒸发压力，从而可以有效降低压缩比使得压缩机功率下降，提 高了系统性能，同时降低了作为蒸发器的室内换热器或者室外换热器的入口干度，降低了冷媒流经蒸发器的压力损失，提升蒸发器的换热效率，进一步提高系统性能。

在本实用新型的一些实施例中，制冷装置还包括换向组件，所述换向组件包括第一阀口至第四阀口，所述第一阀口与第二阀口和第三阀口中的其中一个连通，所述第四阀口与所述第二阀口和所述第三阀口中的另一个连通，所述第一阀口与所述压缩机的排气管相连，所述第四阀口与所述主吸气口相连，所述第二阀口与所述室外换热器相连，所述第三阀口与所述室内换热器相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述主气缸的排气量Qz与所述副气缸的总排气量Qf之间满足如下关系：5％≤Qf/Qz≤30％。

在本实用新型的一些实施例中，所述N个副滑片分别为第一副滑片至第N副滑片，所述副活塞转动至与第i副滑片对应的第i副吸气口接触时，在所述副活塞的转动方向上，所述副活塞的外周壁、所述副气缸的内周壁、所述第i副吸气口、位于所述第i副吸气口下游的第i+1副滑片限定出的区域为与所述第i副吸气口对应的第i区域，所述第i区域的容积为Vi，所述副气缸的压缩总容积V总＝V1+……Vi+……VN，所述第i区域对应的排气量Qi＝(Vi/V总)×Qf，Qf为所述副气缸的总排气量，其中第i区域的排气量Qi与第i+1区域的排气量Qi+1之间的关系为：Qi+1＝(0.8～1.2)Qi。

在本实用新型的一些实施例中，在所述副气缸的周向上，所述N个副滑片均匀间隔分布。

根据本实用新型实施例的压缩机，包括：壳体，所述壳体上设有排气管；主气缸，所述主气缸设在所述壳体内，所述主气缸设有主吸气口和主排气口，所述主排气口与所述排气管连通；副气缸，所述副气缸设在所述壳体内，所述副气缸内设有一个副活塞和N个副滑片，每个所述副滑片的两侧均设有副吸气口和副排气口，每个所述副滑片的先端与所述副活塞的外周壁接触，其中N≥2。

根据本实用新型实施例的压缩机，通过在副气缸上设有多个副滑片和多个副吸气口，从而可以降低压缩比使得压缩机功率下降，提高了系统性能。

在本实用新型的一些实施例中，所述主气缸的排气量Qz与所述副气缸的总排气量Qf之间满足如下关系：5％≤Qf/Qz≤30％。

在本实用新型的一些实施例中，所述N个副滑片分别为第一副滑片至第N副滑片，所述副活塞转动至与第i副滑片对应的第i副吸气口接触时，在所述副活塞的转动方向上，所述副活塞的外周壁、所述副气缸的内周壁、所述第i副吸气口、位于所述第i副吸气口下游的第i+1副滑片限定出的区域为与所述第i副吸气口对应的第i区域，所述第i区域的容积为Vi，所述副气缸的压缩总容积V总＝V1+……Vi+……VN，所述第i区域对应的排 气量Qi＝(Vi/V总)×Qf，Qf为所述副气缸的总排气量，其中第i区域的排气量Qi与第i+1区域的排气量Qi+1之间的关系为：Qi+1＝(0.8～1.2)Qi。

在本实用新型的一些实施例中，在所述副气缸的周向上，所述N个副滑片均匀间隔分布。

在本实用新型的一些实施例中，压缩机还包括储液器，所述储液器设在所述壳体外，所述储液器的出口与所述主吸气口连通。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的制冷装置的示意图；

图2为图1所示的制冷装置制冷时的冷媒流路示意图；

图3为图1所示的制冷装置制热时的冷媒流路示意图；

图4为根据本实用新型另一个实施例的制冷装置的示意图；

图5为根据本实用新型再一个实施例的制冷装置的示意图；

图6为根据本实用新型又一个实施例的制冷装置的示意图；

图7为根据本实用新型实施例的压缩机的示意图；

图8为根据本实用新型一个实施例的压缩机的副气缸的示意图；

图9为根据本实用新型另一个实施例的压缩机的副气缸的示意图；

图10为根据本实用新型再一个实施例的压缩机的副气缸的示意图。

附图标记：

制冷装置1000、

压缩机100、主气缸10、主吸气口a、副气缸11、副活塞12、副滑片13、副吸气口14、副排气口15、排气管b、壳体16、储液器17、

室内换热器200、室外换热器600、

第一气液分离器300a、第二气液分离器300b、第三气液分离器300c、第四气液分离器300d、

第一节流元件400a、第二节流元件400b、第三节流元件400c、第四节流元件400d、第五节流元件400e、

换向组件500、第一阀口c、第二阀口d、第三阀口e、第四阀口f、

第一连接管路2、第二连接管路3。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图10详细描述根据本实用新型实施例的制冷装置1000，其中制冷装置1000可以为冷暖型制冷装置1000(如图1-图3、图5-图6所示)，制冷装置1000还可以为单冷型制冷装置1000(如图4所示)。

如图1-6所示，根据本实用新型实施例的制冷装置1000，包括：压缩机100、室内换热器200、室外换热器600和N个气液分离器。其中压缩机100包括主气缸10和副气缸11，主气缸10具有主吸气口a，其中可以理解的是，主气缸10可以为一个即压缩机100为双缸旋转式压缩机，主气缸10还可以为多个即压缩机100为三缸及以上的旋转压缩机。

副气缸11内设有一个副活塞12和N个副滑片13，每个副滑片13的两侧均设有副吸气口14和副排气口15，每个副滑片13的先端与副活塞12的外周壁接触，其中N≥2。也就是说，副气缸11设有多个副吸气口14和多个副排气口15，每个副滑片13对应一个副吸气口14和一个副排气口15，多个副滑片13分别与副活塞12配合以限定出多个压缩腔。优选地，在副气缸11的周向上，N个副滑片13均匀间隔分布。

可以理解的是，压缩机100还包括壳体16、电机、曲轴、设在主气缸10内的主活塞等 元件，壳体16上设有排气管b，主气缸10的主排气口和副气缸11的多个副排气口15分别与排气管b连通，压缩机100内的压缩后的冷媒从排气管b排出。

主活塞和副活塞12分别外套在曲轴上以由曲轴驱动转动，电机的转子固定在曲轴上以驱动曲轴转动。曲轴转动时带动副活塞12在副气缸11内偏心转动，副活塞12偏心转动的过程中带动多个副滑片13分别进行往复运动。需要进行说明的是，活塞与滑片配合以对冷媒进行压缩的压缩原理已为现有技术，在此就不进行详细描述。

室内换热器200和室外换热器600中的其中一个与压缩机100的主吸气口a连通。当制冷装置1000为单冷型制冷装置时，如图4所示，室外换热器600的第一端与压缩机100的排气管b相连，室内换热器200的第一端与压缩机100的主吸气口a相连。当制冷装置1000为冷暖型制冷装置时，如图1-图3、图5-图6所示，制冷装置1000还包括换向组件500，换向组件500包括第一阀口c至第四阀口f，第一阀口c与第二阀口d和第三阀口e中的其中一个连通，第四阀口f与第二阀口d和第三阀口e中的另一个连通，第一阀口c与压缩机100的排气管b相连，第四阀口f与主吸气口a相连，第二阀口d与室外换热器600相连，第三阀口e与室内换热器200相连，当制冷装置1000制冷时第一阀口c与第二阀口d连通且第三阀口e与第四阀口f连通，当制冷装置1000制热时第一阀口c与第三阀口e连通且第二阀口d与第四阀口f连通。

每个气液分离器包括两个接口和气体出口，N个气液分离器的气体出口分别与N个副吸气口14相连，室外换热器600和室内换热器200分别通过第一连接管路2与其中两个气液分离器的接口相连，相邻的两个气液分离器的接口通过第二连接管路3相连，每个第一连接管路2和每个第二连接管路3上分别串联有节流元件。

可以理解的是，气液分离器的数量和副滑片13的数量相同，每个气液分离器的气体出口与一个副吸气口14连通，其中气液分离器的数量可以根据实际情况进行选择，例如如图1-图4所示，气液分离器为两个；在图5的示例中，气液分离器为三个；在图6的示例中，气液分离器为四个。

如图1-图4所示，气液分离器为两个且分别为第一气液分离器300a和第二气液分离器300b，两个接口分别为第一接口和第二接口，副气缸11的副吸气口14为两个且分别为第一副吸气口和第二副吸气口，第一气液分离器300a的第一接口与室外换热器600的第二端之间串联有第一节流元件400a，第一气液分离器300a的气体出口与副气缸11的第一副吸气口14连通，第一气液分离器300a的第二接口和第二气液分离器300b的第一接口之间串联有第二节流元件400b，第二气液分离器300b的气体出口与副气缸11的第二副吸气口14连通，第二气液分离器300b的第二接口与室内换热器200的第二端之间串联有第三节流元件400c。

如图5所示，气液分离器为三个且分别为第一气液分离器300a、第二气液分离器300b和第三气液分离器300c，副气缸11的副吸气口14为三个且分别为第一副吸气口、第二副吸气口和第三副吸气口，第一气液分离器300a的第一接口与室外换热器600的第二端之间串联有第一节流元件400a，第一气液分离器300a的气体出口与副气缸11的第一副吸气口14连通，第一气液分离器300a的第二接口和第二气液分离器300b的第一接口之间串联有第二节流元件400b，第二气液分离器300b的气体出口与副气缸11的第二副吸气口14连通，第二气液分离器300b的第二接口与第三气液分离器300c的第一接口之间串联有第三节流元件400c，第三气液分离器300c的第二接口与室内换热器200的第二端之间串联有第四节流元件400d，第三气液分离器300c的气体出口与副气缸11的第三副吸气口14连通。

如图6所示，气液分离器为四个且分别为第一气液分离器300a、第二气液分离器300b、第三气液分离器300c和第四气液分离器300d，副气缸11的副吸气口14为四个且分别为第一副吸气口14、第二副吸气口14、第三副吸气口14和第四副吸气口14，第一气液分离器300a的第一接口与室外换热器600的第二端之间串联有第一节流元件400a，第一气液分离器300a的气体出口与副气缸11的第一副吸气口14连通，第一气液分离器300a的第二接口和第二气液分离器300b的第一接口之间串联有第二节流元件400b，第二气液分离器300b的气体出口与副气缸11的第二副吸气口14连通，第二气液分离器300b的第二接口与第三气液分离器300c的第一接口之间串联有第三节流元件400c，第三气液分离器300c的第二接口与第四气液分离器300d的第一接口之间串联有第四节流元件400d，第三气液分离器300c的气体出口与副气缸11的第三副吸气口14连通，第四气液分离器300d的第二接口与室内换热器200的第二端之间串联有第五节流元件400e，第四气液分离器300d的气体出口与副气缸11的第四副吸气口14连通。

下面以制冷装置1000为冷暖型制冷装置、副气缸11具有两个副吸气口14、气液分离器为两个为例进行示例性说明。

如图2中的箭头所示，制冷装置1000制冷运行时，压缩机100排出的高温高压气态冷媒进入室外换热器600被冷却成高压低温液体，接着经过第一节流元件400a降温降压后成为气液混合物，气液混合物被导入第一气液分离器300a，其中被第一气液分离器300a分离出来的气体通过第一副吸气口14进入到压缩机100的副气缸11，接着被压缩机100的副气缸11压缩成高温高压气体；另外被第一气液分离器300a分离出来的液体经过第二节流元件400b降温降压后成为气液混合物，气液混合物被导入第二气液分离器300b，其中被第二气液分离器300b分离出来的气体通过第二副吸气口14进入到压缩机100的副气缸11，接着被压缩机100的副气缸11压缩成高温高压气体，另外被第二气液分离器300b分 离出来的液体经过第三节流元件400c降温降压后进入室内换热器200蒸发变成过热气体，这些过热气体被压缩机100的主气缸10压缩成高温高压气体；被压缩机100的主气缸10压缩成高温高压的气体和被压缩机100的副气缸11压缩成高温高压的气体一起进入室外换热器600，如此反复。

如图3中的箭头所示，制冷装置1000制热运行时，压缩机100排出的高温高压气态冷媒进入室内换热器200被冷却成高压低温液体，接着经过第三节流元件400c降温降压后成为气液混合物，气液混合物被导入第二气液分离器300b，其中被第二气液分离器300b分离出来的气体通过第二副吸气口14进入到压缩机100的副气缸11，接着被压缩机100的副气缸11压缩成高温高压气体；另外被第二气液分离器300b分离出来的液体经过第二节流元件400b降温降压后成为气液混合物，气液混合物被导入第一气液分离器300a，其中被第一气液分离器300a分离出来的气体通过第一副吸气口14进入到压缩机100的副气缸11，接着被压缩机100的副气缸11压缩成高温高压气体，另外被第一气液分离器300a分离出来的液体经过第一节流元件400a降温降压后进入室外换热器600蒸发变成过热气体，这些过热气体被压缩机100的主气缸10压缩成高温高压气体；被压缩机100的主气缸10压缩成高温高压的气体和被压缩机100的副气缸11压缩成高温高压的气体一起进入室内换热器200，如此反复。

由此可知，在制冷和制热时，冷媒经过三次节流两次气液分离，通过副吸气口14进入到副气缸11内的冷媒的压力大于蒸发压力，从而可以降低压缩比使得压缩机功率下降，提高了系统性能。气液分离器越多，制冷时与室外换热器600相连的气液分离器的气体出口排出的冷媒压力越高于蒸发压力，制热时与室内换热器200相连的气液分离器的气体出口排出的冷媒压力越高于蒸发压力，从而可以更加降低压缩比。

根据本实用新型实施例的制冷装置1000，通过设置多个气液分离器，副气缸11设有多个副滑片13和多个副吸气口14，多个气液分离器的气体出口分别与多个副吸气口14连通，从每个副吸气口14吸入的冷媒的压力都高于蒸发压力，从而可以有效降低压缩比使得压缩机功率下降，提高了系统性能，同时降低了作为蒸发器的室内换热器200或者室外换热器600的入口干度，降低了冷媒流经蒸发器的压力损失，提升蒸发器的换热效率，进一步提高系统性能。

实用新型人对根据本实用新型实施例的制冷装置1000在国际标准工况ARI条件下且采用R410A冷媒时的性能进行计算，与现有的制冷装置相比，实用新型人发现采用三次节流两次气液分离可以提升能效12.8％，采用四次节流三次气液分离可以提升能效14.3％，采用五次节流四次气液分离可以提升能效15.2％，采用九次节流八次气液分离可以提升能效17％。

在本实用新型的一些实施例中，主气缸10的排气量Qz与副气缸11的总排气量Qf之间满足如下关系：5％≤Qf/Qz≤30％。

在本实用新型的一些实施例中，N个副滑片13分别为第一副滑片13至第N副滑片13，副活塞12转动至与第i副滑片13对应的第i副吸气口14接触时，在副活塞12的转动方向上，副活塞12的外周壁、副气缸11的内周壁、第i副吸气口14、位于第i副吸气口14下游的第i+1副滑片13限定出的区域为与第i副吸气口14对应的第i区域，第i区域的容积为Vi，副气缸11的压缩总容积V总＝V1+……Vi+……VN，第i区域对应的排气量Qi＝(Vi/V总)×Qf，Qf为副气缸11的总排气量，其中第i区域的排气量Qi与第i+1区域的排气量Qi+1之间的关系为：Qi+1＝(0.8～1.2)Qi。例如Q2＝(0.8～1.2)*Q1，Q3＝(0.8～1.2)*Q2，……,QN＝(0.8～1.2)*QN-1。

下面参考图1-图10详细描述根据本实用新型实施例的压缩机100。

根据本实用新型实施例的压缩机100，包括：壳体16、主气缸10和副气缸11。壳体16上设有排气管b。主气缸10设在壳体16内，主气缸10设有主吸气口a和主排气口，主排气口与排气管b连通。其中可以理解的是，主气缸10可以为一个即压缩机100为双缸旋转式压缩机，主气缸10还可以为多个即压缩机100为三缸及以上的旋转压缩机。

副气缸11设在壳体16内，副气缸11内设有一个副活塞12和N个副滑片13，每个副滑片13的两侧均设有副吸气口14和副排气口15，副气缸11的多个副排气口15分别与排气管b连通，每个副滑片13的先端与副活塞12的外周壁接触，其中N≥2。优选地，在副气缸11的周向上，N个副滑片13均匀间隔分布。

可以理解的是，压缩机100还包括电机、曲轴、设在主气缸10内的主活塞等元件。主活塞和副活塞12分别外套在曲轴上以由曲轴驱动转动，电机的转子固定在曲轴上以驱动曲轴转动。曲轴转动时带动副活塞12在副气缸11内偏心转动，副活塞12偏心转动的过程中带动多个副滑片13分别进行往复运动。需要进行说明的是，活塞与滑片配合以对冷媒进行压缩的压缩原理已为现有技术，在此就不进行详细描述。

当将根据本实用新型实施例的压缩机100应用在制冷装置中时，压缩机100与其他元件之间的连接关系已在上述进行了详细描述，在此就不再赘述。

根据本实用新型实施例的压缩机100，通过在副气缸11上设有多个副滑片13和多个副吸气口14，从而可以降低压缩比使得压缩机功率下降，提高了系统性能。

在本实用新型的一些实施例中，所述主气缸10的排气量Qz与副气缸11的总排气量Qf之间满足如下关系：5％≤Qf/Qz≤30％。

在本实用新型的一些实施例中，N个副滑片13分别为第一副滑片13至第N副滑片13，副活塞12转动至与第i副滑片13对应的第i副吸气口14接触时，在副活塞12的转动方 向上，副活塞12的外周壁、副气缸11的内周壁、第i副吸气口14、位于第i副吸气口14下游的第i+1副滑片13限定出的区域为与第i副吸气口14对应的第i区域，第i区域的容积为Vi，副气缸11的压缩总容积V总＝V1+……Vi+……VN，第i区域对应的排气量Qi＝(Vi/V总)×Qf，Qf为副气缸11的总排气量，其中第i区域的排气量Qi与第i+1区域的排气量Qi+1之间的关系为：Qi+1＝(0.8～1.2)Qi。例如Q2＝(0.8～1.2)*Q1，Q3＝(0.8～1.2)*Q2，……,QN＝(0.8～1.2)*QN-1。

在本实用新型的一些实施例中，如图7所示，压缩机100还包括储液器17，储液器17设在壳体16外，储液器17的出口与主吸气口a连通，其中储液器17起到气液分离作用，从而可以降低从主吸气口a吸入到主气缸10内的冷媒的液体含量，避免出现液击现象，提高压缩机100的使用寿命。

在本实用新型中，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实用新型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实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。