磁悬浮空调机组的制作方法

1.本实用新型涉及空调技术领域，具体涉及磁悬浮空调机组的结构改进。


背景技术：

2.磁悬浮压缩机是磁悬浮空调机组的主要结构部件之一，磁悬浮压缩机是应用了磁悬浮轴承技术的压缩机，磁悬浮轴承是一种利用磁场使转子悬浮起来，从而在旋转时不会产生机械接触，不会产生机械摩擦，不再需要机械轴承以及机械轴承所必需的润滑系统。因此，在制冷压缩机中使用磁悬浮轴承，免除了由于润滑油而带来的烦恼。
3.现有磁悬浮离心压缩机的轴承及电机绕组冷却系统（简称磁悬浮压缩机冷却系统）行业内一般是采用冷媒液体冷却，如图1所示，包括压缩机10、蒸发器20、冷凝器30及经济器40，压缩机10的排气口11连接冷凝器30的进气口31，冷凝器30的出液口32连接经济器40的进液口41，经济器40的出液口42连接蒸发器20的进液口21，蒸发器20的出气口22连接压缩机10的吸气口12，经济器40的补气出口43连接压缩机10的补气入口13；冷凝器30的底部连接一冷却管路50，该管路的另一端连接至压缩机10上的冷却入口14上，蒸发器20上设有冷却回流进口23，压缩机10上的冷却出口15与蒸发器20的冷却回流进口23连接，通过冷却管路50将冷凝器30底部过冷液体冷媒引入压缩机10中，对压缩机10内部温度较高的磁悬浮轴承及电机转子进行冷却。
4.之所以采用冷媒液体冷却，是由于在传统的有油常规离心机中，轴承与齿轮轴直接接触，轴承运动部件摩擦产生的热量大轴承本身温升大，需要充足的冷却使其降温，故采用冷媒液体冷却的方式进行冷却，而发展为磁悬浮离心压缩机后沿用了这一冷却形式。然而此种冷却方式会导致压缩机中积累一定的冷媒液体，如果排出不及时会有叶轮液击损坏的风险，或者对转子稳定悬浮造成干扰。
5.针对此问题，行业内有些空调厂家采用给压缩机中增加液位采集单元及冷媒输入流量控制单元，增加冷却控制装置来解决压缩机腔体中积液问题，但此方案成本较高，控制复杂。
6.本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本技术背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。


技术实现要素：

7.本实用新型提出一种磁悬浮空调机组，可以解决现有技术采用冷媒液体冷却压缩机易积液发生叶轮液击损坏，或者对转子稳定悬浮造成干扰的问题。
8.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：
9.本技术一些实施例中，提供了一种磁悬浮空调机组，包括压缩机、蒸发器、冷凝器及经济器；所述压缩机内设有磁悬浮轴承和电机转子，所述压缩机的排气口连接所述冷凝器的进气口，所述冷凝器的出液口连接所述经济器的进液口，所述经济器的出液口连接所述蒸发器的进液口，所述蒸发器的出气口连接所述压缩机的吸气口，所述经济器的补气出
口连接所述压缩机的补气入口；所述经济器的上部设有冷却气体出口，所述压缩机上设有冷却入口和冷却出口，所述蒸发器上设有冷却回流入口，所述经济器的冷却气体出口与所述压缩机的冷却入口通过第一管路连接，所述压缩机的冷却出口与所述蒸发器的冷却回流入口连接。
10.本技术一些实施例中，所述经济器的冷却气体出口上设有截止阀。
11.本技术一些实施例中，所述冷凝器的底部设有第一辅助冷媒液体出口，所述第一辅助冷媒液体出口通过第二管路与所述第一管路连接，所述第二管路上设有第一常闭电磁阀。
12.本技术一些实施例中，所述第一管路上设有单向阀，用于防止所述第二管路中的冷媒液体沿所述第一管路进入所述经济器。
13.本技术一些实施例中，所述第一管路和所述第二管路上均设有流量调节阀，以对应调节冷却流体的流量。
14.本技术一些实施例中，所述压缩机上设有第二辅助冷媒液体出口，所述第二辅助冷媒液体出口通过第三管路连接所述蒸发器，所述第三管路上设有第二常闭电磁阀用于控制所述第三管路的通断。
15.本技术一些实施例中，所述第一常闭电磁阀与所述第二常闭电磁阀同步打开或关闭。
16.本技术一些实施例中，所述磁悬浮空调机组还包括控制器，所述磁悬浮轴承和所述电机转子处均设有温度传感器，所述温度传感器及所述第一常闭电磁阀均与所述控制器通信连接。
17.本技术一些实施例中，所述磁悬浮空调机组还包括控制器，所述磁悬浮轴承处设有用于检测轴承转轴伸长量的位移传感器，所述位移传感器及所述第一常闭电磁阀均与所述控制器通信连接。
18.本技术一些实施例中，所述冷凝器的上部设有气体出口，所述蒸发器上设有气体入口，所述冷凝器的气体出口与所述蒸发器上的气体入口通过旁通管路连接，所述旁通管路上设有电动调节阀用于控制所述旁通管路的通断及开度。
19.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：
20.本实用新型磁悬浮空调机组中，在其经济器上部设有冷却气体出口，压缩机上设有冷却气体入口和冷却气体出口，蒸发器上设有冷却回气口，经济器的冷却气体出口与压缩机的冷却气体入口通过第一管路连接，压缩机的冷却气体出口与蒸发器的冷却回气口连接，因磁悬浮压缩机轴承及电机转子处压力小于经济器中的压力，经济器上部中温中压的冷媒气体通过两者间的压力差进入压缩机中，对压缩机内温度较高的磁悬浮轴承及电机转子进行冷却，冷却后的气体通过压缩机上的冷却气体出口回到蒸发器中，形成一个轴承及转子循环冷却过程，即采用来自中压经济器的冷媒气体作为正常运行的冷却手段，解决了现有技术中采用冷凝器过冷液体冷却易使压缩机内部积液发生叶轮液击损坏或者对转子稳定悬浮造成干扰的问题，提升了压缩机运行的安全性、稳定性。
21.结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为现有技术磁悬浮空调机组结构示意图；
24.图2为根据实施例一的磁悬浮空调机组结构示意图；
25.图3为根据实施例一的磁悬浮空调机组的压缩机立体图；
26.图4为图3的正视图；
27.图5为根据实施例二的磁悬浮空调机组结构示意图；
28.图6为图5的a部放大图；
29.图7为根据实施例三的磁悬浮空调机组结构示意图；
30.图8为图7的b部放大图；
31.图9为根据实施例三的磁悬浮空调机组的压缩机立体图；
32.图10为图8的正视图。
33.图1中附图标记：
34.10-压缩机；11-排气口；12-吸气口；13-补气入口；14-冷却入口；15-冷却出口；
35.20-蒸发器；21-进液口；22-出气口；23-冷却回流入口；
36.30-冷凝器；31-进气口；32-出液口；
37.40-经济器；41-进液口；42-出液口；43-补气出口；
38.50-冷却管路。
39.图2-图10中附图标记：
40.10-压缩机；11-排气口；12-吸气口；13-补气入口；14-冷却入口；15-冷却出口；16-第二辅助冷媒液体出口；
41.20-蒸发器；21-进液口；22-出气口；23-冷却回流入口；24-气体入口；
42.30-冷凝器；31-进气口；32-出液口；33-第一辅助冷媒液体出口；34-气体出口；
43.40-冷凝器；41-进液口；42-出液口；43-补气出口；44-冷却气体出口；45-截止阀；
44.50-第一管路；60-第二管路；70-第一常闭电磁阀；80-单向阀；90-第三管路；100-第二常闭电磁阀；110-旁通管路；120-电动调节阀。
具体实施方式
45.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。
46.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。
47.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一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
48.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
49.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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
51.本技术中空调器通过使用压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、节流和蒸发，对室内空间进行制冷或制热。
52.低温低压制冷剂进入压缩机，压缩机压缩成高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
53.节流阀使在冷凝器中冷凝形成的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在节流阀节流后的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。
54.实施例一
55.参照图2至图4，本实施例一种磁悬浮空调机组，包括压缩机10、蒸发器20、冷凝器30及经济器40，当然还包括空调机组其他必要结构部件，比如节流装置等，在此不做赘述。通过使用压缩机10、蒸发器20、冷凝器30及经济器40来执行空调机组的制冷、制热循环。
56.其中，压缩机10为磁悬浮压缩机，其内设有磁悬浮轴承和电机转子，压缩机10上设有排气口11、吸气口12、补气入口13、冷却入口14和冷却出口15。
57.蒸发器20上设有进液口21、出气口22和冷却回流入口23。
58.冷凝器30上设有进气口31和出液口32。
59.经济器40上设有出液口41、进液口42和补气出口43，其上部还设有上部设有冷却气体出口44。
60.冷凝器30的出液口32通过管路连接经济器40的进液口42，经济器40的出液口41通过管路连接蒸发器20的进液口21，蒸发器20的出气口22通过管路连接压缩机10的吸气口12，经济器40的补气出口43通过管路连接压缩机10的补气入口13，构成一个冷媒循环回路。同时，本实施例中经济器40的冷却气体出口44与压缩机10的冷却入口14通过第一管路50连接，压缩机10的冷却出口15与蒸发器20的冷却回流进口23连接。
61.本实施例通过将经济器40上部与压缩机10的冷却入口14处通过第一管路50连接，因压缩机10内磁悬浮轴承及电机转子处的压力小于经济器40中的压力，经济器40内上部的中温中压的冷媒气体通过两者间的压力差进入压缩机10中，对压缩机10内温度较高的磁悬浮轴承及电机转子进行冷却，冷却后的气体通过电机后端也即压缩机10后端的冷却出口15连接蒸发器20回到蒸发器20中，形成一个轴承及转子循环冷却过程。即采用来自中压经济器40的冷媒气体作为正常运行的冷却手段，解决了现有技术中采用冷凝器过冷液体冷却易使压缩机内部积液发生叶轮液击损坏或者对转子稳定悬浮造成干扰的问题，提升了压缩机运行的安全性、稳定性。
62.本实施例中，经济器40的冷却气体出口44上设有截止阀45 ，则当需要更换管路中损坏的零部件时可关闭截止阀45，无需整机回收冷媒；同时，还可以通过调节截止阀45的开度来手动粗调整第一管路50中冷却流体流量。截止阀45可选用角阀或者其他手动阀门，在此不做具体限制。
63.当然，若要对第一管路50中冷却流体流量进行更细致的调节，也可以在第一管路50上另外单独设置流量调节阀，比如手动阀或者电子膨胀阀等。
64.通常，冷凝器30内大部分为液体冷媒，其上部空间可能会存在一些未冷凝的气态冷媒，对于高速离心空调机组，当冷凝器压力过高时可能会导致空调机组发生喘振，为尽可能降低空调机组发生喘振的可能性，本实施例中冷凝器30的上部设有气体出口34，蒸发器20上设有气体入口24，冷凝器30的气体出口34与蒸发器20上的气体入口24通过旁通管路110连接，旁通管路110上设有电动调节阀120，用于控制旁通管路110的通断及开度，电动调节阀120关闭时，旁通管路110断开，电动调节阀120打开时，旁通管路110连通，此时可以将冷凝器30上部的气态冷媒引入蒸发器20中，减小冷凝器30的内部压力，从而可减小空调机组发生喘振的可能性，通过调节电动调节阀120的开度，可以调节流经旁通管路110的气态冷媒的流量。
65.实施例二
66.参照图5和图6，本实施例一种磁悬浮空调机组，包括压缩机10、蒸发器20、冷凝器30及经济器40，当然还包括空调机组其他必要结构部件，比如节流装置等，在此不做赘述。通过使用压缩机10、蒸发器20、冷凝器30及经济器40来执行空调机组的制冷、制热循环。
67.其中，压缩机10为磁悬浮压缩机，其内设有磁悬浮轴承和电机转子，压缩机10上设有排气口11、吸气口12、补气入口13、冷却入口14和冷却出口15。
68.蒸发器20上设有进液口21、出气口22和冷却回流入口23。
69.冷凝器30上设有进气口31和出液口32。
70.经济器40上设有出液口41、进液口42和补气出口43，其上部还设有上部设有冷却
气体出口44。
71.冷凝器30的出液口32通过管路连接经济器40的进液口42，经济器40的出液口41通过管路连接蒸发器20的进液口21，蒸发器20的出气口22通过管路连接压缩机10的吸气口12，经济器40的补气出口43通过管路连接压缩机10的补气入口13，构成一个冷媒循环回路。同时，本实施例中经济器40的冷却气体出口44与压缩机10的冷却入口14通过第一管路50连接，压缩机10的冷却出口15与蒸发器20的冷却回流进口23连接。
72.冷凝器30的底部还设有第一辅助冷媒液体出口33，第一辅助冷媒液体出口33通过第二管路60与第一管路50连接，第二管路60上设有第一常闭电磁阀70。
73.本实施例通过将经济器40上部与压缩机10的冷却入口14处通过第一管路50连接，因压缩机10内磁悬浮轴承及电机转子处的压力小于经济器40中的压力，经济器40内上部的中温中压的冷媒气体通过两者间的压力差进入压缩机10中，对压缩机10内温度较高的磁悬浮轴承及电机转子进行冷却，冷却后的气体通过电机后端也即压缩机10后端的冷却出口15连接蒸发器20回到蒸发器20中。同时，当压缩机10内磁悬浮轴承或电机转子温升在设定范围内时第一常闭电磁阀70处于关闭状态，第二管路60不连通，仅通过第一管路50对压缩机10由气态冷媒进行冷却，以防止压缩机内部积液发生叶轮液击损坏或者对转子稳定悬浮造成干扰的问题，提升了压缩机运行的安全性、稳定性。
74.而当压缩机10内磁悬浮轴承或电机转子温升异常超限时，第一常闭电磁阀70打开，第二管路60连通，来自冷凝器30底部的过冷液体冷媒通过第二管路60流向第一管路50，和来自经济器40的气体冷媒混合共同经压缩机10上的冷却入口14进入压缩机10内，共同冷却磁悬浮轴承及电机转子。
75.则本实施例中采用来自中压经济器40的冷媒气体作为正常运行的冷却手段，来自高压冷凝器30的冷媒液体冷却为辅，作为轴承及电机转子温度异常升高时的应急冷却补充来源，保证冷却效果，进一步提高压缩机10运行的可靠性。
76.本实施例中第一管路50上设有单向阀80，单向阀80位于第一管路50与第二管路60的连接点的上游，即相比该连接点单向阀80更靠近经济器40的冷却气体出口44，单向阀80在经济器40至压缩机10方向流体可以通过，反向则截止，当第二管路60连通时，可防止第二管路60中的冷媒液体沿第一管路50进入经济器40中。一旦第二管路60中的冷媒液体进入经济器40中，可能会通过经济器40的补气出口43、压缩机10的补气入口13进入压缩机10中，造成补气带液损坏压缩机10，同时会减小第二管路60中冷却液体流量造成冷却效果变差。
77.本实施例中，第一管路50和第二管路60上均可设置流量调节阀，以对应调节第一管路50中冷却流体流量和第二管路60中的冷却流体流量，流量调节阀可以是手动阀或者电子膨胀阀等。
78.为提高对压缩机10内磁悬浮轴承和电机转子温度控制的精准性和自动化程度，本实施例中磁悬浮空调机组还包括控制器（未图示），磁悬浮轴承和电机转子处均设有温度传感器（未图示），温度传感器及第一常闭电磁阀70均与控制器通信连接。只要电机转子和磁悬浮轴承任一个温度大于警告值时，控制器均控制第二管路60上的第一常闭电磁阀70开启，使第二管路60连通，进行液体冷媒辅助冷却；当电机转子和磁悬浮轴承两者温度均小于安全阈值（安全阈值小于警告值）时，第一常闭电磁阀70关闭，第二管路60断开，仅通过经济器40气体冷媒冷却。
79.或者，还可以通过检测磁悬浮轴承转轴伸长量来控制第二管路60的通断。此时，磁悬浮空调机组仍还包括控制器，磁悬浮轴承处设有用于检测轴承转轴伸长量的位移传感器（未图示），位移传感器及第一常闭电磁阀70均与所述控制器通信连接。当磁悬浮轴承转轴伸长量大于警告值时，控制器控制第二管路60上的第一常闭电磁阀70开启，使第二管路60连通，进行液体冷媒辅助冷却；当磁悬浮轴承转轴伸长量小于安全阈值（安全阈值小于警告值）时，第一常闭电磁阀70关闭，第二管路60断开，仅通过经济器40气体冷媒冷却。
80.同实施例一中，本实施例中冷凝器30的上部设有气体出口34，蒸发器20上设有气体入口24，冷凝器30的气体出口34与蒸发器20上的气体入口24通过旁通管路110连接，旁通管路110上设有电动调节阀120，用于控制旁通管路110的通断和开度，电动调节阀120关闭时，旁通管路110断开，电动调节阀120打开时，旁通管路110连通，此时可以将冷凝器30上部的气态冷媒引入蒸发器20中，减小冷凝器30的内部压力，从而可减小空调机组发生喘振的可能性，通过调节电动调节阀120的开度，可以调节流经旁通管路110的气态冷媒的流量。
81.实施例三
82.参照图9和图10，本实施例是在实施例二的基础上，在压缩机10上还设有第二辅助冷媒液体出口16，第二辅助冷媒液体出口16通过第三管路90连接蒸发器20，第三管路90上设有第二常闭电磁阀100，用于控制第三管路90的通断。通过设置第三管路90及第二常闭电磁阀100，则当第二管路60连通进行冷媒液体辅助冷却时，第二常闭电磁阀100可打开使第三管路90连通，作为液体冷却时的辅助排液管路，避免压缩机10积液过多，降低压缩机10积液的可能性。
83.第二常闭电磁阀100与第二管路60上的第一常闭电磁阀70进行联动控制，两者同步打开或者关闭，从而可以更精确地控制压缩机10内液体冷媒量。
84.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
85.以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。