压缩机及具有其的空调系统的制作方法

本发明涉及空调领域，具体而言，涉及一种压缩机及具有其的空调系统。

背景技术：

随着室外环境温度的升高，室内制冷量需求增加，但空调制冷量却随室外温度增加而降低。这是由于环境温度升高使得空调冷凝温度升高，进而导致压缩机排气压力升高，压缩机运行压力差增大，容积效率降低，制冷剂循环流量降低。由于排气过热度增大，液体过冷温度升高，从而导致蒸发器出入口制冷剂焓差减小，进一步降低了空调制冷量。

在热带及沙漠地区(如中东地区)，室外环境温度最高可达50℃以上，而空调的制冷量衰减严重，难以满足室内制冷需求；另一方面，由于排气压力较高，压缩机长期运行在高压差、高排温的工况下，压缩机运行负荷大，摩损更快，寿命较短。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种压缩机及具有其的空调系统，以解决现有技术中空调器在室外高温时制冷量衰减严重，难以满足室内制冷量需求，舒适性差问题。

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，包括壳体、泵体组件以及增焓部件，泵体组件包括：第一级压缩气缸和第二级压缩气缸，均设置在壳体内；中间腔，设置在壳体内，从第一级压缩气缸流出的制冷剂经中间腔后进入至第二级压缩气缸内，中间腔具有与增焓部件连通的补气流入口；其中，第一级压缩气缸的工作容积v1与第二级压缩气缸的工作容积v2满足以下关系：v2/v1的取值范围为0.56-0.75。

进一步地，第一级压缩气缸的工作容积v1与第二级压缩气缸的工作容积v2进一步满足以下关系：v2/v1的取值范围为0.64-0.68。

进一步地，补气流入口的当量直径dm与第一级压缩气缸的进气口的当量直径d1的比值为λ，λ取值范围为0.3-0.7。

进一步地，补气流入口处设置有补气阀片及阀片挡板。

进一步地，中间腔还具有与第一级压缩气缸的排气口连通的吸气口以及与第二级压缩气缸的吸气口连通的排气口。

进一步地，第二级压缩气缸位于第一级压缩气缸的上方，第一级压缩气缸的下方设置有法兰结构，中间腔形成在法兰结构内。

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

进一步地，空调系统还包括蒸发器、冷凝器以及闪蒸器，蒸发器与压缩机的进气口连接，冷凝器与压缩机的排气口连接，闪蒸器的进口与冷凝器连接，闪蒸器的第一出口与蒸发器连接，闪蒸器的第二出口与压缩机的增焓部件连接，闪蒸器的第二出口和增焓部件之间设置有卸压阀。

进一步地，卸压阀具有开启压力p1，开启压力p1大于压缩机的进气压力ps且小于压缩机的排气压力pd，开启压力p1的取值范围为

进一步地，开启压力p1的取值范围为

进一步地，冷凝器与闪蒸器之间设置有第一节流装置，和/或，闪蒸器与蒸发器之间设置有第二节流装置。

应用本发明的技术方案，压缩机设置有增焓部件和中间腔，中间腔具有与增焓部件连通的补气流入口。因此，本实施例的压缩机在室外温度达到预定值后会开启补气增焓。在补气增焓时，从增焓部件经补气流入口流入至中间腔的制冷剂与从第一级压缩气缸流出的制冷剂混合后被吸入至第二级压缩气缸。通过上述过程使得制冷量显著高于采用常规压缩机的制冷系统，提高了空调系统在高温时的制冷能力与舒适性。同时，本实施例选择第一级压缩气缸的工作容积v1与第二级压缩气缸的工作容积v2之比v2/v1为0.56-0.75，能够同时满足不补气模式下和补气模式下压缩机的性能较优。

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示出了根据本发明的压缩机的实施例的剖视示意图；

图2示出了图1的压缩机的a处放大图；

图3示出了图1的压缩机的中间腔的结构示意图；

图4示出了根据本发明的空调器的实施例的剖视示意图；

图5示出了应用图1的压缩机的空调系统与常规压缩系统运行效果比较的示意图；

图6示出了图1的压缩机的工作容积比对两种运行模式下性能影响的示意图；以及

图7示出了图1的压缩机的补气流入口参数对压缩机性能影响的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；20、第一级压缩气缸；30、第二级压缩气缸；40、中间腔；41、补气流入口；42、补气阀片；43、阀片挡板；44、吸气口；45、排气口；50、法兰结构；61、蒸发器；62、冷凝器；63、闪蒸器；64、卸压阀；65、第一节流装置；66、第二节流装置；70、增焓部件；100、压缩机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

针对背景技术中提到的问题，本发明提供一种双级増焓旋转式压缩机，尤其适用于中东地区空调，既能解决室外高温时空调制冷衰减问题，又可以提升压缩机可靠性，实现旋转式压缩机在高温地区长期可靠运行。

如图1至图3所示，本实施例的压缩机包括壳体10、泵体组件以及增焓部件70，泵体组件包括：第一级压缩气缸20、第二级压缩气缸30以及中间腔40。第一级压缩气缸20和第二级压缩气缸30均设置在壳体10内。中间腔40设置在壳体10内，从第一级压缩气缸20流出的制冷剂经中间腔40后进入至第二级压缩气缸30内，中间腔40具有与增焓部件70连通的补气流入口41。其中，第一级压缩气缸20的工作容积v1与第二级压缩气缸30的工作容积v2满足以下关系：

v2/v1的取值范围为0.56-0.75。

应用本实施例的技术方案，压缩机设置有增焓部件70和中间腔40，中间腔40具有与增焓部件70连通的补气流入口41。因此，本实施例的压缩机在室外温度达到预定值后会开启补气增焓。在补气增焓时，从增焓部件70经补气流入口41流入至中间腔的制冷剂与从第一级压缩气缸20流出的制冷剂混合后被吸入至第二级压缩气缸30。通过上述过程使得制冷量显著高于采用常规压缩机的制冷系统，提高了空调系统在高温时的制冷能力与舒适性。同时，本实施例选择第一级压缩气缸20的工作容积v1与第二级压缩气缸30的工作容积v2之比v2/v1为0.56-0.75，能够同时满足不补气模式下和补气模式下压缩机的性能较优。

图5示出了应用图1的压缩机的空调系统与常规压缩系统运行效果比较的示意图。图中的虚线表示常规单机压缩系统的运行效果，图中的实线表示应用图1的压缩机的空调系统的运行效果。从图5中可以看出，应用本实施例的压缩机的空调系统，当室外温度未达到t043℃时，处于关补气状态，当室外温度达到t043℃后，开启补气増焓，制冷量显著高于采用常规压缩机的制冷系统，提高了空调在高温时的制冷能力与舒适性。

图6示出了图1的压缩机的工作容积比对两种运行模式下性能影响的示意图。图中位于上方的曲线是开补气模式下的性能曲线，图中位于下方的曲线是关补气模式下的性能曲线。关补气模式下，容积比过大或过小，影响两级气缸压缩比的均衡性，从而影响整体效率；开补气时，容积比过大，因补气量增加而增加的压缩功率过大，cop能效比降低，而容积比过小，补气引起的制冷量提升量过小，cop能效比也会降低。从图中可以看出：本实施例选择第一级压缩气缸20的工作容积v1与第二级压缩气缸30的工作容积v2之比v2/v1为0.56-0.75，能够同时满足两种模式下压缩机性能较优。本实施例的压缩机既能提高关补气条件下的压缩机制冷效率，又实现了开补气条件下的最优能效。

进一步优选地，第一级压缩气缸20的工作容积v1与第二级压缩气缸30的工作容积v2进一步满足以下关系：v2/v1的取值范围为0.64-0.68。此时压缩机性能最佳。

如图2所示，在本实施例中，补气流入口41的当量直径dm与第一级压缩气缸20的进气口的当量直径d1的比值为λ，λ取值范围为0.3-0.7。此时压缩机性能较优。这是由于，如果λ过小，补气流动阻力快速增加，而λ过大，补气流动过慢，则补气热损失过大，影响补气质量。图7示出了图1的压缩机的补气流入口参数对压缩机性能影响的示意图。从图中也可以看出，λ取值范围为0.3-0.7时压缩机性能较优。

如图3所示，在本实施例中，补气流入口41处设置有补气阀片42及阀片挡板43。补气阀片42及阀片挡板43决定了补气流入口41的开启条件，当补气流入口41处的制冷剂压力大于预定值时该补气流入口41才会打开。

如图3所示，在本实施例中，中间腔40还具有与第一级压缩气缸20的排气口连通的吸气口44以及与第二级压缩气缸30的吸气口连通的排气口45。吸气口44处也设置有阀片。吸气口44、排气口45以及补气流入口41均设置在中间腔的外壁上，且位于同一平面上。

如图1所示，第二级压缩气缸30位于第一级压缩气缸20的上方，第一级压缩气缸20的下方设置有法兰结构50，中间腔40形成在法兰结构50内。上述法兰结构50为下法兰，下法兰内凹形成中间腔40。

第一级压缩气缸20上还设置有连通第二级压缩气缸30的吸气口和中间腔40的排气口45的过流通道以及连通增焓部件70和补气流入口41的过流通道。

本实施例的压缩机还包括分液器、电机、曲轴、法兰、盖板、隔板以及冷冻油，这些结构与现有技术中基本相同，在此不再赘述。

本发明还提供了一种空调系统，如图4所示，根据本发明的空调系统包括压缩机，压缩机为上述的压缩机。由于采用上述压缩机，提高了空调系统在高温时的制冷能力与舒适性。同时，能够同时满足不补气模式下和补气模式下压缩机的性能较优。

如图4所示，在本实施例中，空调系统还包括蒸发器61、冷凝器62以及闪蒸器63，蒸发器61与压缩机100的进气口连接，冷凝器62与压缩机100的排气口连接，闪蒸器63的进口与冷凝器62连接，闪蒸器63的第一出口(气体出口)与蒸发器61连接，闪蒸器63的第二出口与压缩机的增焓部件70连接，闪蒸器63的第二出口(液体出口)和增焓部件70之间设置有卸压阀64。本实施例的空调系统可通过卸压阀64根据运行压力自动切换开关补气。

卸压阀64具有开启压力p1，当工作压力大于p1，卸压阀64开启；当工作压力小于p1，卸压阀64关闭。开启压力p1大于压缩机的进气压力ps且小于压缩机的排气压力pd，开启压力p1的取值范围为当开启压力p1满足上述条件时压缩机运行的能效最佳。

进一步优选地，开启压力p1的取值范围为

如图4所示，冷凝器62与闪蒸器63之间设置有第一节流装置65，闪蒸器63与蒸发器61之间设置有第二节流装置66。

参考图1和图4，本实施例的空调系统的冷媒流动过程如下：

压缩机100吸入从蒸发器61流出的低温低压制冷剂(参见图1中的标号1)，经第一级压缩气缸20压缩后排出至中间腔40(参见图1中的标号2)，第二级压缩气缸30从中间腔40吸气，压缩制冷剂至高温高压后排出泵体(参见图1中的标号5)，流经电机后通过压缩机排气管排出(参见图1中的标号6)，高温高压气态制冷剂通过冷凝器62放热后形成高压液态制冷剂，经第一节流装置65变为气液两相的中压制冷剂，闪蒸器63气液分离后，中压气态制冷剂经卸压阀64流入中间腔(参见图1中的标号3)，和第一级压缩气缸20排气混合后被吸入第二级压缩气缸(参见图1中的标号4)，而中压制冷剂经第二节流装置66节流后进入蒸发器61，吸热后变为低温低压气态制冷进入压缩机100的分液器。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、本发明提出了一种双级増焓旋转式压缩机及空调循环系统，既能保证空调在常规制冷工况下的较高能效，又能实现在高温环境下的提升制冷量输出，尤其在中东等气候炎热地区具有节能舒适的显著优势；

2、本发明提供了一种控制双级増焓压缩机开关补气的切换装置，可根据室外温度自动切换开关补气，具有成本低、切换可靠的特点；

3、本发明双级増焓旋转式压缩机，提出了一种最优容积比(高压级气缸工作容积与低压级气缸工作容积的比值)范围，既能提高关补气条件下的压缩机指示效率，又实现了开补气条件下的最优能效。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

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。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

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。