变容压缩机的控制装置及其方法、变容压缩机和空调器与流程

本发明属于空调技术领域，具体涉及变容压缩机的控制装置及其方法、变容压缩机和空调器。

背景技术：

目前，变容技术被广泛使用于转子压缩机。而转子压缩机变容量运行的方式主要由控制销钉两端压力差来控制销钉对滑片的锁止与否，从而实现压缩机的变容运行。其实现方式为：通过向销钉两端导入不同压力(排气压力或吸气压力)，使销钉两端的压差变化，来控制销钉对滑片的锁止与解锁运动，从而控制滑片是否贴紧滚子运动，以达到对气缸工作状态的控制。当销钉两端无压差时，销钉在复位弹簧力作用下弹出而锁止滑片，使滑片不能贴紧滚子运动，气缸处于卸载状态；当销钉两端压差大时，销钉克服弹簧力被压入而解锁滑片，使滑片贴紧滚子运动，气缸处于工作状态。

该变容机构虽然能实现压缩机变容能力，但存在较大的缺陷。在上述方案中，为了保证销钉的顺畅运动，销钉与销钉孔之间留有一定配合间隙，但在气缸工作状态时，销钉要通过高压冷媒解锁，由于销钉两侧高低压差的存在，高压冷媒会通过销钉两侧的间隙泄漏到低压冷媒侧，造成压力损失，进而影响压缩机性能，不利于压缩机高效发展。

由于现有技术中的压缩机变容结构中存在销钉两侧压力泄漏等的技术问题，因此本发明研究设计出及变容压缩机的控制装置及其方法、变容压缩机和空调器。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的压缩机变容结构中存在销钉两侧压力泄漏的缺陷，从而提供及变容压缩机的控制装置及其方法、变容压缩机和空调器。

本发明提供一种变容压缩机的控制装置，其中：

所述变容压缩机包括两个以上的压缩缸，且每个压缩缸具有滑片，所述变容压缩机还包括能够对至少一个压缩缸的滑片进行锁止和解锁的销钉，所述销钉设置于销钉孔内，且在所述销钉孔内、与所述销钉尾部相对地还设置有第一弹性元件，在气缸上还设置有与所述滑片的尾部相连通的变容孔；

检测单元，用于检测滑片对所述销钉的挤压力值的大小；

判断单元，用于判断滑片对所述销钉的挤压力是否位于所述第一弹性元件的弹性阈值内；

控制单元，根据判断单元的判断结果控制向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒、低压冷媒或混合冷媒。

优选地，

当判断单元判断出滑片对所述销钉的挤压力位于所述第一弹性元件的弹性阈值内时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒，以驱动销钉运动而解锁滑片。

优选地，

当判断单元判断出滑片对所述销钉的挤压力不位于所述第一弹性元件的弹性阈值内、且所述挤压力大于所述弹性阈值时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入混合冷媒、且控制降低冷媒密度，以驱动销钉运动而解锁滑片。

优选地，

所述控制降低冷媒密度的方法包括降低从压缩机的排气口引入的高压冷媒的冷媒流量、和/或提高从压缩机的吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量。

优选地，

当判断单元判断出滑片对所述销钉的挤压力不位于所述销钉的弹性阈值内、且所述挤压力小于弹性阈值时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入混合冷媒、且控制升高冷媒密度，以驱动销钉运动而解锁滑片。

优选地，

所述控制升高冷媒密度包括升高从压缩机的排气口引入的高压冷媒的冷媒流量、和/或降低从压缩机的吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量。

优选地，

所述第一弹性元件的弹性阈值kn的范围是k1≤kn≤k2；

式中，k1为第一弹性元件形成弹性形变并解锁滑片的最小弹力；k2为第一弹性元件形成弹性形变并解锁滑片的最大弹力。

优选地，

所述销钉的尾部具有腔室，所述腔室内通入从压缩机的排气口引入的高压冷媒；所述销钉的头部位置还设置有第二弹性元件、所述第二弹性元件能够对所述销钉施加朝向销钉的尾部方向的弹性力。

优选地，

所述第一弹性元件为弹性帽，所述第二弹性元件为弹簧。

优选地，

所述弹性帽由弹性耐磨材料制作。

优选地，

检测单元，还用于检测当前压缩机内气缸工作的数量对应的冷量阈值qn；

判断单元，还用于判断目标冷量qm与冷量阈值qn之间的大小关系；

控制单元，用于当qm＞qn时、控制压缩机的容量增加，当qm＜qn时、控制压缩机的容量减小。

优选地，

控制压缩机的容量增加包括增加压缩运行的压缩缸；控制压缩机的容量减小包括减少压缩运行的压缩缸。

优选地，

所述检测单元，还用于检测实时的压缩机转速n，通入蒸发器中的冷媒密度ρ，压缩机排气量v，以及压缩机的吸气焓值h1，蒸发器入口焓值h2；

还包括计算单元，用于计算实时制冷系统中蒸发器的制冷量qt，qt＝n·ρ·v(h1-h2)；

所述判断单元，还用于判断qt和qm的大小关系，其中qm为制冷系统的目标冷量；

所述控制单元，还用于当qt＞qm时，控制n、ρ和v中的至少一个减小；当qt＜qm时，控制n、ρ和v中的至少一个增大。

本发明还提供一种变容压缩机，其包括前任一项所述的变容压缩机的控制装置。

本发明还提供一种空调器，其包括前述的变容压缩机。

本发明还提供一种变容压缩机的控制方法，其使用前任一项所述的控制装置，还包括：

检测步骤，用于检测滑片对所述销钉的挤压力值的大小；

判断步骤，用于判断滑片对所述销钉的挤压力是否位于所述第一弹性元件的弹性阈值内；

控制步骤，根据判断步骤的判断结果控制向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒、低压冷媒或混合冷媒，其中高压冷媒是指从压缩机的排气口引入的冷媒、低压冷媒是指从压缩机的吸气口引入的冷媒，混合冷媒是指所述高压冷媒和低压冷媒混合后的冷媒。

优选地，

当判断步骤判断出滑片对所述销钉的挤压力位于所述第一弹性元件的弹性阈值内时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒，以驱动销钉运动而解锁滑片。

优选地，

当判断步骤判断出滑片对所述销钉的挤压力不位于所述第一弹性元件的弹性阈值内、且所述挤压力大于所述弹性阈值时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入混合冷媒、且控制降低冷媒密度，以驱动销钉运动而解锁滑片。

优选地，

所述控制降低冷媒密度的方法包括降低从压缩机的排气口引入的高压冷媒的冷媒流量、和/或提高从压缩机的吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量。

优选地，

当判断步骤判断出滑片对所述销钉的挤压力不位于所述销钉的弹性阈值内、且所述挤压力小于弹性阈值时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入混合冷媒、且控制升高冷媒密度，以驱动销钉运动而解锁滑片。

优选地，

所述控制升高冷媒密度包括升高从压缩机的排气口引入的高压冷媒的冷媒流量、和/或降低从压缩机的吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量。

优选地，

第一弹性元件的弹性阈值kn的范围是k1≤kn≤k2；

式中，k1为第一弹性元件形成弹性形变并解锁滑片的最小弹力；k2为第一弹性元件形成弹性形变并解锁滑片的最大弹力。

优选地，

检测步骤，还用于检测当前压缩机内气缸工作的数量对应的冷量阈值qn；

判断步骤，还用于判断目标冷量qm与冷量阈值qn之间的大小关系；

控制步骤，用于当qm＞qn时、控制压缩机的容量增加，当qm＜qn时、控制压缩机的容量减小。

优选地，

控制压缩机的容量增加包括增加压缩运行的压缩缸；控制压缩机的容量减小包括减少压缩运行的压缩缸。

优选地，

所述检测步骤，还用于检测实时的压缩机转速n，通入蒸发器中的冷媒密度ρ，压缩机排气量v，以及压缩机的吸气焓值h1，蒸发器入口焓值h2；

还包括计算步骤，用于计算实时制冷系统中蒸发器的制冷量qt，qt＝n·ρ·v(h1-h2)；

所述判断步骤，还用于判断qt和qm的大小关系，其中qm为制冷系统的目标冷量；

所述控制步骤，还用于当qt＞qm时，控制n、ρ和v中的至少一个减小；当qt＜qm时，控制n、ρ和v中的至少一个增大。

本发明提供的变容压缩机的控制装置及其方法、变容压缩机和空调器具有如下有益效果：

1.本发明在提出一种变容压缩机内部采用销钉加第一弹性元件结构的基础上，设计一种压缩机变容控制装置，通过向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒、低压冷媒或混合冷媒，切换变容系统中压缩机内部气缸的数量进行冷媒流量调节，即控制第一弹性元件加销钉对滑片的解锁与锁止，销钉上下两个压力腔内冷媒隔绝，销钉泄漏少，压缩机可靠性高；针对第一弹性元件的弹性阈值与挤压力之间的关系作为通入变容孔中冷媒的压力值以及高低压冷媒流量，既能够驱动销钉和第一弹性元件动作而产生解锁或锁止的作用、实现变容，同时还不会使得第一弹性元件和销钉不会因为挤压力过大而被压坏或压迫、导致更大泄漏，从而在实现变容控制的同时有效地保证了冷媒不泄漏，提高变容压缩机的控制可靠性和安全性；

2.本发明还通过比较判断压缩机气缸工作数量对应的冷量阈值qn和目标冷量qm之间的关系，进而控制压缩机的容量进行变容，能够使得冷量阈值低时增大压缩缸的运行数量、冷量阈值高时减小压缩缸的运行数量，将压缩机的实际制冷量最大程度地趋近于目标冷量qm，从而最终获得目标冷量，实现智能化精确化的控制；

3.本发明还通过检测实时的压缩机转速n，通入蒸发器中的冷媒密度ρ，压缩机排气量v，以及压缩机的吸气焓值h1，蒸发器入口焓值h2，并通过qt＝n·ρ·v(h1-h2)从而计算出当前实时的蒸发器制冷量，并将实时制冷量与目标制冷量之间比较，并根据结果进行控制n、ρ和v中的至少一个进行变化，从而最终实现实时制冷量达到目标制冷量的值，实现有效反馈的同时实现智能化精确化的控制。

附图说明

图1是本发明的变容压缩机的控制装置的结构示意图；

图2是本发明的变容压缩机具有控制装置时的多缸运行模式流程图(混合高压变容控制)；

图3是图2中a部分的局部放大图；

图4是本发明的变容压缩机具有控制装置时的多缸运行模式流程图(混合低压变容控制)；

图5是图4中b部分的局部放大图；

图6是本发明的变容压缩机的控制装置的控制流程示意图。

图中附图标记表示为：

1、滑片；2、销钉；3、第一弹性元件；4、第二弹性元件；5、销钉尾部密闭空腔；6、滑片尾部密闭腔(或称变容孔)；7、气缸；8、上法兰；9、下法兰；10、盖板；11、固定块。

具体实施方式

如图1-6所示，本发明提供一种变容压缩机的控制装置，其中：

所述变容压缩机包括两个以上的压缩缸，且每个压缩缸具有滑片，所述变容压缩机还包括能够对至少一个压缩缸的滑片进行锁止和解锁的销钉，所述销钉设置于销钉孔内，且在所述销钉孔内、与所述销钉尾部相对地还设置有第一弹性元件(优选弹性帽)，在气缸上还设置有与所述滑片的尾部相连通的变容孔，所述压缩机的排气口与冷凝器连接、所述压缩机的吸气口与分液器连接；

检测单元，用于检测滑片对所述销钉的挤压力值的大小；

判断单元，用于判断滑片对所述销钉的挤压力是否位于所述第一弹性元件的弹性阈值内；

控制单元，根据判断单元的判断结果控制向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒、低压冷媒或混合冷媒，其中高压冷媒是指从压缩机的排气口引入的冷媒或从冷凝器的吸气端或出气端引入的冷媒、低压冷媒是指从压缩机的吸气口引入的冷媒或从分液器的吸气端或出气端引入的冷媒，混合冷媒是指所述高压冷媒和低压冷媒混合后的冷媒。

本发明在提出一种变容压缩机内部采用销钉加第一弹性元件结构的基础上，设计一种压缩机变容控制装置，通过向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒、低压冷媒或混合冷媒，切换变容系统中压缩机内部气缸的数量进行冷媒流量调节，即控制第一弹性元件加销钉对滑片的解锁与锁止，销钉上下两个压力腔内冷媒隔绝，销钉泄漏少，压缩机可靠性高；本发明通过针对第一弹性元件的弹性阈值与挤压力之间的关系作为通入变容孔中冷媒的压力值以及高低压冷媒流量，既能够驱动销钉和第一弹性元件动作而产生解锁或锁止的作用、实现变容，同时还不会使得第一弹性元件和销钉不会因为挤压力过大而被压坏或压迫、导致更大泄漏，从而在实现变容控制的同时有效地保证了冷媒不泄漏，提高变容压缩机的控制可靠性和安全性。

目前，现有压缩机变容技术中均没有提到如何避免销钉两侧压力泄漏，没有从销钉上改进。本发明提出了一种变容压缩机弹性帽销钉的控制装置，能够有效控制销钉对滑片的解锁与锁止，使得销钉两侧泄漏少，保证压缩机高可靠性运行。即在采用弹性帽销钉结构的基础上，通过施加变容控制装置，使得压缩机销钉两侧泄漏低或无泄漏。

优选地，

如图6，当判断单元判断出滑片对所述销钉的挤压力位于所述第一弹性元件的弹性阈值内时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒，以驱动销钉运动而解锁滑片。滑片对所述销钉的挤压力位于所述第一弹性元件的弹性阈值内时、说明此时变容孔(或称滑片尾部密闭腔6)内的压力足以驱动销钉向下运动、从而对滑片进行解锁，并且在该情况下也不会对销钉加第一弹性元件进行破坏，从而能够顺利地完成解锁和变容控制，因此直接驱动销钉运动。

优选地，

参见图4-5，当判断单元判断出滑片对所述销钉的挤压力不位于所述第一弹性元件的弹性阈值内、且所述挤压力大于所述弹性阈值时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入混合冷媒、且控制降低冷媒密度，以驱动销钉运动而解锁滑片。滑片对所述销钉的挤压力不位于所述第一弹性元件的弹性阈值内、且挤压力大于所述弹性阈值时、说明此时变容孔(或称滑片尾部密闭腔6)内的压力足以驱动销钉向下运动、从而对滑片进行解锁、但是却过大超出了弹性阈值，如果按照该压力进行驱动的话会对销钉加第一弹性元件产生破坏、从而造成冷媒泄漏，因此此时需要对变容孔内的压力进行适当降低、以降低至弹性阈值范围内再驱动销钉运动。

优选地，

参见图4-5，所述控制降低冷媒密度的方法包括降低从压缩机的排气口引入的高压冷媒的冷媒流量、和/或提高从压缩机的吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量。这是本发明的控制降低冷媒密度的优选手段，即降低压缩机排气口引入的高压冷媒的流量、和/或提高从吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量，这样便能将变容孔内通入高、低压混合的混合冷媒(混合低压)，对变容孔内的压力实现一定程度上的降低。

(由于销钉尾部空腔中通入高压冷媒后存在膨胀过程、其压力存在适当的降低，因此此时变容孔中通入高压冷媒势必会压力大于销钉尾部，因此通过挤压力与第一弹性元件之间的弹性阈值的关系、即实际上反应的是变容孔中通入高压冷媒和低压冷媒的混合冷媒以驱动销钉运动而不至于压坏弹性帽的区间范围)。

优选地，

参见图2-3，当判断单元判断出滑片对所述销钉的挤压力不位于所述销钉的弹性阈值内、且所述挤压力小于弹性阈值时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入混合冷媒、且控制升高冷媒密度，以驱动销钉运动而解锁滑片。滑片对所述销钉的挤压力不位于所述第一弹性元件的弹性阈值内、且挤压力小于所述弹性阈值时、说明此时变容孔(或称滑片尾部密闭腔6)内的压力还不足以驱动销钉向下运动、从而对滑片进行解锁，因此此时需要对变容孔内的压力进行适当升高、以升高至弹性阈值范围内再驱动销钉运动。

优选地，

参见图2-3，所述控制升高冷媒密度包括升高从压缩机的排气口引入的高压冷媒的冷媒流量、和/或降低从压缩机的吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量。这是本发明的控制升高冷媒密度的优选手段，即升高压缩机排气口引入的高压冷媒的流量、和/或降低从吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量，这样便能将变容孔内通入高、低压混合的混合冷媒(混合高压)，对变容孔内的压力实现一定程度上的升高。

优选地，

第一弹性元件的弹性阈值kn的范围是k1≤kn≤k2；

式中，k1为第一弹性元件形成弹性形变并解锁滑片的最小弹力；低于这个值，销钉不能解锁滑片；k2为第一弹性元件形成弹性形变并解锁滑片的最大弹力，大于这个值，弹性帽被撞击更严重，容易损坏。这是本发明的第一弹性阈值的优选范围，在该阈值范围的上下限之间能够使得销钉既能够解锁滑片、还能够防止弹性帽被损坏破坏，从而有效实现变容控制的同时不发生冷媒泄漏。

优选地，

所述销钉的尾部具有腔室(即销钉尾部密闭空腔5)，所述腔室内通入从压缩机的排气口引入的高压冷媒；所述销钉的头部位置还设置有第二弹性元件、所述第二弹性元件能够对所述销钉施加朝向销钉的尾部方向的弹性力。这是本发明的进一步优选结构形式，即通过销钉尾部腔室通入高压冷媒、并且结合第二弹性元件施加对销钉向下的弹性力，实现在变容孔中通入高压或较高压冷媒时变容孔的向下的压力、第二弹性元件向下的弹力和腔室内向上的压力的合力作用下滑片解锁(此时合力向下)，在变容孔中通入低压或较低压冷媒时变容孔的向下的压力、第二弹性元件向下的弹力和腔室内向上的压力的合力作用下滑片锁止(此时合力向上)，因此实现对滑片解锁和锁止的有效智能的控制。

优选地，

所述第一弹性元件为弹性帽，所述第二弹性元件为弹簧。这是本发明的第一和第二弹性元件的优选结构形式。所述弹性帽由聚氨酯高分子材料制作。

优选地，

检测单元，还用于检测当前压缩机内气缸工作的数量对应的冷量阈值qn；

判断单元，还用于判断目标冷量qm与冷量阈值qn之间的大小关系；

控制单元，用于当qm＞qn时、控制压缩机的容量增加，当qm＜qn时、控制压缩机的容量减小。

本发明还通过比较判断压缩机气缸工作数量对应的冷量阈值qn和目标冷量qm之间的关系，进而控制压缩机的容量进行变容，能够使得冷量阈值低时增大压缩缸的运行数量、冷量阈值高时减小压缩缸的运行数量，将压缩机的实际制冷量最大程度地趋近于目标冷量qm，从而最终获得目标冷量，实现智能化精确化的控制。

优选地，

控制压缩机的容量增加包括增加压缩运行的压缩缸；控制压缩机的容量减小包括减少压缩运行的压缩缸。这是本发明压缩机容量改变的优选形式，即压缩机的容量增加的手段通过增加压缩运行的压缩缸来实现，压缩机的容量减小的手段通过减少压缩运行的压缩缸来实现。

优选地，

所述检测单元，还用于检测实时的压缩机转速n，通入蒸发器中的冷媒密度ρ，压缩机排气量v，以及压缩机的吸气焓值h1，蒸发器入口焓值h2；

还包括计算单元，用于计算实时制冷系统中蒸发器的制冷量qt，qt＝n·ρ·v(h1-h2)；

所述判断单元，还用于判断qt和qm的大小关系，其中qm为制冷系统的目标冷量；

所述控制单元，还用于当qt＞qm时，控制n、ρ和v中的至少一个减小；当qt＜qm时，控制n、ρ和v中的至少一个增大。

本发明还通过检测实时的压缩机转速n，通入蒸发器中的冷媒密度ρ，压缩机排气量v，以及压缩机的吸气焓值h1，蒸发器入口焓值h2，并通过qt＝n·ρ·v(h1-h2)从而计算出当前实时的蒸发器制冷量，并将实时制冷量与目标制冷量之间比较，并根据结果进行控制n、ρ和v中的至少一个进行变化，从而最终实现实时制冷量达到目标制冷量的值，实现有效反馈的同时实现智能化精确化的控制。

1、整个装置的功能

针对变容压缩机内部的弹性帽销钉,设计一种压缩机变容控制装置，通过切换压缩机内部气缸进行冷媒流量调节，即控制弹性帽销钉对滑片的解锁与锁止，销钉上下两个压力腔内冷媒隔绝，销钉泄漏少，压缩机可靠性高。

2、该装置的组成部分

如图1所示，整个变容装置包含：两个进气口和一个出气口，其中，一个进气口通入高压冷媒，另一个进气口通入低压冷媒，出气口的冷媒气体则是通给压缩机的变容孔，来控制销钉的运动。该装置包含可以计算系统冷量的冷量计算仪，能够控制冷媒流通的管路连通控制仪，对通入的冷媒密度进行分析的冷媒密度分析仪，检测压缩机内部电机转速的转速分析仪，对吸气与排气焓差进行分析的焓差分析仪，对销钉的运动加以控制的变容控制管路，根据检测的参数进行分析处理的中央处理单元，对处理的结果进行分析的函数发生器，根据函数发生器判断系统冷量以便给下一次变容与否提供依据。

将图1所示的变容控制装置加入到压缩机变容系统中，可得图2和图4所示的变容压缩机控制系统运行原理图。图2为压缩机在多缸模式运行时的原理图，通过变容机构给压缩机变容孔通入混合高压冷媒，解锁销钉，实现多缸运行，图3为压缩机多缸运行时，变容控制装置的局部放大图。图4为压缩机在少缸模式运行时的原理图，通过变容机构给压缩机变容孔通入混合低压冷媒，锁止销钉，实现少缸运行，图5为压缩机少缸运行时，变容控制装置的局部放大图。

3、各个组成部分之间的连接关系、功能及其组成零件

(1)变容装置进气口

众所周知，每台压缩机都含有排气口和吸气口。本发明装置进气口的高压冷媒来自压缩机的排气管口或空调系统冷凝器的入口。本发明装置进气口的低压冷媒来自压缩机的吸气管口或空调系统蒸发器的出口。高压冷媒和低压冷媒通过变容装置内部控制机构将混合冷媒输送给压缩机的变容孔。

(2)冷量计算仪

检测变容系统的冷量，将目标冷量数据qm传给中央处理单元，中央处理单元将数据与内置的冷量阈值qn进行比较，判断压缩机是否需大冷量运行，即多缸运行。

当qm≥qn时，中央处理单元发出变容，容量增加指令。变容控制装置收到变容指令，就开启管路连通控制仪给变容孔(此孔与滑片尾部密闭腔连通)通入高压冷媒气体，使得弹性帽销钉两侧均为高压冷媒，当滑片受到侧向压力，销钉手弹簧弹力下行，直到滑片解锁，压缩机就加入一个气缸工作，实现变容。

当qm≤qn时，中央处理单元发出变容，容量减少指令。变容控制装置收到变容指令，就开启管路连通控制仪给变容孔通入低压冷媒气体，使得弹性帽销钉两侧形成压差，弹性帽销钉克服弹簧弹力上行，销钉头将滑片锁止，压缩机就减少一个气缸工作，实现变容。

(3)管路连通控制仪

管路连通控制仪是一种电子阀门，根据冷媒密度分析仪显示的数据来决定开度，该阀门可以是三通阀也可以是四通阀，作用是能向压缩机的变容孔通入冷媒密度适当的高压气体，使得弹性帽销钉刚好解锁滑片，实现多缸变容或者向压缩机的变容孔通入低压气体，使得弹性帽销钉锁止滑片，实现少缸变容。销钉中的弹性帽部分可采用高弹性和高耐磨性材料(如聚氨酯等高分子材料)，这里的弹性帽相当于隔片，形成滑片尾腔与销钉尾腔处的物理隔离，防泄漏。既能使销钉运动，又能起到密封作用，不使高压气体向低压腔泄漏，同时弹性帽销钉在正常的受力范围内，寿命不受影响。

弹性帽销钉的寿命取决于弹性材料的弹性阈值kn，弹性帽的弹性阈值范围是k1≤kn≤k2。

式中，k1为弹性帽销钉形成弹性形变并解锁滑片的最小弹力，低于这个值，销钉不能解锁滑片。k2为弹性帽销钉形成弹性形变并解锁滑片的最大弹力，大于这个值，弹性帽被撞击更严重，容易损坏。

(4)冷媒密度分析仪

对高压冷媒和低压冷媒的混合密度进行分析。

根据多缸变容需求，将中央处理单元获取的实时冷量数据qt与目标冷量阈值qm进行比较，判断到压缩机需要大冷量运行，即多缸运行，开通变容控制管路，将混合后的高压冷媒输送给压缩机的变容孔。此时，冷媒密度分析仪对高压冷媒和低压冷媒的混合密度进行分析。

而压缩机的冷量可通过冷量公式获得，冷量计算仪器根据该冷量公式来计算系统冷量实时冷量qt。冷量公式如下：

qt＝n·ρ·v(h1-h2)

式中，n为压缩机转速，ρ为通入蒸发器中的冷媒密度，v是压缩机排气量。h1为压缩机的吸气焓值，h2为蒸发器入口焓值。通过改变通入变容孔的冷媒密度、变焓差和变转速三种方式均能实现对系统冷媒流量的调节。因此，吸气密度大，系统冷量大。

(5)转速分析仪

检测压缩机内部电机的转速。由于压缩机内部环境恶劣，温度高，无法安装位置传感器或速度传感器。因此通过转速观测器来获得转速来给转速分析仪。转速观测器可采用滑膜观测器或者反电动势观测器或者参数自适应观测器等算法来获取转速。这些观测器都是对电流传感器采集到的电流进行坐标变换，然后加入算法实现电机的无传感器控制。通过冷量公式可以看出，转速大了，系统冷量也提高。

(6)变容原理

如图2所示，多缸运行时，气缸工作状态：滑片尾部密闭腔通高压冷媒，弹性帽两侧无压差，销钉受弹力作用向下运动，连同弹性帽被压紧在销钉孔底部，解锁滑片，滑片可以自由滑动，并在滑片尾部空腔高压气体作用下贴紧滚子外表面，滚子运转对气缸内气体进行压缩，气缸正常工作。

少缸运行时，气缸卸载状态：滑片尾部密闭腔通低压，弹性体两端存在压差，弹性体向上膨胀，推动销钉克服弹簧力向上运动，使销钉被压紧在滑片凹槽中，锁止滑片，滑片无法滑动，与滚子表面脱离，滚子运转不对气缸内气体产生压缩，气缸卸载。

(7)焓差分析仪

焓差分析仪对压缩机的吸气焓值与蒸发器的入口焓值进行焓差分析，在压缩机需要多缸运行时，该数据与冷媒密度参数一同传给中央控制单元，实现压缩机变容。

(8)变容控制管路仪

当中央处理单元发出需要变容信息时，开启变容控制管路。当中央处理单元发出容量增加的变容指令时，开启变容控制管路，让高压腔通入使销钉解锁滑片的混合冷媒，冷媒密度适宜，使得弹性帽销钉内的弹性体受压，且在其弹性阈值内，弹性体膨胀后解锁销钉，同时阻止高压冷媒泄压到低压腔。当中央处理单元发出容量减少的变容指令时，就开启管路连通控制仪给变容孔通入低压冷媒气体，使得弹性帽销钉两侧形成压差，弹性帽销钉恢复原状，销钉头将滑片锁止。

(9)函数发生器

该函数发生器依托于冷量公式，在中央处理单元的信号指令下，一方面对冷媒密度、焓差、转速进行函数拟合计算，一方面将反馈校正的参数传给中央处理单元，从而更好的控制压缩机在变容时的平滑过渡，确保鲁棒性好。

(10)中央处理单元

是整个装置的核心部件，具有模数转换，数据存储，算法计算等信号处理功能。能给其它模块发送指令，并维持整个压缩机变容系统的高效运转。这里的中央处理单元可以是芯片也可以是芯片与外围电路的集成模块。芯片可选ti公司生产的dsp或者st公司、microchip生产的arm等。

本发明的弹性帽销钉的弹性体不一定在销钉的下端，也可以在销钉的上端。但弹性体受到滑片的侧向挤压摩擦力，容易使其脱落损坏，可靠性变差。

也可不采用冷媒密度分析仪，直接将冷媒通入变容孔，虽然装置简单，但冷媒压力不可控，一旦冷媒密度过大，销钉压缩致裂，密封效果就差，甚至比传统销钉泄漏更多。

本文中的多缸与少缸是相对压缩机缸体数量而言的。若变容压缩机总共有3个缸，则多缸是3缸，少缸可为2缸或者1缸，视具体情况而定，也可以在大冷量时，处于少缸运行(比如压缩机有3个缸，此时运行2个缸，低冷量时则运行一个缸)，但这样的话，会浪费压缩机内部资源，导致性价比不高。

本发明还提供一种变容压缩机，其包括前任一项所述的变容压缩机的控制装置。本发明还提供一种空调器，其包括前述的变容压缩机。

本发明的变容压缩机和空调器提出一种变容压缩机内部采用销钉加第一弹性元件结构，并通过向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒、低压冷媒或混合冷媒，切换变容系统中压缩机内部气缸的数量进行冷媒流量调节，即控制第一弹性元件加销钉对滑片的解锁与锁止，销钉上下两个压力腔内冷媒隔绝，销钉泄漏少，压缩机可靠性高；通过针对第一弹性元件的弹性阈值与挤压力之间的关系作为通入变容孔中冷媒的压力值以及高低压冷媒流量，既能够驱动销钉和第一弹性元件动作而产生解锁或锁止的作用、实现变容，同时还不会使得第一弹性元件和销钉不会因为挤压力过大而被压坏或压迫、导致更大泄漏，从而在实现变容控制的同时有效地保证了冷媒不泄漏，提高变容压缩机的控制可靠性和安全性。

本发明还提供一种变容压缩机的控制方法，其使用前任一项所述的控制装置，还包括：

检测步骤，用于检测滑片对所述销钉的挤压力值的大小；

判断步骤，用于判断滑片对所述销钉的挤压力是否位于所述第一弹性元件的弹性阈值内；

控制步骤，根据判断步骤的判断结果控制向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒、低压冷媒或混合冷媒，其中高压冷媒是指从压缩机的排气口引入的冷媒、低压冷媒是指从压缩机的吸气口引入的冷媒，混合冷媒是指所述高压冷媒和低压冷媒混合后的冷媒。

本发明的变容压缩机的控制方法提出一种变容压缩机内部采用销钉加第一弹性元件结构，并通过向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒、低压冷媒或混合冷媒，切换变容系统中压缩机内部气缸的数量进行冷媒流量调节，即控制第一弹性元件加销钉对滑片的解锁与锁止，销钉上下两个压力腔内冷媒隔绝，销钉泄漏少，压缩机可靠性高；通过针对第一弹性元件的弹性阈值与挤压力之间的关系作为通入变容孔中冷媒的压力值以及高低压冷媒流量，既能够驱动销钉和第一弹性元件动作而产生解锁或锁止的作用、实现变容，同时还不会使得第一弹性元件和销钉不会因为挤压力过大而被压坏或压迫、导致更大泄漏，从而在实现变容控制的同时有效地保证了冷媒不泄漏，提高变容压缩机的控制可靠性和安全性。

优选地，

如图6，当判断步骤判断出滑片对所述销钉的挤压力位于所述第一弹性元件的弹性阈值内时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入高压冷媒，以驱动销钉运动而解锁滑片。滑片对所述销钉的挤压力位于所述第一弹性元件的弹性阈值内时、说明此时变容孔(或称滑片尾部密闭腔6)内的压力足以驱动销钉向下运动、从而对滑片进行解锁，并且在该情况下也不会对销钉加第一弹性元件进行破坏，从而能够顺利地完成解锁和变容控制，因此直接驱动销钉运动。

优选地，

参见图4-5，当判断步骤判断出滑片对所述销钉的挤压力不位于所述第一弹性元件的弹性阈值内、且所述挤压力大于所述弹性阈值时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入混合冷媒、且控制降低冷媒密度，以驱动销钉运动而解锁滑片。滑片对所述销钉的挤压力不位于所述第一弹性元件的弹性阈值内、且挤压力大于所述弹性阈值时、说明此时变容孔(或称滑片尾部密闭腔6)内的压力足以驱动销钉向下运动、从而对滑片进行解锁、但是却过大超出了弹性阈值，如果按照该压力进行驱动的话会对销钉加第一弹性元件产生破坏、从而造成冷媒泄漏，因此此时需要对变容孔内的压力进行适当降低、以降低至弹性阈值范围内再驱动销钉运动。

优选地，

参见图4-5，所述控制降低冷媒密度的方法包括降低从压缩机的排气口引入的高压冷媒的冷媒流量、和/或提高从压缩机的吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量。这是本发明的控制降低冷媒密度的优选手段，即降低压缩机排气口引入的高压冷媒的流量、和/或提高从吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量，这样便能将变容孔内通入高、低压混合的混合冷媒(混合低压)，对变容孔内的压力实现一定程度上的降低。

优选地，

参见图2-3，当判断步骤判断出滑片对所述销钉的挤压力不位于所述销钉的弹性阈值内、且所述挤压力小于弹性阈值时，控制向所述滑片尾部的变容孔内注入混合冷媒、且控制升高冷媒密度，以驱动销钉运动而解锁滑片。滑片对所述销钉的挤压力不位于所述第一弹性元件的弹性阈值内、且挤压力小于所述弹性阈值时、说明此时变容孔(或称滑片尾部密闭腔6)内的压力还不足以驱动销钉向下运动、从而对滑片进行解锁，因此此时需要对变容孔内的压力进行适当升高、以升高至弹性阈值范围内再驱动销钉运动。

优选地，

参见图2-3，所述控制升高冷媒密度包括升高从压缩机的排气口引入的高压冷媒的冷媒流量、和/或降低从压缩机的吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量。这是本发明的控制升高冷媒密度的优选手段，即升高压缩机排气口引入的高压冷媒的流量、和/或降低从吸气口引入的低压冷媒的冷媒流量，这样便能将变容孔内通入高、低压混合的混合冷媒(混合高压)，对变容孔内的压力实现一定程度上的升高。

优选地，

第一弹性元件的弹性阈值kn的范围是k1≤kn≤k2；

式中，k1为第一弹性元件形成弹性形变并解锁滑片的最小弹力；低于这个值，销钉不能解锁滑片；k2为第一弹性元件形成弹性形变并解锁滑片的最大弹力，大于这个值，弹性帽被撞击更严重，容易损坏。这是本发明的第一弹性阈值的优选范围，在该阈值范围的上下限之间能够使得销钉既能够解锁滑片、还能够防止弹性帽被损坏破坏，从而有效实现变容控制的同时不发生冷媒泄漏。

优选地，

检测步骤，还用于检测当前压缩机内气缸工作的数量对应的冷量阈值qn；

判断步骤，还用于判断目标冷量qm与冷量阈值qn之间的大小关系；

控制步骤，用于当qm＞qn时、控制压缩机的容量增加，当qm＜qn时、控制压缩机的容量减小。

本发明还通过比较判断压缩机气缸工作数量对应的冷量阈值qn和目标冷量qm之间的关系，进而控制压缩机的容量进行变容，能够使得冷量阈值低时增大压缩缸的运行数量、冷量阈值高时减小压缩缸的运行数量，将压缩机的实际制冷量最大程度地趋近于目标冷量qm，从而最终获得目标冷量，实现智能化精确化的控制。

优选地，

控制压缩机的容量增加包括增加压缩运行的压缩缸；控制压缩机的容量减小包括减少压缩运行的压缩缸。这是本发明压缩机容量改变的优选形式，即压缩机的容量增加的手段通过增加压缩运行的压缩缸来实现，压缩机的容量减小的手段通过减少压缩运行的压缩缸来实现。

优选地，

所述检测步骤，还用于检测实时的压缩机转速n，通入蒸发器中的冷媒密度ρ，压缩机排气量v，以及压缩机的吸气焓值h1，蒸发器入口焓值h2；

还包括计算步骤，用于计算实时制冷系统中蒸发器的制冷量qt，qt＝n·ρ·v(h1-h2)；

所述判断步骤，还用于判断qt和qm的大小关系，其中qm为制冷系统的目标冷量；

所述控制步骤，还用于当qt＞qm时，控制n、ρ和v中的至少一个减小；当qt＜qm时，控制n、ρ和v中的至少一个增大。

本发明还通过检测实时的压缩机转速n，通入蒸发器中的冷媒密度ρ，压缩机排气量v，以及压缩机的吸气焓值h1，蒸发器入口焓值h2，并通过qt＝n·ρ·v(h1-h2)从而计算出当前实时的蒸发器制冷量，并将实时制冷量与目标制冷量之间比较，并根据结果进行控制n、ρ和v中的至少一个进行变化，从而最终实现实时制冷量达到目标制冷量的值，实现有效反馈的同时实现智能化精确化的控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。