一种压缩机组件、空调器和控制方法与流程

本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机组件、空调器和控制方法。

背景技术：

转子压缩机在轻负荷低频运行时，由于制冷/制热负荷小，容易导致蒸发器蒸发不完全的情况，从蒸发器出来的制冷剂为气液两相状态，当气液混合制冷剂进入压缩机气缸中容易导致液击，液击对压缩机的危害非常大：一是使压缩机功率增大，容易造成磨损，对压缩机可靠性非常不利，二是可能导致滚子与滑片脱离，造成滑片与滚子撞击形成异常噪声并且空调包棉也无法减弱，严重影响空调噪音品质，三是滚子与滑片脱离会导致严重的内泄漏，使压缩机制冷量大大降低。

转子压缩机气液分离器主要作用是将液相和气相制冷剂分离开，防止压缩机工作过程中吸气带液，产生液击，造成压缩机泵体零件损坏。但从大量实验表明，当帯液量较大时，分液器无法完全进行气液分离，存在液击风险。如何解决转子压缩机吸气帯液，是提高转子压缩机性能和可靠性的重点难题。

由于现有技术中的压缩机存在吸气帯液，导致压缩机存在液击等技术问题，因此本发明研究设计出一种压缩机组件、空调器和控制方法。

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存在吸气帯液，导致易发生液击风险的缺陷，从而提供一种压缩机组件、空调器和控制方法。

本发明提供一种压缩机组件，其包括：

压缩机壳体和气液分离器，所述气液分离器通过第一进管连通外部进气、通过所述第一出管与所述压缩机壳体内部连通；

还包括混合换热腔，所述混合换热腔设置在所述压缩机壳体的外部且能与所述压缩机壳体进行换热，且所述混合换热腔通过第二进管能与所述第一进管连通、以从所述第一进管中吸入流体，通过第二出管能与所述气液分离器或与所述第一出管连通、以将所述混合换热腔中的流体导至所述气液分离器中或所述第一出管中。

优选地，

所述混合换热腔为由环形筒状壳体围成的腔体结构，且所述环形筒状壳体焊接设置在所述压缩机壳体的外周。

优选地，

所述压缩机壳体内部设置有电机组件，且所述混合换热腔与所述电机组件的位置对应设置。

优选地，

所述混合换热腔上还设置有加热部件。

优选地，

所述加热部件为电阻加热部件；和/或，当所述混合换热腔为由环形筒状壳体围成的腔体结构时，所述加热部件设置在所述环形筒状壳体的内壁或外壁。

优选地，

所述第二进管上还设置有控制阀，和/或，所述第二出管上设置有仅能允许流体从所述混合换热腔朝所述气液分离器或朝所述第一出管中流动的单向流通阀。

优选地，

所述压缩机壳体的排气口处还连接有排气管，且在所述排气管上设置有压力传感器和温度传感器；所述压缩机组件还包括控制器，所述压力传感器和温度传感器分别与所述控制器电连接，所述控制器还与所述控制阀电连接。

本发明还提供一种空调器，其包括前任一项所述的压缩机组件。

本发明还提供一种压缩机组件的控制方法，其使用前任一项所述的压缩机组件，根据压缩机的排气过热度控制所述混合换热腔是否进入流体进行换热，提高压缩机的吸气过热度。

优选地，

当所述第二进管上还设置有控制阀，所述压缩机壳体上还具有排气管，且在所述排气管处设置有压力传感器和温度传感器；所述压缩机组件还包括控制器，所述压力传感器和温度传感器分别与所述控制器电连接，所述控制器还与所述控制阀电连接时：

且当检测计算出的排气过热度小于设定值时，所述控制器控制所述控制阀打开、流体从所述第一进管经由所述第二进管进入所述混合换热腔中；

且当检测计算出的排气过热度大于设定值时，所述控制器控制所述控制阀关闭、流体不能从所述第一进管经由所述第二进管进入所述混合换热腔中。

优选地，

当所述混合换热腔上还设置有加热部件时，且当检测计算出的排气过热度小于设定值时，所述控制器还控制所述加热部件打开；当检测计算出的排气过热度大于设定值时，所述控制器还控制所述加热部件关闭。

本发明提供的一种压缩机组件、空调器和控制方法具有如下有益效果：

1.本发明通过在压缩机壳体外部设置能与压缩机壳体进行换热的混合换热腔，且将混合换热腔通过第二进管与气液分离器的第一进管连通，有效使得在进入气液分离器之前的冷媒进入混合换热腔中被进行加热，使得加热后的冷媒再通过第二出管导入至压缩机壳体中进行压缩，这样能够有效地提高压缩机的吸气过热度，有效地防止了压缩机吸气带液的情况，防止了液击，保障压缩机运行的可靠性和安全性；并且还能有效防止滑片与滚子脱离而产生的机械噪声，还有效地防止了由于滑片脱离造成了冷媒泄漏的情况，保证压缩机正常的制冷量和制冷效果；

2.本发明还通过混合换热腔上还设置有加热部件的结构形式，在利用压缩机壳体本身的热量对冷媒进行加热的基础上，进一步有效地增强了对冷媒的加热效果，提高其吸气过热度，进一步防止了压缩机吸气带液、避免了液击；并且本发明还通过控制阀、单向阀以及设置在压缩机排气管处的温度传感器和压力传感器，能够有效地检测出排气过热度，进而通过排气过热度反馈出吸气过热度的大小来控制是否对进入气液分离器之前的冷媒进行加热，而在有液击风险时控制冷媒自动进入混合换热腔中被加热、避免发生吸气带液，而在无液击风险时控制进入混合换热腔中的冷媒的通道关闭，保证压缩机正常工作和运行，实现智能化控制。

附图说明

图1是本发明的压缩机组件的整体剖视结构图；

图2是图1中的a-a剖面结构示意图；

图3是具有本发明的压缩机组件的空调系统的结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、第二出管；2、单向流通阀；3、气液分离器；31、第一进管；32、第一出管；4、加热部件；5、混合换热腔；51、环形筒状壳体；6、第二进管；7、控制阀；8、上盖组件；9、压缩机壳体；91、排气管；10、定子组件；11、转子组件；100、电机组件；12、消音器；13、上法兰组件；14、气缸；15、滚子；16、下法兰；17、曲轴；18、下盖；19、安装板；20、温度传感器；21、压力传感器。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明提供一种压缩机组件，其包括：

压缩机壳体9和气液分离器3，所述气液分离器3通过第一进管31连通外部进气、通过所述第一出管32与所述压缩机壳体9内部连通；

还包括混合换热腔5，所述混合换热腔5设置在所述压缩机壳体9的外部且能与所述压缩机壳体9进行换热，且所述混合换热腔5通过第二进管6能与所述第一进管31连通、以从所述第一进管31中吸入流体，通过第二出管1能与所述气液分离器3或与所述第一出管32连通、以将所述混合换热腔5中的流体导至所述气液分离器3中或所述第一出管32中。

本发明通过在压缩机壳体外部设置能与压缩机壳体进行换热的混合换热腔，且将混合换热腔通过第二进管与气液分离器的第一进管连通，有效使得在进入气液分离器之前的冷媒进入混合换热腔中被进行加热，使得加热后的冷媒再通过第二出管导入至压缩机壳体中进行压缩，这样能够有效地提高压缩机的吸气过热度，有效地防止了压缩机吸气带液的情况，防止了液击，保障压缩机运行的可靠性和安全性；并且还能有效防止滑片与滚子脱离而产生的机械噪声，还有效地防止了由于滑片脱离造成了冷媒泄漏的情况，保证压缩机正常的制冷量和制冷效果。

本发明在于发明一种转子压缩机及其空调系统如图3所示，在压缩机壳体组件电机对应装配位置创新设计混合换热腔。通过监测压缩机排气过热度，当排气过热度小于设定值时，电动阀(控制阀7)打开，通过控制电动阀阀芯开度大小控制制冷剂流量(压缩机吸气过热度低时吸气带液比较严重，此时压缩机的排气过热度也会降低。而且压缩机工作时存在吸气回流现象，一般压缩机的吸气过热度比较难监控，所以通过监控排气过热度可以间接的反映出吸气过热度，)；制冷剂从上筒体连接管(第二进管6)可以进入混合换热腔体，(此处制冷剂为吸气管分流出来的因此为吸气制冷剂)混合换热腔内设计有电阻加热器(加热部件4)，当排气过热度小于设定值时可以对混合换热腔体进行加热，提高混合换热腔体温度，同时压缩机运行时电机散发的热量也会被混合换热腔体吸收，进一步提高混合换热腔体温度，制冷剂气体在混合换热腔内吸收热量提高吸气过热度，过热后的制冷剂气体通过中间筒体连接管进入分液器腔体，与分液器吸气管进入的制冷剂在分液器腔体内进行混合、换热，提高压缩机泵体吸入制冷剂的吸气过热度。根据制冷循环原理，吸气过热度增大后，排气温度升高，当排气过热度大于设定值后，电动阀关闭、电阻加热器停止加热，如此循环使吸气自平衡并具有一定过热度，降低压缩机液击的风险，进而防止滑片与滚子脱离产生机械噪声，提高压缩机性能和可靠性。

优选地，

所述混合换热腔5为由环形筒状壳体51围成的腔体结构，且所述环形筒状壳体焊接设置在所述压缩机壳体9的外周。这是本发明的混合换热腔的优选成型结构形式，通过环形筒状壳体而焊接设置在压缩机壳体的外周(即套设在压缩机壳体外周)，能够有效地在与压缩机壳体的外壁之间形成密封的混合换热腔，从而有利于冷媒进入其中而被进行加热，并且有效地将其导出。

混合换热腔5与压缩机的压缩机壳体9通过焊接的方式进行连接，混合换热腔5包括上筒体连接管(第二进管6)、中间筒体连接管(第二出管1)和电阻加热器(加热部件4)，在上筒体连接管上设计电动阀(控制阀7)，中间筒体连接管上设计单向流通阀2，气体仅能从混合换热腔流入分液器不能回流，筒体连接管与各零部件的连接均采用焊接的方式，加热部件4通过电源引线与空调控制板连接。

优选地，

所述压缩机壳体9内部设置有电机组件100，且所述混合换热腔5与所述电机组件100的位置对应设置。通过将混合换热腔设置于与电机组件相对的位置，由于电机组件工作时相对发热量较大，因此设置在此位置能够使得冷媒吸收更多的热量，并且用于对电机组件进行降温散热，进一步提高吸气过热度。

优选地，

所述混合换热腔5上还设置有加热部件4。本发明还通过混合换热腔上还设置有加热部件的结构形式，在利用压缩机壳体本身的热量对冷媒进行加热的基础上，进一步有效地增强了对冷媒的加热效果，提高其吸气过热度，进一步防止了压缩机吸气带液、避免了液击。

优选地，

所述加热部件4为电阻加热部件；和/或，当所述混合换热腔5为由环形筒状壳体围成的腔体结构时，所述加热部件4设置在所述环形筒状壳体的内壁或外壁。这是本发明的加热部件的优选结构形式，以及加热部件的优选设置位置，将其设置在环形筒状壳体的内壁或外壁均能起到加热冷媒的作用，且优选设置在内壁，使其直接与冷媒接触，提高加热效果。

优选地，

所述第二进管6上还设置有控制阀7(优选电动阀)，和/或，所述第二出管1上设置有仅能允许流体从所述混合换热腔5朝所述气液分离器3或朝所述第一出管32中流动的单向流通阀2。通过控制阀、单向阀以及设置在压缩机排气管处的温度传感器和压力传感器，能够有效地检测出排气过热度，进而通过排气过热度反馈出吸气过热度的大小来控制是否对进入气液分离器之前的冷媒进行加热，而在有液击风险时控制冷媒自动进入混合换热腔中被加热、避免发生吸气带液，而在无液击风险时控制进入混合换热腔中的冷媒的通道关闭，保证压缩机正常工作和运行，实现智能化控制。

特定吸气加热压缩机最终构成如图2所示的混合、换热和分液腔体结构，压缩机壳体组件和混合换热腔外壳体构成混合换热腔，混合换热腔和分液器腔体通过中间筒体连接管相连通，在中间筒体连接管上设计单向流通阀，仅允许制冷剂气体从混合换热腔流入分液器腔体，不允许制冷剂回流。

从电动阀处进入混和换热腔内的制冷剂，以铜管连接，铜管直径为φ4-φ8，根据排量大小确定，并随着排量增大，管径增大。

优选地，

所述压缩机壳体9上还具有排气管91，且在所述排气管91处设置有压力传感器21和温度传感器20；所述压缩机组件还包括控制器，所述压力传感器21和温度传感器20分别与所述控制器电连接，所述控制器还与所述控制阀7电连接。通过控制阀、单向阀以及设置在压缩机排气管处的温度传感器和压力传感器，能够有效地检测出排气过热度，进而通过排气过热度反馈出吸气过热度的大小来控制是否对进入气液分离器之前的冷媒进行加热，而在有液击风险时控制冷媒自动进入混合换热腔中被加热、避免发生吸气带液，而在无液击风险时控制进入混合换热腔中的冷媒的通道关闭，保证压缩机正常工作和运行，实现智能化控制。

本发明还提供一种空调器，其包括前任一项所述的压缩机组件。本发明通过在压缩机壳体外部设置能与压缩机壳体进行换热的混合换热腔，且将混合换热腔通过第二进管与气液分离器的第一进管连通，有效使得在进入气液分离器之前的冷媒进入混合换热腔中被进行加热，使得加热后的冷媒再通过第二出管导入至压缩机壳体中进行压缩，这样能够有效地提高压缩机的吸气过热度，有效地防止了压缩机吸气带液的情况，防止了液击，保障压缩机运行的可靠性和安全性；并且还能有效防止滑片与滚子脱离而产生的机械噪声，还有效地防止了由于滑片脱离造成了冷媒泄漏的情况，保证压缩机正常的制冷量和制冷效果。

本发明还提供一种压缩机组件的控制方法，其使用前任一项所述的压缩机组件，根据压缩机的排气过热度控制所述混合换热腔是否进入流体进行换热，提高压缩机的吸气过热度。本发明通过排气过热度反馈出吸气过热度的大小来控制是否对进入气液分离器之前的冷媒进行加热，而在有液击风险时控制冷媒自动进入混合换热腔中被加热、避免发生吸气带液，而在无液击风险时控制进入混合换热腔中的冷媒的通道关闭，保证压缩机正常工作和运行，实现智能化控制。

优选地，

当所述第二进管6上还设置有控制阀7，所述压缩机壳体的排气口处还连接有排气管，且在所述排气管上设置有压力传感器和温度传感器；所述压缩机组件还包括控制器，所述压力传感器和温度传感器分别与所述控制器电连接，所述控制器还与所述控制阀7电连接时：

且当检测计算出的排气过热度小于设定值时，所述控制器控制所述控制阀打开、流体从所述第一进管经由所述第二进管进入所述混合换热腔中；

且当检测计算出的排气过热度大于设定值时，所述控制器控制所述控制阀关闭、流体不能从所述第一进管经由所述第二进管进入所述混合换热腔中。

本发明通过检测并计算出的排气过热度与设定值之间的关系而控制控制阀的打开与关闭，能够实现在排气过热度大时不开启混合换热腔的流道，过热度小时开启混合换热腔的流道，压缩机吸气过热度低时吸气带液比较严重，此时压缩机的排气过热度也会降低，而且压缩机工作时存在吸气回流现象，一般压缩机的吸气过热度比较难监控，所以通过监控排气过热度可以间接的反映出吸气过热度，进而对混合换热腔形成有效且智能的控制，提高吸气过热度的目的，防止吸气带液。

优选地，

当所述混合换热腔5上还设置有加热部件4时，且当检测计算出的排气过热度小于设定值时，所述控制器还控制所述加热部件打开；当检测计算出的排气过热度大于设定值时，所述控制器还控制所述加热部件关闭。这是本发明的进一步优选控制方法，能够通过加热部件的结构、在需要提高吸气过热度时打开加热部件，在不需要提高吸气过热度时关闭加热部件，实现智能提高吸气过热度的目的。

本发明的具体实施原理如下：

泵体组件制冷剂流路示意图见图3，正常情况下，电动阀为关闭状态，从蒸发器出来低温低压的制冷剂蒸气通过分液器分液后进入泵体吸入口，然后通过气缸吸入口进入气缸进行压缩、排气，高温高压的气态制冷剂经过冷凝器冷凝、节流阀节流，蒸发器蒸发后完成制冷循环。在压缩机排气管处设置压力传感器和温度传感器，当排气过热度(即排气温度与排气压力对应的饱和温度的差值)小于设定值时(即排气过热度较小，存在吸气帯液的可能)：①反馈信号至变频驱动器，变频驱动器再将信号反馈给电动阀和电阻加热器，电动阀打开、电阻加热器加热，一部分气液混合制冷剂从上筒体连接管进入混合换热腔，吸收混合换热腔中电阻加热器辐射出的热量，使气液两相状态的制冷剂气化，使之具有一定的过热度；②另一方面压缩机在运行过程中，电机始终在发热，因此在混合换热腔中的气液混合制冷剂气体还可以吸收电机辐射的热量，进一步提高混合换热腔中制冷剂干度，使制冷剂具有更高的过热度；

③混合换热腔中具有一定过热度的制冷剂气体通过中间筒体连接管进入分液器腔体，与分液器吸气直管进来的制冷剂在分液器腔体中进行混合、换热，提高进入压缩机泵体制冷剂的干度和过热度；④分液器腔体中具有一定过热度的制冷剂蒸气通过分液器吸气口、气缸吸入口进入气缸进行压缩，排气，完成制冷循环。

所述电动阀可以通过调节阀芯大小，控制进入上筒体连接管中制冷剂流量，进而控制混合换热腔和分液器腔体中制冷剂过热度，吸气过热度提高后，通过制冷循环原理可知，压缩机排气温度会升高，进而提高压缩机排气过热度，当排气过热度大于设定值之后，电动阀关闭、电阻加热器停止加热，如此循环，最终达到自平衡。

在正常情况下，由于电动阀、电阻加热器为关闭状态，混合换热腔与分液器腔体通过中间筒体连接管连接，当电动阀关闭时，分液器腔体中的制冷剂气体会回流到混合换热腔中，降低压缩机制冷量，为防止这种不利现象，在中间筒体连接管中设置单向阀，只允许冷媒从混合换热腔流入分液器腔体，不允许倒流。

综上，通过电动阀自动调节及在压缩机壳体组件上设置混合换热腔，并在混合换热腔中设置电阻加热器，使吸气自平衡，并吸气过热度具有一定过热度，降低压缩机液击的风险，进而防止滑片与滚子脱离，提高压缩机性能和可靠性。

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。