采用多只定频变频压缩机并联的压缩机系统及其运行方法与流程

1.本发明属于空调系统技术领域，特别是涉及一种采用多只定变频压缩机并联的压缩机系统及其运行方法。


背景技术：

2.变频压缩机因为排气量的可调节性带来了宽负荷适应性，在户式中央空调系统中获得了广泛应用。
3.但是户式中央空调系统在低负荷条件下，变频压缩机低频运行，此时由于电机效率和容积效率两个效率均出现下降，致使作为电机效率容积效率复合函数的压缩机总效率(有效压缩功/压缩机总电功)大幅下降，造成低负荷条件下空调整机系统出现低效率；通常，变频压缩机效率在50％负荷附近最高可以达到70％，对应制冷系统eer(eer是energy efficiency ratio的简称，即空调、采暖设备的能效比)达到4.5以上；而在10％负荷附近则变频压缩机效率降低到45％左右，系统eer降低到2.0以下，请参考图1。
4.从户式中央空调实际负荷率分布调查可知，请参考图2，大多数家庭中央空调负荷率在50％及以上的时间占比很低，而负荷率在30％以下的时间占比较高，这是因为家庭住宅中的卧室通常不会住满，夜间只有有人就寝的房间才会空调内机运行，无人房间和客餐厅等公共空间的空调内机都是停止运行的。
5.由此看来，提升户式中央空调系统在30％以下负荷运行时段的能效，是降低户式中央空调系统实际能耗的关键所在。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提供了一种采用多只定变频压缩机并联的压缩机系统，包括至少一定频压缩机和至少一变频压缩机，所述定频压缩机和变频压缩机的排气口分别通过一排气管并接至排气总管，所述排气管上设有单向阀；所述定频压缩机和变频压缩机的吸气口分别通过一吸气管并接至吸气总管，在运行时，通过开启不同数量的压缩机和调节所述变频压缩机频率，来连续调节所述压缩机系统的总排气量和制冷量或制热量。
7.较佳地，所述单向阀的正向导通方向与所述压缩机的排气方向相同。
8.较佳地，在制冷空调系统或热泵系统的中低负荷状态下，所述压缩机系统只运行部分压缩机。
9.较佳地，所述压缩机为输出具有脉冲特性周期特性的活塞压缩机或者转子压缩机，所述压缩机的排气口与单向阀之间接入储气罐。
10.较佳地，在相邻的两所述压缩机的缸体之间通过均油管连通，所述均油管连通在所述压缩机缸体的油位以下。
11.较佳地，在相邻的两所述压缩机的缸体之间通过均压管连通，所述均压管连通在所述压缩机缸体内的油位以上。
12.本发明还提供一种采用多只定变频压缩机并联的压缩机系统的运行方法，包括：
13.根据制冷空调系统或热泵系统的输出端现场信号反馈来决定压缩机的启动数量和所述变频压缩机的频率；
14.投入运行的压缩机排气管建立高压排气状态，顺向打开排气管路上的单向阀，高压制冷剂气体流路打通。
15.较佳地，采用多只定变频压缩机并联的压缩机系统的运行方法，还包括：处在停机状态的压缩机的排气管上的单向阀，在反向压差作用下，处在反向截止状态，阻断高压制冷剂气体通过停机状态下的压缩机反流到运行状态下的压缩机的吸气口。
16.较佳地，所述单向阀在不小于0.01mpa压差下可正向打开。
17.与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
18.①
高节能特性：本发明由于在中低负荷下空调系统或热泵系统只运行部分压缩机，而冷凝器、蒸发器的换热面积却全部征用，降低了冷凝器、蒸发器的传热温差，具有高节能特性；本发明通过多只定变频压缩机并联组合使用，在单只大功率变频压缩机低负荷低效率的能量期间内通过小功率变频压缩机的高效率，解决了单只大功率变频压缩机低频(低负荷)运行时由于电机效率和容积效率两个效率均出现下降，致使作为电机效率容积效率复合函数的压缩机总效率大幅下降，造成低负荷条件下制冷空调或热泵系统整机系统出现低效率的问题。
19.②
高可靠性：本发明投入运行的定频变频压缩机排气管建立高压排气状态，顺向打开排气管路上的单向阀，高压制冷剂气体流路打通，空调系统或热泵系统运行；停机状态压缩机排气管上单向阀进入“反向截止”，阻断制冷剂通过停机状态下压缩机反流；如果是输出具有脉冲特性周期特性的活塞压缩机或者转子压缩机，则可在压缩机排气口与单向阀之间接入一个储气罐作为缓冲器，改善流过单向阀制冷剂气体的连续性和稳定性，所以这种多只定频变频压缩机并联使用以满足变负荷方法具有高可靠性。
20.③
宽负荷适应性：本发明通过改变定频变频压缩机的投入运行数量和变频压缩机的频率，实现压缩机组总排气量和制冷空调系统制冷量或热泵系统制热量的连续调节以满足变负荷要求，具有宽负荷适应性；
21.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
23.图1为采用单只大功率变频压缩机的制冷空调系统(热泵系统)在不同负荷下的eer；
24.图2为单只大功率变频压缩机不同负荷下的能效曲线；
25.图3为本发明优选实施例1提供的一种采用1只变频压缩机和2只定频压缩机并联的压缩机系统的结构示意图；
26.图4为本发明优选实施例1提供的一种采用1只变频压缩机和2只定频压缩机并联压缩机系统的单制冷系统变负荷空调(热泵)系统的结构示意图；
27.图5为本发明优选实施例1提供的一种采用1只变频压缩机和2只定频压缩机并联压缩机系统的单制冷系统变负荷空调(热泵)系统的能量输出示意图；
28.图6为本发明优选实施例1提供的一种采用1只变频压缩机和2只定频压缩机并联的压缩机系统的单制冷系统变负荷空调(热泵)系统的能效曲线；
29.图7为本发明优选实施例2提供的一种采用多只定变频压缩机并联的压缩机系统的均油系统示意图。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
31.实施例1
32.请参考图3和图4，本实施例提供一种采用多只定变频压缩机并联的压缩机系统，用于单系统变负荷空调系统或热泵系统。在一套变负荷空调系统或热泵系统中，采用多只定频变频压缩机并联作为制冷剂回路的循环动力，这多只定频变频压缩机包括至少一定频压缩机4和至少一变频压缩机5，所述定频压缩机4和变频压缩机5的排气口分别通过一排气管并接至排气总管1，所述排气管上设有单向阀2；所述定频压缩机4和变频压缩机5的吸气口分别通过一吸气管并接至吸气总管3，在运行时，通过开启不同数量的压缩机和调节所述变频压缩机5频率，来调节压缩机系统的总排气量，来满足不同工况的不同制冷(制热)负荷需求；通过设置在压缩机排气管上的单向阀2来阻断处在停机状态下压缩机的制冷剂反流。
33.本实施例还提供一种采用多只定变频压缩机并联的压缩机系统的运行方法，包括：
34.根据空调系统或热泵系统输出端现场信号反馈来决定压缩机的启动数量和所述变频压缩机5的频率；
35.投入运行的压缩机排气管建立高压排气状态，顺向打开排气管路上的单向阀2，高压制冷剂气体流路打通；
36.处在停机状态的压缩机的排气管上的单向阀2，在反向压差作用下，阻断高压制冷剂气体通过停机状态下的压缩机反流到运行状态下的压缩机的吸气口。
37.本实施例在压缩机的排气管上增设了一个单向阀2，防止在该压缩机停运而其它并行压缩机仍在运行期间冷凝器高压气体穿越压缩机反向流动到低压侧产生“制冷剂短路”；单向阀2安装在排气管上，由于压缩机排气具有高压力、高密度、低体积流量、低流动阻力的特性，单向阀2只消耗0.01mpa压差即可正向打开，开阀的能量损失可以忽略不计；由于在中低负荷下空调系统只运行部分压缩机，而冷凝器蒸发器的换热面积却全部征用，降低了冷凝器蒸发器的传热温差，提高了蒸发压力降低了冷凝压力提高了空调系统的能效，具有高节能运行特性。
38.本实施例提供一种采用多只定变频压缩机并联的压缩机系统，以两只定频压缩机4和一只变频压缩机5并联为例，在一套变负荷制冷系统中运行时：
39.请参考图5和图6，假设这三只压缩机的能力都是相等的，在标准工况下，一个压缩
机的制冷(制热)功率是q，对应压缩机电机功率是1.0p，根据制冷空调系统(热泵系统)的负荷要求，如果需要压缩机系统的功率小于1.0p，那么只需要启动一只变频压缩机5，变频压缩机5的电机功率在0至1.0p之间是可调节的，且变频压缩机5的电机功率在0.5p左右时，能效最高。如果需要压缩机系统的电机功率在1.0p至2.0p之间，那么需要开一只定频压缩机4和一只变频压缩机5。如果需要压缩机系统的功率在2.0p至3.0p之间，那么需要开两只定频压缩机4和一只变频压缩机5。
40.实施例2
41.本实例是在实施例1的基础上做了进一步改进。在本实施例中，考虑到由于各个压缩机回油条件的差异性所造成的各个压缩机底部油箱的冷冻油油位出现差异，运行一段时间后这种油位累积差异很明显，甚至造成某只压缩机失油过多以致影响运动部件润滑导致压缩机安全性问题，请参考图7，本实施例在相邻压缩机的缸体的中下部之间通过均压管6连通，所述均压管6位于所述压缩机缸体内的油位以上，目的是连通平衡压缩机回气腔的压力；在相邻压缩机的缸体的底部之间通过均油管7连通，所述均油管7连通在所述压缩机缸体的油位以下，目的是连通平衡压缩机之间的冷冻油油位，防止某只压缩机因失油过多而影响运动部件润滑带来压缩机安全性问题。
42.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。