本發(fā)明涉及空調(diào)器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種空調(diào)器。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)中,空氣源熱泵的制熱能力隨室外環(huán)境溫度下降迅速衰減,使得空氣源熱泵的制熱性能系數(shù)(COP)相應(yīng)衰減,導(dǎo)致熱泵型空調(diào)制熱舒適性和運行經(jīng)濟性隨環(huán)境溫度下降而下降,甚至?xí)霈F(xiàn)制熱舒適性不能滿足用戶需求需要開啟輔助電加熱,此時的空氣源熱泵的COP將大幅下降,即現(xiàn)有技術(shù)中的空調(diào)器存在制熱量差的問題?,F(xiàn)有低溫型空氣源熱泵產(chǎn)品采用準(zhǔn)二級或雙級壓縮補氣增焓技術(shù)以提高制熱量,雖然COP有一定的提升,但因設(shè)計時固定了準(zhǔn)二級補氣口的位置或雙級壓縮高低壓級容積比。因此,現(xiàn)有補氣增焓技術(shù)僅在設(shè)計工況下獲得較優(yōu)的COP,而低溫型空氣源熱泵運行溫度范圍較寬,導(dǎo)致空氣源熱泵在全工況運行時COP難以達(dá)到最佳的效果。
現(xiàn)有技術(shù)中,由于第二氣缸和第一氣缸的容積比為定值,因此同樣存在偏離設(shè)計工況時制熱COP難以達(dá)到最佳效果的問題。且當(dāng)?shù)诙飧诪榉菈嚎s模式時仍然存在滾子與上、下法蘭和氣缸壁之間的滑動摩擦損失,導(dǎo)致壓縮機效率相比單級壓縮機有所下降。另外,現(xiàn)有技術(shù)中的變?nèi)菘刂平Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,降低了空調(diào)器系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。現(xiàn)有技術(shù)中壓縮機還存在因潤滑油分配不均空調(diào)器容易產(chǎn)生可靠性的問題,且造價成本高、占用空間大等缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的在于提供一種空調(diào)器,包括相連通的壓縮機、第一換熱器、補氣過冷裝置、第二換熱器、氣液分離器;其中,壓縮機包括泵體結(jié)構(gòu),泵體結(jié)構(gòu)包括多個氣缸,多個氣缸中的至少一個包括主工作腔,多個氣缸中的至少一個包括輔助工作腔,主工作腔和輔助工作腔均具有吸氣口和排氣口;輔助工作腔的吸氣口可選擇地與氣液分離器或補氣過冷裝置相連通,輔助工作腔的排氣口可選擇地與第一換熱器或補氣過冷裝置相連通。
進一步地,連通輔助工作腔的排氣口和補氣過冷裝置的管路上設(shè)置有第一閥門。
進一步地,連通輔助工作腔的吸氣口和補氣過冷裝置的管路上設(shè)置有第二閥門。
進一步地,連通輔助工作腔的排氣口和第一換熱器的管路上設(shè)置有第三閥門。
進一步地,連通輔助工作腔的吸氣口和氣液分離器的管路上設(shè)置有第四閥門。
進一步地,多個氣缸包括:第一氣缸,第一氣缸包括第一滑片和第二滑片,第一滑片和第二滑片將第一氣缸的內(nèi)腔分隔成第一工作腔和第二工作腔,第二工作腔形成輔助工作腔。
進一步地,第一工作腔具有第一吸氣口和第一排氣口,第一吸氣口與補氣過冷裝置相連通,第一排氣口與第一換熱器相連通,第二工作腔具有第二吸氣口和第二排氣口,第二排氣口與第一換熱器或第一吸氣口相連通,第二吸氣口可選擇地與補氣過冷裝置或氣液分離器相連通。
進一步地,多個氣缸還包括:第二氣缸,位于第一氣缸的下方,第二氣缸具有第三工作腔,第三工作腔具有第三吸氣口和第三排氣口,第三吸氣口與氣液分離器相連通,第三排氣口與第一吸氣口相連通,其中,第三工作腔為主工作腔。
進一步地,多個氣缸沿豎直方向設(shè)置,各氣缸均具有一個工作腔,工作腔為主工作腔或為輔助工作腔。
進一步地,多個氣缸包括第三氣缸和第四氣缸,第三氣缸具有第四工作腔,第四工作腔具有第四吸氣口和第四排氣口,第四氣缸具有第五工作腔,第五工作腔具有第五吸氣口和第五排氣口,第四吸氣口與第二換熱器相連通,第四排氣口與第五吸氣口相連通,第五排氣口與第一換熱器相連通,其中,第四工作腔為主工作腔。
進一步地,多個氣缸還包括第五氣缸,第五氣缸具有第六工作腔,第六工作腔具有第六吸氣口和第六排氣口,第六吸氣口可選擇地與第二換熱器或補氣過冷裝置相連通,第六排氣口可選擇地與第五吸氣口或第一換熱器相連通,其中,第六工作腔為輔助工作腔。
進一步地,補氣過冷裝置包括:閃發(fā)器,閃發(fā)器的進液管路與第一換熱器的出口端相連通,閃發(fā)器的出液管路與第二換熱器的進口端相連通,閃發(fā)器的出氣口與輔助工作腔的吸氣口相連通。
進一步地,連通閃發(fā)器的出氣口與輔助工作腔的吸氣口的管路上設(shè)置有第六閥門。
進一步地,補氣過冷裝置的進口端與第一換熱器的出口端相連通,補氣過冷裝置的出口端與第二換熱器的進口端相連通,補氣過冷裝置還包括輔路,輔路的一端與第一換熱器的出口端相連通,輔路的另一端與輔助工作腔的吸氣口相連通,輔路上設(shè)置有節(jié)流裝置。
進一步地,第二工作腔的容積與第三工作腔的容積比為Q1,其中,0.1≤Q1≤0.4。
進一步地,第一工作腔的容積與第三工作腔的容積比為Q2,其中,0.6≤Q2≤0.75。
進一步地,第六工作腔的容積與第四工作腔的容積比為Q3,其中,0.1≤Q3≤0.4。
進一步地,第五工作腔的容積與第四工作腔的容積比為Q4,其中,0.6≤Q4≤0.75。
進一步地,輔助工作腔的排氣口在壓縮機的殼體外可選擇地與第一換熱器或補氣過冷裝置相連通。
應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案,空調(diào)器包括相連通的壓縮機、第一換熱器、補氣過冷裝置、第二換熱器、氣液分離器。其中,壓縮機包括泵體結(jié)構(gòu),泵體結(jié)構(gòu)包括多個氣缸,多個氣缸中的至少一個包括主工作腔,多個氣缸中的至少一個包括輔助工作腔,主工作腔和輔助工作腔均具有吸氣口和排氣口。輔助工作腔的吸氣口可選擇地與氣液分離器或補氣過冷裝置相連通,輔助工作腔的排氣口可選擇地與第一換熱器或補氣過冷裝置相連通。這樣設(shè)置使得能夠根據(jù)空調(diào)器的具體運行工況,輔助工作腔的吸氣口可選擇地與氣液分離器或補氣過冷裝置相連通,輔助工作腔的排氣口可選擇與第一換熱器或補氣過冷裝置相連通,有效地提高空調(diào)器運行時的季節(jié)性能系數(shù),同時提高了空調(diào)器的制熱量。
附圖說明
構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解,本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器的第一種壓縮機氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器的第二種壓縮機氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器的第三種壓縮機氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器的第一種控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器的第二種控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器的第一種壓縮機氣缸連接結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器的第二種壓縮機氣缸連接結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器的第三種壓縮機氣缸連接結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器的第四種壓縮機氣缸連接結(jié)構(gòu)示意圖;以及
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器的第五種壓縮機氣缸連接結(jié)構(gòu)示意圖。
其中,上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
10、壓縮機;11、第一氣缸;12、第一滑片;13、第二滑片;14、第二氣缸;15、第三氣缸;16、第四氣缸;17、第五氣缸;20、第一換熱器;30、補氣過冷裝置;31、輔路;32、閃發(fā)器;40、第二換熱器;50、管路;51、主路;52、支路;53、支路;531、支路;532、支路;54、支路;55、支路;60、氣液分離器;71、第一閥門;72、第二閥門;73、第三閥門;74、第四閥門;75、節(jié)流裝置;76、第六閥門;77、節(jié)流裝置;78、節(jié)流裝置。
具體實施方式
需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
需要注意的是,這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式,而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的,除非上下文另外明確指出,否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式,此外,還應(yīng)當(dāng)理解的是,當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時,其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
需要說明的是,本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的術(shù)語在適當(dāng)情況下可以互換,以便這里描述的本申請的實施方式例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外,術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形,意圖在于覆蓋不排他的包含,例如,包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元,而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
為了便于描述,在這里可以使用空間相對術(shù)語,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是,空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附圖中的器件被倒置,則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而,示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位),并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。
現(xiàn)在,將參照附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本申請的示例性實施方式。然而,這些示例性實施方式可以由多種不同的形式來實施,并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是,提供這些實施方式是為了使得本申請的公開徹底且完整,并且將這些示例性實施方式的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員,在附圖中,為了清楚起見,有可能擴大了層和區(qū)域的厚度,并且使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的器件,因而將省略對它們的描述。
結(jié)合圖1至圖10所示,根據(jù)本發(fā)明的實施例,提供了一種空調(diào)器。
具體地,空調(diào)器包括相連通的壓縮機10、第一換熱器20、補氣過冷裝置30、第二換熱器40、氣液分離器60。其中,壓縮機10包括泵體結(jié)構(gòu),泵體結(jié)構(gòu)包括多個氣缸,多個氣缸中的至少一個包括主工作腔,多個氣缸中的至少一個包括輔助工作腔,主工作腔和輔助工作腔均具有吸氣口和排氣口。輔助工作腔的吸氣口可選擇地與氣液分離器60或補氣過冷裝置30相連通,輔助工作腔的排氣口可選擇地與第一換熱器20或補氣過冷裝置30相連通。
在本實施例中,這樣設(shè)置使得能夠根據(jù)空調(diào)器的具體運行工況,輔助工作腔的吸氣口可選擇地與氣液分離器或補氣過冷裝置相連通,輔助工作腔的排氣口可選擇與第一換熱器或補氣過冷裝置相連通,有效地提高空調(diào)器運行時的季節(jié)性能系數(shù),同時提高了空調(diào)器的制熱量。
為了進一步地實現(xiàn)輔助工作腔的排氣口和吸氣口能夠?qū)崿F(xiàn)可切換即可選擇,分別在連通輔助工作腔的排氣口和補氣過冷裝置30的管路上設(shè)置有第一閥門71。在連通輔助工作腔的吸氣口和補氣過冷裝置30的管路上設(shè)置有第二閥門72。在連通輔助工作腔的排氣口和第一換熱器20的管路上設(shè)置有第三閥門73。連通輔助工作腔的吸氣口和氣液分離器60的管路上設(shè)置有第四閥門74。這樣設(shè)置使得可以根據(jù)壓縮機的具體運行工況控制相應(yīng)管路上的閥門以改變壓縮機的吸氣口和排氣口的連通方式,有效地提高了壓縮機的壓縮性能。優(yōu)選地,輔助工作腔的排氣口在壓縮機10的殼體外可選擇地與第一換熱器20或補氣過冷裝置30相連通。
多個氣缸包括第一氣缸11。第一氣缸11內(nèi)形成有相互隔離的多個工作腔(如圖1中A和B所示),各工作腔均具有吸氣口(如圖1中吸氣口121、吸氣口131所示,滾子132設(shè)置于氣缸內(nèi))及排氣口(圖中未示出)。這樣設(shè)置能夠有效地簡化了氣缸的結(jié)構(gòu),提高了壓縮機運行的可靠性。
其中,壓縮機的泵體結(jié)構(gòu)包括第一氣缸11。第一氣缸11包括第一滑片12和第二滑片13,第一滑片12和第二滑片13將第一氣缸11的內(nèi)腔分隔成第一工作腔和第二工作腔,第二工作腔形成輔助工作腔。第一工作腔具有第一吸氣口和第一排氣口,第一吸氣口與補氣過冷裝置30相連通,第一排氣口與第一換熱器20相連通,第二工作腔具有第二吸氣口和第二排氣口,第二排氣口可選擇地與第一換熱器20或第一吸氣口相連通,第二吸氣口可選擇地與補氣過冷裝置30或氣液分離器60相連通。這樣設(shè)置使得能夠根據(jù)空調(diào)器的具體運行工況,輔助工作腔的吸氣口可選擇地與氣液分離器或補氣過冷裝置相連通,輔助工作腔的排氣口可選擇與第一換熱器或補氣過冷裝置相連通,有效地提高空調(diào)器運行時的季節(jié)性能系數(shù),同時提高了空調(diào)器的制熱量。
多個氣缸還包括第二氣缸14。第二氣缸14位于第一氣缸11的下方,第二氣缸14具有第三工作腔,第三工作腔具有第三吸氣口和第三排氣口,第三吸氣口與氣液分離器60相連通,第三排氣口與第一吸氣口相連通,其中,第三工作腔為主工作腔。這樣設(shè)置能夠使得當(dāng)?shù)谝粴飧?1處于正常壓縮狀態(tài)時第二氣缸14同樣處于正常的壓縮狀態(tài),有效地避免了現(xiàn)有技術(shù)中因多個氣缸疊置其中一個氣缸正常壓縮時其他氣缸不能實現(xiàn)正常壓縮模式,造成壓縮摩擦損失,降低壓縮機以及空調(diào)器的制熱量的問題。
如圖3所示,本實施例中的泵體結(jié)構(gòu)還可以設(shè)置成:多個氣缸沿豎直方向設(shè)置,各氣缸均具有一個工作腔,工作腔為主工作腔或為輔助工作腔。這樣設(shè)置能夠同樣起到提高壓縮機的制熱量的作用,增加了壓縮機的實用性和可靠性。
多個氣缸包括第三氣缸、第四氣缸和第五氣缸。第三氣缸具有第四工作腔,第四工作腔具有第四吸氣口和第四排氣口,第四氣缸具有第五工作腔,第五工作腔具有第五吸氣口和第五排氣口,第四吸氣口與第二換熱器40相連通,第四排氣口與第五吸氣口相連通,第五排氣口與第一換熱器20相連通。第五氣缸具有第六工作腔,第六工作腔具有第六吸氣口和第六排氣口,第六吸氣口可選擇地與第二換熱器40或補氣過冷裝置30相連通,第六排氣口可選擇地與第五吸氣口或第一換熱器20相連通,其中,第四工作腔為主工作腔,第六工作腔為輔助工作腔。
補氣過冷裝置30包括閃發(fā)器32。閃發(fā)器32的進液管路與第一換熱器20的出口端相連通,閃發(fā)器32的出液管路與第二換熱器40的進口端相連通,閃發(fā)器32的出氣口與輔助工作腔的吸氣口相連通。這樣設(shè)置能夠同樣起到增加壓縮機的壓縮性能提高空調(diào)器的工作效率。
進一步地,為了進一步地控制管路50支路上的冷媒流量,連通閃發(fā)器32的出氣口與輔助工作腔的吸氣口的管路上設(shè)置有第六閥門76。
補氣過冷裝置30的進口端與第一換熱器20的出口端相連通,補氣過冷裝置30的出口端與第二換熱器40的進口端相連通,補氣過冷裝置30還包括輔路31,輔路31的一端與第一換熱器20的出口端相連通,輔路31的另一端與輔助工作腔的吸氣口相連通,輔路31上設(shè)置有節(jié)流裝置75。為了提高壓縮機的補氣效果,在輔路31上設(shè)置有節(jié)流裝置75,這樣設(shè)置能夠有效控制管路50中的冷媒的流量,提高了壓縮機的制熱效率。
泵體結(jié)構(gòu)包括消音腔。第二排氣口與第一排氣口與消音腔的進口相連通,消音腔的出口與第一換熱器20相連通。將從第二排氣口和第一排氣口中排出的冷媒在消音腔的進口處相匯合,并經(jīng)消音腔的出口排出至第一換熱器20內(nèi),這樣設(shè)置能夠有效地降低了壓縮機的排氣噪音,增加了壓縮機的運行時的噪音污染,有效提高了空調(diào)器的舒適性。
其中,管路50包括主路51和支路52。主路51的第一端與補氣過冷裝置30的出氣口相連通。支路52的一端與主路51的第二端相連通,支路52的第二端與第二吸氣口相連通。這樣設(shè)置能夠使得泵體結(jié)構(gòu)能夠通過第二吸氣口進行補氣,有效地降低了壓縮機排氣溫度,增加了空調(diào)器在整個運行工況中的制熱量和COP。
管路50還包括支路53。支路53的一端與主路51的第二端相連通,支路53的第二端與第二排氣口相連通。這樣設(shè)置能夠有效地控制管路50中冷媒的走向,實現(xiàn)了空調(diào)器能夠根據(jù)不同的運行工況進行補氣或補氣調(diào)整,有效地避免了空調(diào)器中的壓縮機存在補氣混合損失和回流損失等問題,增加了該空調(diào)器的實用性。
如圖4所示,支路53包括支路531和支路532。支路531的第一端與支路53相連通,支路531的第二端與第二排氣口相連通。支路532的第一端與支路53的主路相連通,支路532的第二端與第一吸氣口相連通。進一步地,為了能夠很好地控制管路50中冷媒的走向,在支路531上設(shè)置第一閥門71,在支路52上設(shè)置第二閥門72。其中,第二排氣口通過支路54在壓縮機10的殼體外與第一排氣口相連通。這樣設(shè)置能夠有效地提高壓縮機的制熱量,其中,圖中的字母C和字母D分別表示室外機和室內(nèi)機區(qū)域。
為了進一步地提高壓縮機的制熱量,空調(diào)器還包括支路54。支路54的一端與第一分支路531相連通并位于第一閥門71與第二排氣口之間,支路54的另一端與第一換熱器20相連通。為了使得支路54上的冷媒的流量實現(xiàn)可控,在支路54上設(shè)置第三閥門73。
管路50還包括支路55。支路55的一端與支路52相連通并位于第二閥門72與第二吸氣口之間,支路55的另一端與氣液分離器60的出口端相連通。這樣設(shè)置同樣能夠進一步地提高壓縮機的制熱量,進一步地,為了使得支路55上的冷媒的流量實現(xiàn)可控,在第支路55上設(shè)置第四閥門74。
具體地,補氣過冷裝置30的進口端與第一換熱器20的出口端相連通,補氣過冷裝置30的出口端與第二換熱器40的進口端相連通,補氣過冷裝置30還包括輔路31。輔路31的一端與第一換熱器20的出口端相連通,輔路31的另一端與補氣管路50相連通。這樣設(shè)置使得從第一換熱器20的出口端排出的冷媒即制冷劑能夠通輔路31進入至補氣過冷裝置30內(nèi)進行熱交換后通過管路50進入至泵體結(jié)構(gòu)中進行補氣。
為了提高補氣管路50的補氣效果,在輔路31上設(shè)置有第二節(jié)流裝置75,這樣設(shè)置能夠有效控制補氣管路50中的冷媒的流量。
為了進一步優(yōu)化壓縮機性能,增加空調(diào)器的制熱量。將第二工作腔的容積與第三工作腔的容積比設(shè)置為Q1,其中,0.1≤Q1≤0.4,進一步地0.15≤Q1≤0.25。將第一工作腔的容積與第三工作腔的容積比設(shè)置成Q2,其中,0.6≤Q2≤0.75。將第六工作腔的容積與第四工作腔的容積比為Q3,其中,0.1≤Q3≤0.4,進一步地0.15≤Q3≤0.25。將第五工作腔的容積與第四工作腔的容積比為Q4,其中,0.6≤Q4≤0.75。
具體地,如圖4所示,為雙級壓縮熱泵循環(huán)制冷劑流路上具有壓縮機10、室外換熱器即第二換熱器40、室內(nèi)換熱器即第一換熱器20、過冷裝置即補氣過冷裝置30、輔路節(jié)流裝置即第二節(jié)流裝置75、主路節(jié)流裝置即節(jié)流裝置78、氣液分離器60和電磁二通閥即第四閥門74、第二閥門72、第三閥門73、第一閥門71。如附圖2和圖3所示,壓縮機具有第一、第二和第三壓縮腔,第一壓縮腔即圖3中第三氣缸15具有第一吸氣口和第一排氣口,第二壓縮腔即圖3中第四氣缸16具有第二吸氣口和第二排氣口,第三壓縮腔即圖3中第五氣缸17具有第三吸氣口和第三排氣口。壓縮機的第一吸氣口與氣液分離器的出口相連通,第二吸氣口與第一排氣口相連通,第二排氣口依次與室內(nèi)換熱器、過冷裝置的主路通道、主節(jié)流裝置、室外換熱器和氣液分離器的入口相連通,第三吸氣口通過第二閥門72依次與過冷裝置的輔路、輔路節(jié)流裝置和室內(nèi)換熱器相連通,第三排氣口通過第三閥門73與室內(nèi)換熱器相連通。壓縮機還具有補氣口,第二吸氣口還通過補氣口與過冷裝置的輔路連通。壓縮機的第三吸氣口還通過第四閥門74與氣液分離器的出口相連通,第三排氣口還通過第一閥門71與補氣口連通。
如圖6至圖10所示,第一、二壓縮腔串聯(lián)組成的雙級壓縮中間需要補氣時則打開輔路節(jié)流裝置,當(dāng)電磁二通閥第四閥門74、第一閥門71關(guān)閉,第二閥門72、第三閥門73打開時,實現(xiàn)主路再過冷循環(huán),壓縮機的工作模式如附圖6所示。熱泵裝置循環(huán)具體如下:制冷劑在室外換熱器內(nèi)吸熱蒸發(fā)氣化后進入氣液分離器進行氣液分離,低壓制冷劑氣體經(jīng)第一吸氣口進入第一壓縮腔內(nèi)壓縮至中壓過熱氣體從第一排氣口排出至中間腔內(nèi)(具有消聲和補氣混合作用),大部分氣體再由第二吸氣口進入第二壓縮腔內(nèi)壓縮至高壓過熱氣體從第二排氣口排出至消聲腔內(nèi),然后流經(jīng)電機繞組并對其冷卻后從壓縮機的排氣口排出至室內(nèi)換熱器,高壓過熱氣體在室內(nèi)換熱器內(nèi)冷凝放熱并被過冷后分為主路和輔路,主路制冷劑進入過冷裝置的主路通道被進一步過冷后經(jīng)主節(jié)流裝置節(jié)流降壓為兩相制冷劑后進入室外換熱器內(nèi),輔路制冷劑經(jīng)輔路節(jié)流裝置節(jié)流降至中壓兩相制冷劑進入過冷裝置的輔路通道吸熱蒸發(fā)氣化后經(jīng)第二閥門72,并與第一排氣口出來的部分中壓過熱氣體混合后由壓縮機的第三吸氣口進入第三壓縮腔并被壓縮至高壓過熱氣體從第三排氣口排出至室內(nèi)換熱器。此時,過冷裝置對主路制冷劑具有再過冷效果,降低進入室外換熱器的制冷劑比焓從而增大進出口比焓差并降低了第一、二壓縮腔的單位制熱量的功耗,而第三壓縮腔的單位制熱量的功耗更低而容積制熱量更高,從而總體上提高了熱泵裝置相對常規(guī)單級壓縮熱泵裝置的制熱性能系數(shù)和制熱量。如圖6所示,壓縮機的雙級壓縮補氣工作模式下運行具有較大的高低壓級容積比,適合較低熱負(fù)荷且冷凝溫度較低的熱泵運行工況。
當(dāng)熱負(fù)荷較大且冷凝溫度較高時,如圖7所示,壓縮機在雙級壓縮工作模式下運行,此時第二閥門72、第一閥門71關(guān)閉,第四閥門74、第三閥門73和輔助節(jié)流裝置打開,過冷裝置具有再過冷效果從而可以提高制熱性能系數(shù)和制熱量。
當(dāng)熱負(fù)荷大且蒸發(fā)溫度很低時,壓縮機在如圖7所示的雙級壓縮補氣工作模式下運行且具有較小的高低壓級容積比,此時第二閥門72、第三閥門73關(guān)閉,第四閥門74、第一閥門71和輔助節(jié)流裝置打開,過冷裝置具有再過冷效果從而可以提高制熱性能系數(shù)和制熱量。
當(dāng)熱負(fù)荷很低時,壓縮機在如圖10所示的并行壓縮工作模式下運行,此時第四閥門74、第三閥門73打開,第二閥門72、第一閥門71和輔助節(jié)流裝置關(guān)閉,過冷裝置無過冷效果。
本實施例中的熱泵裝置即空調(diào)器大部分工況在再過冷模式下運行,僅少數(shù)工況下在無再過冷模式下運行,如熱泵裝置啟動初期、低負(fù)荷及小壓比溫和運行工況等。因此,相對單級壓縮熱泵裝置,季節(jié)制熱性能系數(shù)提升,低溫及超低溫工況下制熱量提升。該泵裝置的壓縮機高低壓級容積比可變,且有三種可選,因此季節(jié)制熱性能系數(shù)相對常規(guī)雙級壓縮補氣增焓熱泵裝置得到有效提升。
該壓縮機的第三壓縮腔即第二工作腔和第一壓縮腔即第三工作腔的有效內(nèi)容積比為0.1~0.4,進一步優(yōu)化的內(nèi)容積比為0.15~0.25。壓縮機的第二壓縮腔即第一工作腔和第一壓縮腔即第三工作腔的有效內(nèi)容積比為0.6~0.75。
輔路節(jié)流裝置為帶有閥閉功能的電子膨脹閥,主路節(jié)流裝置為電子膨脹閥、毛細(xì)管或為電子膨脹閥串聯(lián)毛細(xì)管的節(jié)流組件等。
過冷裝置為具有雙側(cè)制冷劑通道的中間換熱器。如圖4中的過冷裝置的雙側(cè)制冷劑為逆流布置形式,作為替代方案也可以采用順流布置形式。
電磁二通閥可以由具有同等功能的電磁三通閥替代。
如圖5所示,為熱泵裝置的一種替代實施例系統(tǒng)圖,與最優(yōu)實施例不同的是,圖5中的過冷裝置的形式由中間換熱器被替換為閃發(fā)器形式,相應(yīng)輔路節(jié)流裝置被替換為節(jié)流裝置77,主路節(jié)流裝置則變?yōu)楣?jié)流裝置78,同時在補氣支路上增加電磁二通閥即第六閥門76且分別與第二閥門72和第一閥門71相連。
該替代實施例中,室內(nèi)換熱器出來的過冷制冷劑經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流降至中壓兩相狀態(tài),進入過冷裝置中氣液分離,分離出來的氣體通過第二閥門72或第六閥門76進入壓縮機的第三壓縮腔或第二壓縮腔或,分離出來的液體經(jīng)第二節(jié)流裝置、室外換熱器和氣液分離器進入壓縮機的第一壓縮腔或同時進入第三壓縮腔。
在替代實施例中,熱泵裝置的壓縮機具有如圖6至圖10所示的工作模式。第四閥門74、第一閥門71關(guān)閉,第二閥門72、第三閥門73和第六閥門76打開,如圖6所示的雙級壓縮補氣工作模式,高低壓級容積比較大。第二閥門72、第一閥門71關(guān)閉,第四閥門74、第三閥門73和第六閥門76打開,如圖7所示的雙級壓縮補氣工作模式。第四閥門74、第一閥門71、第六閥門76關(guān)閉,第三閥門73打開,如圖8所示的并行壓縮模式。第二閥門72、第三閥門73關(guān)閉,第四閥門74、第二閥門72、第六閥門76打開,如圖9所示的雙級壓縮補氣工作模式,高低壓級容積比較小。第二閥門72、第一閥門71、第六閥門76關(guān)閉,第四閥門74、第三閥門73打開,如圖10所示的并行壓縮模式。在前四種壓縮機的工作模式下過冷裝置均具有再過冷效果,從而提高制熱性能系數(shù)和制熱量。
該實施例過冷裝置中不存在換熱溫差,因此在再過冷模式下運行時具有較高的過冷效果。該替代實施例中第一、二節(jié)流裝置可以是電子膨脹閥、毛細(xì)管等,本實施例中的閥門也可以由具有同等功能的電磁三通閥替代。該實施例中的過冷裝置可以為雙向閃發(fā)器,并增加必要的四通換向閥實現(xiàn)制冷功能。
本實施例中的壓縮機采用多壓縮腔通過外部閥的切換形成多種較優(yōu)的工作模式。壓縮機具有兩個相互串聯(lián)的第一、二壓縮腔和可以與串聯(lián)壓縮腔中的兩個或一個形成并行壓縮的第三壓縮腔,第一、二壓縮腔分別為雙級中的低壓級和高壓級,第三壓縮腔的吸氣口通過壓縮機外部閥的切換可以選擇性連接在第一壓縮腔的吸氣口或雙級壓縮的補氣口或雙級壓縮的補氣支路,雙級壓縮的補氣支路通過閥的開或關(guān)可以選擇補氣或不補氣。
第三壓縮腔的排氣口還可以通過外部閥的切換選擇性連接在第二壓縮腔的排氣口,或連接在雙級壓縮的補氣口且第三壓縮腔的吸氣口連接在第一壓縮腔的吸氣口。補氣支路連接在過冷裝置的氣體出口,過冷裝置可以是閃發(fā)器或中間換熱器。其中,本文中的并行壓縮指存在至少兩個壓縮腔分別對至少兩路不同的流體同時進行壓縮。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。