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,R32空氣源熱泵具有較高的排氣溫度,特別是用于熱泵熱水場合,當(dāng)需求水溫較高而室外環(huán)境溫度較低時,排氣溫度容易超出壓縮機(jī)保護(hù)限制溫度,限制了空氣源熱泵使用溫度范圍。采用單級吸氣帶液的空氣源熱泵,在一定程度上可以降低排氣溫度,但會降低空氣源熱泵的制熱量和COP。在空氣源熱泵的壓縮腔的低壓區(qū)內(nèi)存在尚未蒸發(fā)的液態(tài)制冷劑,該液態(tài)制冷劑會稀釋油膜導(dǎo)致潤滑油泄漏損失、造成泵體結(jié)構(gòu)摩擦損失,甚至出現(xiàn)空調(diào)器運(yùn)行的可靠性問題。采用雙級或準(zhǔn)二級壓縮中間補(bǔ)氣增焓技術(shù),一定程度上降低了排氣溫度,當(dāng)同時對壓縮機(jī)進(jìn)行補(bǔ)液時,可以進(jìn)一步降低排氣溫度,但會受限于高低壓級容積排量比的設(shè)計(jì),使得降低排氣溫度有限。另外,現(xiàn)有補(bǔ)氣增焓技術(shù)均不同程度存在補(bǔ)氣混合損失、回流損失,雙級補(bǔ)氣還存在流動阻力損失等問題,在一定程度上限制了補(bǔ)氣增焓技術(shù)效果的發(fā)揮。
技術(shù)實(shí)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(jī)、第一換熱器、補(bǔ)氣過冷裝置、第二換熱器、氣液分離器;其中,壓縮機(jī)包括泵體結(jié)構(gòu),泵體結(jié)構(gòu)包括至少一個氣缸,氣缸包括主工作腔和輔助工作腔,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(bǔ)氣過冷裝置相連通;噴液管路,噴液管路的第一端與第一換熱器相連通,噴液管路的第二端與主工作腔相連通。
進(jìn)一步地,主工作腔為多個,多個主工作腔串聯(lián)設(shè)置,噴液管路的第二端設(shè)置于相鄰兩個主工作腔之間并與其中一個主工作腔相連通。
進(jìn)一步地,主工作腔的腔壁上開設(shè)有噴液口,噴液管路的第二端通過噴液口與主工作腔相連通。
進(jìn)一步地,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)腔分隔成第一腔體和第二腔體,第一腔體形成主工作腔,第二腔體形成輔助工作腔。
進(jìn)一步地,第一腔體具有第一吸氣口和第一排氣口,第一吸氣口與氣液分離器相連通,第一排氣口與第一換熱器相連通,第二腔體具有第二吸氣口和第二排氣口,第二吸氣口可選擇地與氣液分離器或補(bǔ)氣過冷裝置相連通,第二排氣口與第一換熱器相連通。
進(jìn)一步地,氣缸包括第二氣缸,第二氣缸與第一氣缸疊置,第二氣缸具有第三腔體,第一腔體具有第一吸氣口和第一排氣口,第二腔體具有第二吸氣口和第二排氣口,第三腔體具有第三吸氣口和第三排氣口,第一吸氣口與氣液分離器相連通,第二排氣口與第一換熱器相連通,第二吸氣口可選擇地與氣液分離器或補(bǔ)氣過冷裝置相連通,第三吸氣口與第一排氣口相連通,第三排氣口與第一換熱器相連通。
進(jìn)一步地,連通第二吸氣口與氣液分離器的出口端的管路上設(shè)置有閥門。
進(jìn)一步地,補(bǔ)氣過冷裝置的進(jìn)口端與第一換熱器的出口端相連通,補(bǔ)氣過冷裝置的出口端與第二換熱器的進(jìn)口端相連通,補(bǔ)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相連通。
進(jìn)一步地,輔路上設(shè)置有第一節(jié)流裝置。
進(jìn)一步地,噴液管路上設(shè)置有第二節(jié)流裝置。
進(jìn)一步地,泵體結(jié)構(gòu)包括多個氣缸,各氣缸具有一個工作腔,多個氣缸沿豎直方向設(shè)置。
進(jìn)一步地,多個氣缸包括第三氣缸,第三氣缸具有第四腔體,第四腔體具有第四吸氣口和第四排氣口,第四吸氣口可選擇地與補(bǔ)氣過冷裝置或氣液分離器相連通,第四排氣口與第一換熱器相連通。
進(jìn)一步地,多個氣缸包括第四氣缸和第五氣缸,第四氣缸具有第五腔體,第五腔體具有第五吸氣口和第五排氣口,第五排氣口與第一換熱器相連通,第五氣缸具有第六腔體,第六腔體具有第六吸氣口和第六排氣口,第六吸氣口與氣液分離器相連通,第六排氣口與第五吸氣口相連通。
進(jìn)一步地,補(bǔ)氣過冷裝置包括:閃發(fā)器,閃發(fā)器的進(jìn)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(jìn)口端相連通,閃發(fā)器的出氣口與輔助工作腔相連通。
進(jìn)一步地,第四腔體的容積與第六腔體的容積比為Q1,其中,0.05≤Q1≤0.2。
進(jìn)一步地,第五腔體的容積與第六腔體的容積比為Q2,其中,0.25≤Q2≤0.65。
進(jìn)一步地,第二腔體的容積與第一腔體的容積比為Q3,其中,0.05≤Q3≤0.2。
進(jìn)一步地,第三腔體的容積與第一腔體的容積比為Q4,其中,0.25≤Q4≤0.65。
應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案,該空調(diào)器包括相連通的壓縮機(jī)、第一換熱器、補(bǔ)氣過冷裝置、第二換熱器、氣液分離器以及噴液管路。其中,壓縮機(jī)包括泵體結(jié)構(gòu),泵體結(jié)構(gòu)包括至少一個氣缸,氣缸包括主工作腔和輔助工作腔,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(bǔ)氣過冷裝置相連通。噴液管路的第一端與第一換熱器相連通,噴液管路的第二端與主工作腔相連通。將輔助工作腔的吸氣口設(shè)置成可選擇地與氣液分離器或補(bǔ)氣過冷裝置相連通,同時設(shè)置了噴液管路,使得該空調(diào)器可以根據(jù)相應(yīng)的運(yùn)行工況,選擇對應(yīng)的吸氣口進(jìn)行連通以使空調(diào)器能夠達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài),有效地解決了空調(diào)器因排氣溫度高而使用溫度范圍受限的問題,提高了空調(diào)器的制熱量和制熱效率。
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(jìn)一步理解,本發(fā)明的示意性實(shí)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)器的壓縮機(jī)氣缸實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2示出了圖1中空調(diào)器的壓縮機(jī)氣缸實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3示出了圖1中空調(diào)器的壓縮機(jī)氣缸實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4示出了圖1中空調(diào)器的控制系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5示出了圖1中空調(diào)器的控制系統(tǒng)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6示出了圖1中空調(diào)器的壓縮機(jī)氣缸連接實(shí)施例一的示意圖;
圖7示出了圖1中空調(diào)器的壓縮機(jī)氣缸連接實(shí)施例二的示意圖;以及
圖8示出了圖1中空調(diào)器的壓縮機(jī)氣缸的實(shí)施例四的結(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(jī);11、第一氣缸;12、第一滑片;13、第二滑片;133、噴液口;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(bǔ)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、連接管路;60、氣液分離器;71、閥門;72、第一節(jié)流裝置;73、第二節(jié)流裝置;74、閥門;75、節(jié)流裝置;76、節(jié)流裝置;80、噴液管路。
具體實(shí)施方式
需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)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(shí)施方式,而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)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(shí)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(shí)施方式。然而,這些示例性實(shí)施方式可以由多種不同的形式來實(shí)施,并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是,提供這些實(shí)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(shí)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(kuò)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8所示,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,提供了一種空調(diào)器。
具體地,該空調(diào)器包括相連通的壓縮機(jī)10、第一換熱器20、補(bǔ)氣過冷裝置30、第二換熱器40、氣液分離器60以及噴液管路80。其中,壓縮機(jī)10包括泵體結(jié)構(gòu),泵體結(jié)構(gòu)至少一個氣缸,氣缸包括主工作腔和輔助工作腔,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(bǔ)氣過冷裝置30相連通。噴液管路80的第一端與第一換熱器20相連通,噴液管路80的第二端與主工作腔相連通。
在本實(shí)施例中,將輔助工作腔的吸氣口設(shè)置成可選擇地與氣液分離器60或補(bǔ)氣過冷裝置30相連通,同時設(shè)置了噴液管路,使得該空調(diào)器可以根據(jù)相應(yīng)的運(yùn)行工況,選擇對應(yīng)的吸氣口進(jìn)行連通以使空調(diào)器能夠達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài),有效地解決了空調(diào)器因排氣溫度高而使用溫度范圍受限的問題,提高了空調(diào)器的制熱量和制熱效率。
優(yōu)選地,主工作腔為多個,多個主工作腔串聯(lián)設(shè)置,噴液管路80的第二端設(shè)置于相鄰兩個主工作腔之間并與其中一個主工作腔相連通。這樣設(shè)置能使得通過噴液管路80對主工作腔進(jìn)行降溫,有效地提高了主工作腔的壓縮性能。
當(dāng)然,如圖8所示,也可以在其中一個主工作腔的腔壁上開設(shè)有噴液口133,噴液管路80的第二端通過噴液口133與主工作腔相連通。這樣設(shè)置同樣起到提高主工作腔的壓縮性能的作用。
其中,氣缸包括第一氣缸11,第一氣缸11內(nèi)形成有相互隔離的腔體,各腔體均具有吸氣口(如圖1中吸氣口121、吸氣口131所示,滾子132位于氣缸內(nèi))及排氣口(圖中未示出),多個腔體形成工作腔。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(jī)運(yùn)行的可靠性。
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)腔分隔成第一腔體和第二腔體。通過設(shè)置多個滑片以將氣缸內(nèi)腔分隔成多個具有壓縮功能的腔體,能夠有效地降低氣缸制造的難度。其中,第一腔體形成主工作腔,第二腔體形成輔助工作腔,噴液管路80與第一腔體相連通,輔助工作腔與第二腔體相連通。
其中,第一腔體具有第一吸氣口和第一排氣口,第一吸氣口與氣液分離器60相連通,第一排氣口與第一換熱器20相連通,第二腔體具有第二吸氣口和第二排氣口,第二吸氣口可選擇地與氣液分離器60或補(bǔ)氣過冷裝置30相連通,第二排氣口與第一換熱器20相連通。這樣設(shè)置能夠使得該空調(diào)器能夠根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況選擇與氣缸的吸氣口相連通或氣液分離器60相連通,能夠有效地提高該空調(diào)器的制熱量。
根據(jù)本申請的另一個實(shí)施例,如圖2所示,氣缸包括第二氣缸14。第二氣缸14與第一氣缸11疊置,第二氣缸14具有第三腔體。其中,第一腔體具有第一吸氣口和第一排氣口,第二腔體具有第二吸氣口和第二排氣口,第三腔體具有第三吸氣口和第三排氣口,第一吸氣口與氣液分離器相連通,第二排氣口與第一換熱器相連通,第二吸氣口可選擇地與氣液分離器或補(bǔ)氣過冷裝置相連通,第三吸氣口與第一排氣口相連通,第三排氣口與第一換熱器相連通。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中一個氣缸不能實(shí)現(xiàn)正常壓縮模式,造成壓縮摩擦損失,降低壓縮機(jī)以及空調(diào)器的制熱量的問題。
如圖4所示,空調(diào)器包括管路50,管路50包括主路51和支路52。主路51的第一端與補(bǔ)氣過冷裝置30的出氣口相連通。支路52的一端與補(bǔ)氣主路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)置使得壓縮機(jī)能夠通過吸入補(bǔ)氣過冷裝置30中的冷媒對壓縮機(jī)進(jìn)行補(bǔ)氣,能夠有效地降低了壓縮機(jī)的排氣溫度,增加了壓縮機(jī)以及空調(diào)器的制熱量。
空調(diào)器還包括連接管路53。連接管路53的一端與主路51的第二端相連通,連接管路53的第二端與氣液分離器60的出口端相連通。
為了控制不同工況下冷媒的走向,在連接管路53上設(shè)置了閥門71。即在連通第二吸氣口與氣液分離器60的出口端的管路上設(shè)置有閥門71。
補(bǔ)氣過冷裝置30的進(jìn)口端與第一換熱器20的出口端相連通,補(bǔ)氣過冷裝置30的出口端與第二換熱器40的進(jìn)口端相連通,補(bǔ)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經(jīng)輔路31進(jìn)入補(bǔ)氣過冷裝置30進(jìn)行熱交換。為了方便控制輔路31中冷媒的流量,在輔路31上設(shè)置有第一節(jié)流裝置72。
其中,將噴液管路80的第一端與第一換熱器20的出口端相連通,并在噴液管路80上設(shè)置有第二節(jié)流裝置73。這樣設(shè)置使得從第一換熱器20中排出的冷媒可以通過噴液管路80進(jìn)入至氣缸內(nèi)以進(jìn)行噴液從而降低壓縮機(jī)的排氣溫度。設(shè)置第二節(jié)流裝置73能夠有效地控制噴液管路80中冷媒的流量。
在本實(shí)施例中,該泵體結(jié)構(gòu)可以包括多個氣缸。各氣缸具有一個工作腔,多個氣缸沿豎直方向設(shè)置。這樣設(shè)置同樣能夠起到當(dāng)作為主壓縮的氣缸正常壓縮時,作為輔助壓縮的氣缸同樣能夠進(jìn)行正常壓縮而不存在壓縮摩擦損失,同樣起到提高壓縮機(jī)的制熱量和制熱效率。
其中,多個氣缸包括第三氣缸、第四氣缸和第五氣缸。第三氣缸具有第四腔體,第四腔體具有第四吸氣口和第四排氣口,第四吸氣口可選擇地與補(bǔ)氣過冷裝置30或氣液分離器60相連通,第四排氣口與第一換熱器20相連通。第四氣缸具有第五腔體,第五腔體具有第五吸氣口和第五排氣口,第五排氣口與第一換熱器20相連通,第五氣缸具有第六腔體,第六腔體具有第六吸氣口和第六排氣口,第六吸氣口與氣液分離器60相連通,第六排氣口與第五吸氣口相連通。
當(dāng)然,在本實(shí)施例中還可以將補(bǔ)氣過冷裝置30設(shè)置成閃發(fā)器32。閃發(fā)器32的進(jìn)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(jìn)口端相連通,閃發(fā)器32的出氣口與輔助工作腔相連通。這樣設(shè)置能夠同樣起到增加壓縮機(jī)的壓縮性能提高空調(diào)器的壓縮效率的問題。
為了進(jìn)一步優(yōu)化壓縮機(jī)性能,將第四腔體的容積與第六腔體的容積比設(shè)置為Q1,其中,0.05≤Q1≤0.2。將第五腔體的容積與第六腔體的容積比設(shè)置為Q2,其中,0.25≤Q2≤0.65。將第二腔體的容積與第一腔體的容積比設(shè)置為Q3,其中,0.05≤Q3≤0.2。將第三腔體的容積與第一腔體的容積比為Q4,其中,0.25≤Q4≤0.65。
具體地,該空調(diào)器為并行壓縮熱泵,并行壓縮熱泵循環(huán)制冷劑流路上具有的壓縮機(jī)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(bǔ)氣過冷裝置30、輔路節(jié)流裝置即第一節(jié)流裝置72、主路節(jié)流裝置即節(jié)流裝置75、噴液節(jié)流裝置即第二節(jié)流裝置73、氣液分離器60和電磁二通閥即第一閥門71。如圖1、圖2和圖6所示,該壓縮機(jī)10具有第一、第二和第三壓縮腔,第一壓縮腔即圖6中第五氣缸17具有第一吸氣口和第一排氣口,第二壓縮腔即圖6中第四氣缸15具有第二吸氣口和第二排氣口,第三壓縮腔即圖6中第三氣缸16具有第三吸氣口和第三排氣口。壓縮機(jī)10的第一吸氣口與氣液分離器60的出口相連通,第二吸氣口與第一排氣口相連通,第三吸氣口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,第二、三排氣口依次與室內(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。并行壓縮熱泵循環(huán)中壓縮機(jī)的第三吸氣口還通過電磁二通閥與氣液分離器的出口相連通。并且通過電磁二通閥和輔路節(jié)流裝置的開和關(guān)可選擇性切換制冷劑流路實(shí)現(xiàn)主路再過冷或無再過冷循環(huán)。并行壓縮熱泵循環(huán)中壓縮機(jī)的第二吸氣口還通過噴液節(jié)流裝置與室內(nèi)換熱器的出口相連通,并通過噴液節(jié)流裝置的開和關(guān)可選擇性實(shí)現(xiàn)主路制冷劑在壓縮過程中的噴液冷卻和無噴液冷卻。
如圖4和圖6所示,無需噴液冷卻時則關(guān)閉噴液節(jié)流裝置73,當(dāng)電磁二通閥71關(guān)閉,輔路節(jié)流裝置72打開時,實(shí)現(xiàn)主路再過冷循環(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(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離,低壓制冷劑氣體經(jīng)第一吸氣口進(jìn)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)(具有消聲和噴液混合作用),再由第二吸氣口進(jìn)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(jī)繞組并對其冷卻后從壓縮機(jī)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,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(jìn)入過冷裝置的輔路通道吸熱蒸發(fā)氣化,主路制冷劑進(jìn)入過冷裝置的主路通道被進(jìn)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(jìn)入室外換熱器,過冷裝置輔路通道出來的中壓制冷劑氣體由壓縮機(jī)的第三吸氣口進(jìn)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壓縮機(jī)內(nèi)的消聲腔,在消聲腔內(nèi)與第二壓縮腔排除的高壓過熱氣體匯合后流經(jīng)電機(jī)繞組,最后從壓縮機(jī)的排氣口排至室內(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(jìn)入室外換熱器的制冷劑比焓從而增大進(jìn)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,同時第三壓縮腔的排氣壓力與第二壓縮腔相同但排氣溫度較低從而降低了排氣混合后的溫度,電機(jī)冷卻得到改善。當(dāng)熱泵裝置運(yùn)行在高冷凝溫度和低蒸發(fā)溫度工況時,排氣溫度將超出壓縮機(jī)保護(hù)溫度,此時需要打開噴液節(jié)流裝置,因室內(nèi)換熱器的出口壓力高于第二吸氣口的吸氣壓力,在壓差的驅(qū)動下,室內(nèi)換熱器出來的高壓過冷制冷劑經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流至中壓兩相制冷劑進(jìn)入第一排氣口和第二吸氣口之間的中間腔內(nèi)與第一排氣口排出的中壓過熱氣體混合,液態(tài)制冷劑吸熱氣化從而降低第二吸氣口的吸氣過熱度,相應(yīng)降低了第二排氣口的排氣過熱度。通過調(diào)節(jié)噴液節(jié)流裝置的節(jié)流開度可以調(diào)節(jié)噴液量從而可以控制壓縮機(jī)的排氣溫度至目標(biāo)范圍。當(dāng)電磁二通閥打開,輔路節(jié)流裝置關(guān)閉時,主路無再過冷循環(huán),此時對應(yīng)的運(yùn)行條件一般較為溫和,排氣溫度不高,噴液節(jié)流裝置為關(guān)閉狀態(tài)。與主路再過冷循環(huán)不同的是,氣液分離器出口的低壓氣體同時進(jìn)入壓縮機(jī)的第一吸氣口(壓縮后進(jìn)入第二吸氣口)、三吸氣口,并最終被壓縮至高壓過熱氣體,從室內(nèi)換熱器出來的過冷制冷劑全部流經(jīng)過冷裝置的主路。此時過冷裝置對主路制冷劑不具備再過冷效果,而第三壓縮腔仍處于有效壓縮模式,不存在無效壓縮導(dǎo)致的滑動摩擦損失。相對單級壓縮熱泵裝置,制熱性能系數(shù)相當(dāng),而制熱量由于增容而得到有效提升。
該熱泵裝置大部分工況在再過冷模式下運(yùn)行,其中少數(shù)高負(fù)荷大壓比極端運(yùn)行工況下同時需要噴液冷卻運(yùn)行以控制排氣溫度,僅少數(shù)工況下在無再過冷、無噴液模式下運(yùn)行,如熱泵裝置啟動初期、低負(fù)荷及小壓比溫和運(yùn)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,且能在高負(fù)荷大壓比極端工況下維持可靠運(yùn)行。該熱泵裝置切換控制結(jié)構(gòu)相對現(xiàn)有技術(shù)中的熱泵裝置更簡單、可靠,且比現(xiàn)有技術(shù)中非壓縮模式工作狀態(tài)下的壓縮機(jī)效率高,同時能克服極端工況下R32的高排氣溫度問題維持空調(diào)器進(jìn)行可靠運(yùn)行。
在本實(shí)施例中,第三壓縮腔即第四腔體和第一壓縮腔即第六腔體的有效內(nèi)容積比對于R32制冷劑為0.05~0.2,進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容積比為0.08~0.12。第二壓縮腔即第五腔體和第一壓縮腔即第六腔體的有效內(nèi)容積比對于R32制冷劑為0.25~0.65,進(jìn)一步優(yōu)化范圍為0.4~0.55。
輔路節(jié)流裝置、噴液節(jié)流裝置為帶有閥閉功能的電子膨脹閥,或帶有閥閉功能的電子膨脹閥串聯(lián)有毛細(xì)管的節(jié)流組件,主路節(jié)流裝置為電子膨脹閥或毛細(xì)管等。
過冷裝置為具有雙側(cè)制冷劑通道的中間換熱器。圖4中過冷裝置的雙側(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。
噴液節(jié)流裝置的入口端連接在室內(nèi)換熱器出口和過冷裝置的主路進(jìn)口之間,作為替代方案也可以連接在過冷裝置的主路出口與主路節(jié)流裝置75之間,替代方案在同等工況下噴液的液體比例更高,從而控制相同排氣溫度所需的噴液節(jié)流裝置的節(jié)流開度將更小。
如圖5所示,為熱泵裝置的一種替代實(shí)施例系統(tǒng)圖,與最優(yōu)實(shí)施例不同的是,附圖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)流裝置被替換為主路第一節(jié)流裝置即節(jié)流裝置76,主路節(jié)流裝置則變?yōu)橹髀返诙?jié)流裝置即節(jié)流裝置75,同時增加了電磁二通閥即閥門74。該替代實(shí)施例中,室內(nèi)換熱器出來的過冷制冷劑經(jīng)第一節(jié)流裝置節(jié)流降至中壓兩相狀態(tài),進(jìn)入過冷裝置中氣液分離,分離出來的氣體進(jìn)入壓縮機(jī)的第三壓縮腔,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(jìn)入壓縮機(jī)的第一壓縮腔,經(jīng)第一壓縮腔(壓縮后進(jìn)入第二壓縮腔)、三壓縮腔最終壓縮至高壓過熱制冷劑氣體進(jìn)入壓縮機(jī)的消聲腔內(nèi),流經(jīng)電機(jī)繞組后由壓縮機(jī)的排氣口排至室內(nèi)換熱器。關(guān)閉閥門71,打開閥門74則過冷裝置對主路制冷劑具有再過冷效果。相反,打開閥門71,關(guān)閉閥門74,過冷裝置對主路制冷劑無再過冷效果,此時氣液分離器出來的低壓制冷劑氣體同時進(jìn)入壓縮機(jī)的第一壓縮腔(壓縮后進(jìn)入第二壓縮腔)、三壓縮腔。該實(shí)施例過冷裝置中不存在換熱溫差,因此在再過冷模式下運(yùn)行時具有較高的過冷效果,但也存在節(jié)流裝置耦合控制、第二壓縮腔吸氣帶液等問題。該替代實(shí)施例中噴液節(jié)流裝置的控制方法與最優(yōu)實(shí)施例相同。該替代實(shí)施例中的噴液節(jié)流裝置為帶有閥閉功能的電子膨脹閥,第一、二節(jié)流裝置可以是電子膨脹閥、毛細(xì)管等,電磁二通閥也可以由具有同等功能的電磁三通閥替代。該實(shí)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(shí)現(xiàn)制冷功能(一般無需噴液冷卻,因此噴液節(jié)流裝置在制冷運(yùn)行時為常閉狀態(tài))。
如圖1和圖7所示,分別為本發(fā)明壓縮機(jī)替代實(shí)施例及其連接示意圖,具有第一壓縮腔A、第二壓縮腔B、第一滑片、第二滑片,第一壓縮腔具有第一吸氣口、第一排氣口和噴液口,第二壓縮腔具有第二吸氣口和第二排氣口。該壓縮機(jī)的替代實(shí)施例是將原實(shí)施例中三個壓縮腔的第二壓縮腔B取消,將噴液口的位置移到第一壓縮腔上。該壓縮機(jī)的替代實(shí)施例的第二壓縮腔的第二吸氣口和第二排氣氣口與原實(shí)施例中的第三壓縮腔的第三吸氣口和第三排氣口在并行壓縮循環(huán)熱泵裝置系統(tǒng)附圖4和附圖5中的連接方式完全相同,且替代實(shí)施例中的第二、第一壓縮腔的有效內(nèi)容積比與原實(shí)施例中的第三壓縮腔、第一壓縮腔的有效容積比相同。該壓縮機(jī)替代實(shí)施例的第一壓縮腔的第一吸氣口和第一排氣口在并行壓縮循環(huán)熱泵裝置系統(tǒng)附圖4和附圖5中連接方式分別與原實(shí)施例的第一壓縮腔的吸氣口和第二壓縮腔的排氣口完全相同。因此,該壓縮機(jī)替代實(shí)施例與原實(shí)施例在并行壓縮循環(huán)熱泵裝置中的理論技術(shù)效果相同,實(shí)際消除了壓縮機(jī)原實(shí)施例中雙級壓縮的第一級排氣到高壓級吸氣間的流動壓降損失。其中,圖中的字母C和字母D分別表示室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)區(qū)域。
該壓縮機(jī)原實(shí)施例的雙缸三壓縮腔也可以是三缸三壓縮腔,壓縮機(jī)替代實(shí)施例的單缸雙壓縮腔也可以是雙缸雙壓縮腔,即原實(shí)施例中的第三壓縮腔和替代實(shí)施例中的第二壓縮腔由內(nèi)容積比相對很小的單缸替代,替代后三缸或兩缸尺寸比例將失調(diào),比如對于R410A空氣源熱泵型空調(diào),3.5kW額定熱量所需變頻壓縮機(jī)的第一壓縮腔的容積排量為10cm3/rev,則按內(nèi)容積比0.1計(jì)算較小缸的容積排量為1cm3/rev。
從上述可以得出,本實(shí)施例中可以采用雙缸三壓縮腔或三缸三壓縮腔,或雙缸雙壓縮腔或單缸雙壓縮腔,主路制冷劑可以串聯(lián)流過三壓縮腔的其中兩個,或者流過雙壓縮腔中的一個,三壓縮腔或雙壓縮腔剩余的一個輔助壓縮腔的吸氣口通過閥切換可以選擇性連通氣液分離器出口或者過冷裝置的輔路出口。
當(dāng)輔助壓縮腔的吸氣口與過冷裝置的輔路出口連通時,主路制冷劑被過冷,輔助壓縮腔和主壓縮腔并行壓縮輔路制冷劑和主路制冷劑,此時熱泵裝置的制熱性能系數(shù)和制熱量均將有效提升。
當(dāng)輔助壓縮腔的吸氣口與氣液分離器出口連通時,主路制冷劑無過冷,而輔助壓縮腔仍有效壓縮,此時熱泵裝置的制熱性能系數(shù)和制熱量均將有所提升。
當(dāng)排氣溫度超限時控制噴液量,將高壓過冷液態(tài)冷媒經(jīng)節(jié)流后噴至三壓縮腔的串聯(lián)中間腔或雙壓縮腔的主壓縮腔內(nèi),以控制排氣溫度至目標(biāo)值。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(jìn)行壓縮。
從以上的描述中,可以看出,本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
顯著降低R32熱泵的排氣溫度以拓寬R32熱泵的應(yīng)用溫區(qū)范圍,提高空調(diào)器在超低溫工況下的制熱量和COP,同時通過閥切換使得輔助壓縮腔處于有效壓縮模式,避免輔助壓縮腔因無效壓縮導(dǎo)致的摩擦損失,提高熱泵系統(tǒng)寬工況運(yùn)行時的季節(jié)性能系數(shù),并簡化了空調(diào)器的結(jié)構(gòu)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)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(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。