CN103967790B - 压缩机及具有该压缩机的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压缩机及具有该压缩机的热泵系统，压缩机包括：压缩机本体和增焓装置，压缩机本体包括低压压缩部和高压压缩部，并设置有进气口、增焓口以及排气口，压缩机本体还设置有中压腔以及分别连接中压腔的低压压缩腔和高压压缩腔，低压压缩部包括低压缸和低压压缩腔，高压压缩部包括高压缸和高压压缩腔；增焓装置包括容纳装置和增焓管，容纳装置通过增焓管与增焓口连通；容纳装置的容积与低压缸的工作容积的比值为k1，其中，1≤k1≤5。应用本发明的压缩机，通过控制容纳装置容积与低压缸工作容积的比值范围达到降低噪声、减小压缩机运行时震动的目的。

Description

压缩机及具有该压缩机的热泵系统

技术领域

本发明涉及温度调节领域，具体而言，涉及一种压缩机及具有该压缩机的热泵系统。

背景技术

现有技术中双转子两级增焓压缩机由于气流脉动较大，压缩机的增焓装置无法有效缓冲流体脉动，所以噪声比较大。而且现有技术中的增焓装置相当于悬臂梁结构，没有与壳体固定在一起的连接结构，固有频率较低，振动较大。特别是在中、低频运行时，压缩机的噪声和震动尤为明显。

发明内容

本发明旨在提供一种压缩机及具有该压缩机的热泵系统，达到降低运行时的噪声和震动的目的。

为了实现上述目的本发明提供了一种压缩机，包括：压缩机本体，压缩机本体包括低压压缩部和高压压缩部，并设置有进气口、增焓口以及排气口，压缩机本体还设置有中压腔以及分别连接中压腔的低压压缩腔和高压压缩腔，低压压缩部包括低压缸和低压压缩腔，高压压缩部包括高压缸和高压压缩腔；增焓装置，包括容纳装置和增焓管，容纳装置通过增焓管与增焓口连通；容纳装置的容积与低压缸的工作容积的比值为k1，其中，1≤k1≤5。

进一步地，容纳装置的容积与中压腔的容积比值为k2，其中，2≤k2≤3。

进一步地，容纳装置为筒型结构，筒型结构包括：直筒部，沿竖直方向设置；第一部，设置于直筒部的顶端，第一部包括沿远离直筒部的方向直径逐渐减小的第一缩口部以及与第一缩口部的小径端相连的第一连接部；第二部，设置于直筒部的底端，第二部包括沿远离直筒部的方向直径逐渐减小的第二缩口部以及与第二缩口部的小径端相连的第二连接部。

进一步地，直筒部的内径为D1，其中，20mm≤D1≤50mm，第一缩口部的小径端与第二缩口部的小径端沿竖直方向的间隔为H1，其中，60mm≤H1≤90mm。

进一步地，增焓装置还包括用于对容纳装置提供增焓冷媒的第一管路，第一管路与容纳装置连通，且第一管路与容纳装置的第一端固定连接，低压缸包括增焓口和连通增焓口与中压腔的内部流道入流部，第一管路的内径D2与内部流道入流部的直径D3的比值为k3，其中，0.5≤k3≤2。

进一步地，增焓装置还包括设置于容纳装置内部的第二管路，第二管路的第一端与增焓管连通，第二管路的第二端沿远离增焓管的方向延伸。

进一步地，增焓装置还包括过滤装置，过滤装置设置于容纳装置的内部，并位于第二管路的第二端和容纳装置的第一端之间。

进一步地，压缩机本体还包括壳体组件，压缩机还包括分别连接容纳装置和壳体组件的减震连接装置。

进一步地，减震连接装置包括：压紧装置，分别连接容纳装置和壳体组件，压紧装置包括两个可活动的压板，两个可活动的压板用于夹紧容纳装置；减震垫，设置于两个压板靠近容纳装置的一侧表面；紧固装置，连接两个可活动的压板以将容纳装置夹紧。

本发明还提供了一种热泵系统，包括上述压缩机。

应用本发明的压缩机，通过控制容纳装置的容积与低压缸工作容积的比值范围达到降低噪声、减小压缩机运行时震动的目的。

进一步地，通过设置具有变流通截面积的增焓装置，起到节流降压的作用，能够降低压缩机运行时的噪声，减小压缩机运行时的震动，并提高冷媒的闪发效果。

进一步地，设置与容纳装置相连的减震组件，能够进一步地达到减小噪声和震动的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明第一实施例中的压缩机的结构示意图；

图2为根据本发明第一实施例中的增焓装置的结构示意图；

图3为根据本发明第一实施例中振动加速度和噪声随k1比值变化关系曲线图；

图4为根据本发明第一实施例中能效比随k1比值变化关系曲线图；

图5为根据本发明第二实施例中振动加速度和噪声随k2比值变化关系曲线图；

图6为根据本发明第二实施例中能效比随k2比值变化关系曲线图；

图7为根据本发明第三实施例中振动加速度和噪声随k3比值变化关系曲线图；

图8为根据本发明第三实施例中能效比随k3比值变化关系曲线图；

图9为根据本发明第一实施例中的压缩机的振动加速度随运行频率的变化关系曲线图；

图10为根据本发明第一实施例中的压缩机的噪声随运行频率的变化关系曲线图；

图11为根据本发明第一实施例中的压缩机的能效比随运行频率的变化关系曲线图；

图12为图1中A部的放大图；

图13为根据本发明第一实施例中的压缩机本体的局部剖视图；

图14为图1中低压缸的结构示意图；

图15为图1中下法兰的机构示意图；

图16为增焓装置中的冷媒的流通路径示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本发明第一实施例提供了一种压缩机，包括：压缩机本体和增焓装置。压缩机本体包括低压压缩部和高压压缩部并设置有进气口24、增焓口23以及排气口74。压缩机本体还设置有彼此相互连通的中压腔54、低压压缩腔和高压压缩腔。中压腔54分别连接低压压缩腔和高压压缩腔。低压压缩部包括低压缸21和低压压缩腔；高压压缩部包括高压缸31和高压压缩腔。增焓装置包括容纳装置15和增焓管11，容纳装置15通过增焓管11与增焓口23连通。具体地，容纳装置15的容积与低压缸21的工作容积的比值为k1，其中，1≤k1≤5。通过控制容纳装置15的容积与低压缸21的工作容积比值范围从而达到降低噪声、减小压缩机运行时震动的目的。

进一步地，容纳装置15的容积与中压腔54的容积的比值为k2，其中，2≤k2≤3。控制容纳装置15的容积与中压腔54的容积比值范围能够进一步地达到降低噪声、减小压缩机运行时震动的目的。

需要说明的是，容纳装置15的容积不可以太小，太小就无法满足降低流体脉动的效果，从而无法降噪和减振。太大又会使压缩机成本上升、外形尺寸加大，不便安装。控制k1和k2的比值即可以准确的根据低压缸21的工作容积或中压腔54的容积合理的设计容纳装置15的容积，从而保证容纳装置15的气液分离效果最佳。进一步地，合理设置容纳装置15的容积能够有效地避免液击现象的产生。

具体地，容纳装置15为筒型结构，筒型结构包括沿竖直方向设置的直筒部以及对称设置于直筒部两端的第一部和第二部。第一部与直筒部的顶部相连，包括沿远离直筒部的方向直径逐渐减小的第一缩口部以及与第一缩口部的小径端相连的第一连接部。第二部与直筒部的底端相连，包括沿远离直筒部的方向直径逐渐减小的第二缩口部以及与第二缩口部的小径端相连的第二连接部。直筒部的内径为D1，其中，20mm≤D1≤50mm。第一缩口部的小径端和第二缩口部的小径端沿竖直方向高度为H1，其中，60mm≤H1≤90mm。设置沿远离直筒部的方向直径逐渐减小的第一缩口部，使增焓装置形成变流通截面积的结构，通过改变增焓装置的容积对进入增焓装置内部的冷媒进行节流降压，从而减小冷媒流体脉动，达到减小振动和提高冷媒的闪蒸效果的作用。

增焓装置还包括用于对筒型结构的容纳装置15提供增焓冷媒的第一管路12。第一管路12与容纳装置15连通，且第一管路12与容纳装置15的第一端固定连接。低压缸21包括增焓口23和连通增焓口23与中压腔54的内部流道入流部211。第一管路12的内径D2与内部流道入流部211的直径D3的比值为k3，其中，0.5≤k3≤2。

如图3所示，当1≤k1≤5、k2=2.5、k3=1时，本发明第一实施例中压缩机的振动加速度处于2m²/s至11m²/s之间，噪声处于63dB至68dB之间。

如图4所示，当1≤k1≤5、k2=2.5、k3=1时，本发明第一实施例中压缩机的能效比处于3.3至2.8之间。

如图5所示，当2≤k2≤3、k1=3、k3=1时，本发明第二实施例中压缩机的振动加速度处于2m²/s至11m²/s之间，噪声处于63dB至68dB之间。

如图6所示，当2≤k2≤3时、k1=3、k3=1，本发明第二实施例中压缩机的能效比处于3.3至2.8之间。

如图7所示，当0.5≤k3≤2、k1=3、k2=2.5时，本发明第三实施例中压缩机的振动加速度处于2m²/s至11m²/s之间，噪声处于63dB至68dB之间。

如图8所示，当0.5≤k3≤2、k1=3、k2=2.5时，本发明第三实施例中压缩机的能效比处于3.3至2.8之间。

优选地，当k3=1、k1=3、k2=2.5时，上述实施例中压缩机的振动加速度、噪声和能效比均达到最优值。

如图9所示，A1曲线代表现有技术中的压缩机的振动加速度随压缩机运行频率的变化关系曲线图，A2曲线代表应用本发明第一实施例中的压缩机的振动加速度随压缩机运行频率的变化关系曲线图。由上图可知，相同频率下，应用本发明第一实施例中的压缩机的振动加速度要小于应用现有技术中的压缩机的振动加速度。由此得出，相比于现有技术中的压缩机，本发明第一实施例中的压缩机具有减震的效果。

如图10所示，B1曲线代表现有技术中的压缩机的噪声随压缩机运行频率的变化关系曲线图，B2曲线代表应用本发明第一实施例中的压缩机的噪声随压缩机运行频率的变化关系曲线图。由上图可知，相同频率下，应用本发明第一实施例中的压缩机的噪声要小于应用现有技术中的压缩机的噪声。由此得出，相比于现有技术中的压缩机，本发明第一实施例中的压缩机具有降噪的效果。

如图11所示，C1曲线代表现有技术中的压缩机的能效比随压缩机运行频率的变化关系曲线图，C2曲线代表应用本发明第一实施例中的压缩机的能效比随压缩机运行频率的变化关系曲线图。由上图可知，相同频率下，应用本发明第一实施例中的压缩机的能效比要大于应用现有技术中的压缩机的能效比。由此得出，相比于现有技术中的压缩机，本发明第一实施例中的压缩机具有提高能效的效果。

如图2所示，增焓装置还包括设置于容纳装置15内部的第二管路14和过滤装置13。第二管路14第一端与增焓管11连通，第二管路14的第二端向远离增焓管11的方向延伸。具体地，第二管路14设置有轴向通孔以及与上述轴向通孔相连的回油孔。工作时，气态的增焓冷媒由第二管路14的轴向通孔经增焓管11进入压缩机本体内，液态的增焓冷媒由于第二管路14的阻隔作用置于第二管路14与筒型结构的容纳装置15之间的腔体内。设置第二管路14能够有效避免液态的冷媒进入到压缩机中，从而降低压缩机工作时出现液击现象的概率。在第二管路14上设置回油孔能够提高冷冻油的回流效果，使冷冻油更容易回流到压缩机泵体中，从而提高压缩机的性能和可靠性。

过滤装置13设置于容纳装置15的内部，并位于第二管路14的第二端和容纳装置15的第一端之间。设置过滤装置13能够对增焓冷媒进行过滤，降低进入压缩机本体中的增焓冷媒的杂质含量，提高压缩机的运行稳定性。

需要说明的是，本发明第一实施例中容纳装置15的第一端为筒型结构的第一连接部，容纳装置15的第二端为筒型结构的第二连接部。本发明第一实施例中的第一管路12与第一连接部连接固定；第二管路14的第一端与穿过第二连接部的增焓管11连通。

如图12所示，增焓装置还包括分别连接压缩机本体的壳体组件71和增焓管11的第二端的连接密封组件，连接密封组件包括：增焓壳体吸气管16、增焓泵体吸气管17、增焓密封圈18。上述增焓壳体吸气管16与增焓口23相对地设置并固定于壳体组件71上。增焓泵体吸气管17套设于增焓壳体吸气管16内部并分别连接增焓口23和增焓管11。增焓密封圈18设置在增焓泵体吸气管17的内部并布置于增焓口23处。

如图1和图13所示，压缩机本体包括壳体组件71、上盖组件72、下盖组件73、转动轴60、电机组件、支撑组件、下盖板52和隔板33和气液分离器80。压缩机还包括分别连接容纳装置15和壳体组件71的减震连接装置。具体地，减震连接装置包括：压紧装置91、减震垫92和紧固装置93。压紧装置91分别连接容纳装置15和壳体组件71，压紧装置91包括两个可活动的压板，两个可活动的压板用于夹紧容纳装置15。减震垫92设置于两个压板靠近容纳装置15的一侧表面。紧固装置93连接两个可活动的压板从而将容纳装置15夹紧。设置减震连接装置连接壳体组件71和容纳装置15，避免容纳装置15构成悬臂梁结构。由于设置有减震装置的增焓装置的固有频率与压缩机运行时的振动频率不同，能够有效避免压缩机运行时产生共振，从而达到减小振动和噪声的目的。

进一步地，上盖组件72与壳体组件71的上端相连接。下盖组件73与壳体组件71的下端相连接。转动轴60设置于壳体组件71内部。电机组件包括与壳体组件71固定连接的电机定子42和用于驱动转动轴60转动的电机转子41。支撑组件包括用于支撑转动轴60的上法兰53和下法兰51，其中下法兰51设置有前述中压腔54。下盖板52固定设置于下法兰51远离上法兰53的一侧端面。隔板33设置于高压压缩部和低压压缩部之间，并将高压压缩部和低压压缩部分隔。气液分离器80与进气口24相连并为压缩机本体提供冷媒。

上述低压压缩部设置于下法兰51的上方，并包括设置于壳体组件71内部的低压缸21、低压滚子22和低压滑片。其中，低压滚子22套设于转轴60的第一偏心部上，低压缸21两侧分别设置有用于与增焓管11相连的增焓口23和用于与气液分离器80相连的进气口24，低压压缩腔由低压缸21、低压滚子22、低压滑片以及下法兰51和隔板33围成。

上述高压压缩部设置于隔板33的上方，并包括设置于壳体组件71内部的高压缸31、高压滚子32和高压滑片，其中，高压滚子32套设于转轴60的第二偏心部上，高压压缩腔由高压缸31、高压滚子32、高压滑片以及上法兰53和隔板33围成。

如图14至图16所示，低压缸21还设置有第一低压腔排气通道212、内部流道入流部211和第一中压冷媒流道213。其中内部流道入流部211为连通增焓口23和中压腔54的通道。下法兰51设置有第二低压腔排气通道511、增焓流道512以及第二中压冷媒流道513。第二低压腔排气通道511与第一低压腔排气通道212对应设置。增焓流道512与内部流道入流部211对应设置。气液分离器80中的冷媒由进气口24进入低压缸21，经压缩后形成的中压冷媒由第一低压腔排气通道212和第二低压腔排气通道511进入中压腔54内。增焓装置中的增焓冷媒由增焓口23进入，并经内部流道入流部211和增焓流道512进入中压腔54内。

增焓装置中的增焓冷媒与低压压缩腔排出的中压冷媒混合后共同构成混合中压冷媒，该混合中压冷媒由下法兰51上设置的第二中压冷媒流道513进入低压缸21的第一中压冷媒流道213。上述混合中压冷媒又经过隔板33上的第三中压冷媒流道331进入到高压缸31中。该混合中压冷媒经高压缸31压缩后形成高压气体，并通过第一高压排气通道311和位于上法兰53上与其对应的第二高压排气通道531排出至壳体组件71和上盖组件72构成的腔体中。其中，上盖组件72设置有排气口74，上述高压气体经排气口74排出至压缩机本体外部。图16中的箭头方向为增焓装置中的冷媒的流通路径。

本发明还提供了一种包括上述压缩机的热泵系统。其中，上述热泵系统包括空调器及热泵热水器。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过控制容纳装置容积与低压缸工作容积的比值范围达到降低噪声、减小压缩机运行时震动的目的。

进一步地，通过设置具有变流通截面积的增焓装置，起到节流降压的作用，能够降低压缩机运行时的噪声，减小压缩机运行时的震动，并提高冷媒的闪发效果。

进一步地，设置与容纳装置相连的减震组件，能够进一步地达到减小噪声和震动的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压缩机，包括：

压缩机本体，所述压缩机本体包括低压压缩部和高压压缩部，并设置有进气口（24）、增焓口（23）以及排气口（74），所述压缩机本体还设置有中压腔（54）以及分别连接所述中压腔（54）的低压压缩腔和高压压缩腔，所述低压压缩部包括低压缸（21）和所述低压压缩腔，所述高压压缩部包括高压缸（31）和所述高压压缩腔；

增焓装置，包括容纳装置（15）和增焓管（11），所述容纳装置（15）通过所述增焓管（11）与所述增焓口（23）连通；

其特征在于，所述容纳装置（15）的容积与所述低压缸（21）的工作容积的比值为k1，其中，1≤k1≤5。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述容纳装置（15）的容积与所述中压腔（54）的容积比值为k2，其中，2≤k2≤3。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述容纳装置（15）为筒型结构，所述筒型结构包括：

直筒部，沿竖直方向设置；

第一部，设置于所述直筒部的顶端，所述第一部包括沿远离所述直筒部的方向直径逐渐减小的第一缩口部以及与所述第一缩口部的小径端相连的第一连接部；

第二部，设置于所述直筒部的底端，所述第二部包括沿远离所述直筒部的方向直径逐渐减小的第二缩口部以及与所述第二缩口部的小径端相连的第二连接部。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述直筒部的内径为D1，其中，20mm≤D1≤50mm，所述第一缩口部的小径端与所述第二缩口部的小径端沿竖直方向的间隔为H1，其中，60mm≤H1≤90mm。

5.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述增焓装置还包括用于对所述容纳装置（15）提供增焓冷媒的第一管路（12），所述第一管路（12）与所述容纳装置（15）连通，且所述第一管路（12）与所述容纳装置（15）的第一端固定连接，所述低压缸（21）包括所述增焓口（23）和连通所述增焓口（23）与所述中压腔（54）的内部流道入流部（211），所述第一管路（12）的内径D2与所述内部流道入流部（211）的内径D3的比值为k3，其中，0.5≤k3≤2。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述增焓装置还包括设置于所述容纳装置（15）内部的第二管路（14），所述第二管路（14）的第一端与所述增焓管（11）连通，所述第二管路（14）的第二端沿远离所述增焓管（11）的方向延伸。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述增焓装置还包括过滤装置（13），所述过滤装置（13）设置于所述容纳装置（15）的内部，并位于所述第二管路（14）的第二端和所述容纳装置（15）的第一端之间。

8.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机本体还包括壳体组件（71），所述压缩机还包括分别连接所述容纳装置（15）和所述壳体组件（71）的减震连接装置。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述减震连接装置包括：

压紧装置（91），分别连接所述容纳装置（15）和所述壳体组件（71），所述压紧装置（91）包括两个可活动的压板，两个可活动的所述压板用于夹紧所述容纳装置（15）；

减震垫（92），设置于两个所述压板靠近所述容纳装置（15）的一侧表面；

紧固装置（93），连接两个可活动的压板以将所述容纳装置（15）夹紧。

10.一种热泵系统，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为根据权利要求1至9中任一项所述的压缩机。