CN104976126A - 压缩机和具有其的空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机和具有该压缩机的空调系统，所述压缩机包括：壳体；气缸组件，所述气缸组件设在所述壳体内，所述气缸组件具有压缩腔和与所述压缩腔连通的吸气通道，所述压缩机采用的制冷剂为丙烷，所述吸气通道在所述制冷剂的流动方向上的最小横截面积为S1，所述压缩机的排出容积为D，所述S1与D满足关系式：y＝D×ρs/S1，其中，0.05g/cm²≤y≤0.25g/cm²，ρs＝0.012g/cm³。根据本发明实施例的压缩机，吸气性能提高且工作效率提升。

Description

压缩机和具有其的空调系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，更具体地，涉及一种压缩机和具有其的空调系统。

背景技术

R22制冷剂已被“蒙特利尔议定”书列为限期逐步淘汰的制冷剂。欧洲、日本早已开始转向R410A制冷剂替代，美国也开始禁止R22在新的制冷产品中的使用。中国也加快了R22淘汰的步伐，2015年要达到削减基线水平的10％的要求。而国内一些主要品牌也开始推出R410A作为制冷剂的环保空调。然而R410A的GWP值比R22还大，“京都议定书”已将R410A列为受控排放的温室效应气体，所有R410A绝不是长远的替代方案。

作为替代制冷剂之一的R290，即丙烷，为业界关注。然而，当空调中所使用的制冷剂发生改变时，空调的结构也应当进行调整。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

发明人对使用R290制冷剂的空调系统进行了测试，发现在空调ASHRAE测试条件下，压缩机无论是在吸气状态还是排气状态，采用R290制冷剂比R22制冷剂的质量流量要低得多，约为R22制冷剂的45％～48％，具体如表1所示：

表1

至于汽化潜热方面，在40℃和10℃下，R290制冷剂是R22制冷剂的3-4倍。具体如表2所示。

由于汽化潜热越高，单位质量制冷剂吸收或放出的热量越多。因此，实际空调在匹配时，要得到相同的制冷量的话，采用R290制冷剂时，只需要以往R22制冷剂的25％～40％的充灌量(质量)。这样，在压缩机和空调系统中，R290制冷剂比R22制冷剂的质量流量要低得多。

表2

当然，由于R290制冷剂的单位容积制冷量约为R22制冷剂的85％。因此，要得到相同的制冷量的话，采用R290制冷剂的滚动转子压缩机的排出容积比采用R22制冷剂时要大一点。

有鉴于此，本申请的发明人专门针对采用R290制冷剂的空调系统进行了研究，其中特别对压缩机的结构进行了改进，使改进后的压缩机及其空调系统可以匹配R290制冷剂，使用性能较好。

具体而言，发明人发现，当吸气通道的横截面积过小时，则吸气阻力增大，压缩机的功耗将上升；当吸气通道的横截面积过大时，则吸气关闭角度增大，反而使得压缩机的吸气量降低，制冷量恶化。

因此，本申请的发明人对采用R290的压缩机的吸气通道进行了专门的设计，使采用R290的压缩机的吸气效率大大提高，压缩机的工作效率提升。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种压缩机，所述压缩机吸气性能好，运行效率高。

本发明还提出了一种具有上述压缩机的空调系统。

根据本发明实施例的压缩机，包括：壳体；气缸组件，所述气缸组件设在所述壳体内，所述气缸组件具有压缩腔和与所述压缩腔连通的吸气通道，所述压缩机采用的制冷剂为丙烷，所述吸气通道在所述制冷剂的流动方向上的最小横截面积为S1，所述压缩机的排出容积为D，所述S1与D满足关系式：y＝D×ρs/S1，其中，0.05g/cm²≤y≤0.25g/cm²，ρs＝0.012g/cm³。

根据本发明实施例的压缩机，吸气性能提高且工作效率提升。

另外，根据本发明上述实施例的压缩机还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述吸气通道包括第一吸气段和与所述第一吸气段连通的第二吸气段，所述第二吸气段的出口朝向所述压缩腔，所述第二吸气段的最小横截面积为所述S1。

可选地，在所述制冷剂的流动方向上，所述第二吸气段的横截面积不变或逐渐增大。

优选地，第二吸气段形成为圆柱形。

优选地，所述第一吸气段与所述第二吸气段同轴设置。

优选地，在制冷剂的流动方向上，所述吸气通道的横截面积不变。

根据本发明的一个实施例，所述气缸组件包括一个气缸，所述吸气通道设在所述气缸上。

根据本发明的另一个实施例，所述气缸组包括气缸和轴承，所述轴承设在所述气缸的上端和/或下端，所述吸气通道的至少一部分设在所述轴承上。

根据本发明的再一个实施例，所述气缸组件包括两个气缸，两个所述气缸之间设有中隔板，所述吸气通道的至少一部分设在所述中隔板上。

根据本发明实施例的空调系统，包括根据本发明实施例的压缩机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的压缩机的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的压缩机的气缸组件的部分结构示意图；

图3是根据本发明第一个实施例的压缩机的气缸组件的吸气通道的结构示意图。

图4是根据本发明第二个实施例的压缩机的气缸组件的吸气通道的结构示意图；

图5是根据本发明第三个实施例的压缩机的气缸组件的吸气通道的结构示意图；

图6是根据本发明第四个实施例的压缩机的气缸组件的吸气通道的结构示意图。

附图标记：

压缩机100；

壳体10；

气缸组件20；压缩腔21；吸气通道22；第一吸气段221；第二吸气段222；第三吸气段223；气缸201；轴承202。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图详细描述根据本发明实施例的压缩机100。

参照图1至图6所示，根据本发明实施例的压缩机100可以包括壳体10和气缸组件20。气缸组件20可以设在壳体10内。气缸组件20具有压缩腔21和吸气通道22，吸气通道22与压缩腔21连通，制冷剂可以通过吸气通道22吸入到压缩腔21中。其中，压缩机100采用的制冷剂为丙烷，即R290。

本申请的发明人经过研究发现，在相同的制冷量下，采用R290的制冷剂时，制冷剂的流量比以往的制冷剂要小很多，而制冷剂的流量跟压缩机100的排出容积有关。因此，制冷剂进入压缩腔21所经过的吸气通道22的横截面积与压缩机100的排出容积之间应当满足一定的关系。

由于吸气通道22的横截面积在沿制冷剂的流动方向上可以是变化的，此时，制冷剂的流量则主要取决于吸气通道22的横截面积最小的位置。因此，吸气通道22的最小横截面积与压缩机100的排出容积之间应当满足一定的关系。

为方便描述，假设压缩机100的排出容积为D。假设吸气通道22在制冷剂的流动方向上的最小横截面积为S1。也就是说，在吸气通道22内的制冷剂的流动方向上，该吸气通道22的最小横截面积为S1。其中，制冷剂的流动方向通常即为吸气通道22的延伸方向。另外，为方便描述，以下所描述的吸气通道22的最小横截面积均是指吸气通道22在其内部的制冷剂的流动方向上的最小横截面积。

发明人经过研究得出，S1与D满足关系式：y＝D×ρs/S1。其中，y为吸气流量系数，0.05g/cm²≤y≤0.25g/cm²。ρs为0.58MPa的压力(绝对压力)下、18℃的温度下，R290制冷剂气态的密度，ρs＝0.012g/cm³。

这里，压缩机100的排出容积D可以根据具体情况进行取值，例如，在本发明的一些实施例中，3.5cm³≤D≤65cm³。当D与y的值确定时，吸气通道22的最小横截面积S1即可以确定。符合该关系式的压缩机100的吸气效率较好，压缩机100的效率提升。

根据本发明实施例的压缩机100，通过使吸气通道22的最小横截面积满足一定的关系式，使得吸气通道22的最小横截面积适中，不会过大，也不会过小，采用R290的压缩机100的吸气阻力小，吸气适中，吸气效率提高，压缩机100的功耗低，运行效率提高，压缩机100使用更安全可靠。

如图3至图5所示，吸气通道22可以包括第一吸气段221和第二吸气段222，第二吸气段222与第一吸气段221连通。第二吸气段222的出口朝向压缩腔21。也就是说，第二吸气段222的远离第一吸气段221的一端与压缩腔21连通，相比于第二吸气段222，第一吸气段221远离压缩腔21设置。制冷剂首先经过第一吸气段221，再经过第二吸气段222，最后进入到压缩腔21中。

其中，第二吸气段222的最小横截面积为S1。也就是说，制冷剂在吸气通道22内的流动实际取决于靠近压缩腔21的吸气段。由于制冷剂在流经第二吸气段222的最小截面处时流速相对较快，使得制冷剂更易于被吸入到压缩腔21中，压缩机100的吸气性能好。

可以理解的是，第二吸气段222的形状可形成为多种。例如，如图3所示，根据本发明的一些实施例，在制冷剂的流动方向上，第二吸气段222的横截面积可以不变。也就是说，第二吸气段222在任意位置剖切的横截面积均为S1，该值保持不变。其中，制冷剂的流动方向即为第二吸气段222的轴向，即图3中虚线所示的方向。

可以理解得是，第二吸气段222的形状不限于此，在本发明的一些可选实施例中，第二吸气段222的横截面积沿着制冷剂的流动方向可以逐渐减小，也可以逐渐增大。此时，第二吸气段222的最小横截面积S1则为第二吸气段222的其中一端的横截面积。例如，如图4所示，在制冷剂的流动方向上，第二吸气段222的横截面积逐渐增大。此时，第二吸气段222的最小横截面积S1为第二吸气段222的远离压缩腔21的一端的横截面积。

在本发明的一些优选实施例中，第二吸气段222形成为圆柱形。也就是说，第二吸气段222呈直线延伸，并且第二吸气段222的横截面积形成为圆形，而且在沿制冷剂的流动方向上该横截面积保持不变。由此，制冷剂的流动阻力更小，流动更加顺畅且不易发生紊流，压缩机100的吸气噪音小。

优选地，第一吸气段221与第二吸气段222同轴设置。也就是说，第一吸气段221的中心轴线与第二吸气段222的中心轴线位于同一直线上。由此，制冷剂往压缩腔21内流动的过程中可以大致沿直线流动，制冷剂的流动更加顺畅且不易发生紊流，压缩腔21的吸气阻力小，制冷剂更易进入压缩腔21，压缩机100的吸气性能好，吸气噪音更小。

可以理解的是，第一吸气段221与第二吸气段222可以直接连通，也可以间接连通。例如，在图3和图4所示的实施例中，第一吸气段221和第二吸气段222即为直接连通。再例如，在图5所示的实施例中，第一吸气段221与第二吸气段222间接连通。具体而言，吸气通道22还可以包括第三吸气段223，第三吸气段223位于第一吸气段221和第一吸气段221之间。

也就是说，第一吸气段221与第二吸气段222不直接相连，而是通过第二吸气段222间接过渡相连。制冷剂可以依次经过第一吸气段221、第三吸气段223和第二吸气段222，进入到压缩腔21中。由于，第三吸气段223起到连接第一吸气段221和第二吸气段222的作用，因此，在实际制造中，第三吸气段223的长度可以很短。

其中，在制冷剂的流动方向上，相邻的两个吸气段之间可以通过横截面积逐渐变小的轴肩形结构进行过渡。由此，不仅便于制造，而且可以使制冷剂在吸气段之间过渡流动时流动平稳，不易发生紊流。

可选地，如图6所示，气缸组件20可以包括两个气缸201。也就是说，根据本发明实施例的压缩机100可以为双缸压缩机。两个气缸201之间设有中隔板，吸气通道22的至少一部分可以设在中隔板上。也就是说，吸气通道22可以全部设在中隔板上，也可以部分地设在中隔板上。

当吸气通道22完全设在中隔板上时，两个气缸201的压缩腔21分别可以与吸气通道22的开口直接连通。当吸气通道22部分设在中隔板上时，吸气通道22的另一部分可以设在气缸201上，当气缸组件20还具有轴承202时，吸气通道22的另一部分也可以设在轴承202上。其中，压缩腔21可以直接与位于中隔板上的吸气通道22直接连通，也可以与位于气缸201或轴承202上的吸气通道22直接连通，这可以根据具体情况进行设置。

根据本发明实施例的空调系统可以包括冷凝器、蒸发器和根据本发明实施例的压缩机100等部件。该压缩机100可以为如图1中所示的滚动转子压缩机。由于根据本发明实施例的压缩机100具有上述有益的技术效果，因此根据本发明实施例的空调系统吸气性能好，制冷系统的运行效率高，安全性提高。

根据本发明实施例的制冷系统的其他构成和操作以及压缩机100与其他部件的连接结构与连接关系对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体；

气缸组件，所述气缸组件设在所述壳体内，所述气缸组件具有压缩腔和与所述压缩腔连通的吸气通道，所述压缩机采用的制冷剂为丙烷，所述吸气通道在所述制冷剂的流动方向上的最小横截面积为S1，所述压缩机的排出容积为D，所述S1与D满足关系式：y＝D×ρs/S1，其中，0.05g/cm²≤y≤0.25g/cm²，ρs＝0.012g/cm³。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述吸气通道包括第一吸气段和与所述第一吸气段连通的第二吸气段，所述第二吸气段的出口朝向所述压缩腔，所述第二吸气段的最小横截面积为所述S1。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，在所述制冷剂的流动方向上，所述第二吸气段的横截面积不变或逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，第二吸气段形成为圆柱形。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述第一吸气段与所述第二吸气段同轴设置。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，在制冷剂的流动方向上，所述吸气通道的横截面积不变。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述气缸组件包括一个气缸，所述吸气通道设在所述气缸上。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述气缸组包括气缸和轴承，所述轴承设在所述气缸的上端和/或下端，所述吸气通道的至少一部分设在所述轴承上。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述气缸组件包括两个气缸，两个所述气缸之间设有中隔板，所述吸气通道的至少一部分设在所述中隔板上。

10.一种空调系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的压缩机。