CN105443384B - 压缩机及其控制方法和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机，包括壳体以及设在壳体内的压缩组件、电机、曲轴，电机通过曲轴带动压缩组件旋转，压缩组件包括转子式泵体组件和涡旋式泵体组件，转子式泵体组件和涡旋式泵体组件分别设置于电机的两侧，壳体上设置排气管；涡旋式泵体组件的吸气口连通转子式泵体组件的排气口，涡旋式泵体组件压缩后的气体经排气管输出；转子式泵体组件通过转子式泵体组件的吸气口吸入待压缩气体，转子式泵体组件的吸气口可选择地连通涡旋式泵体组件的吸气口。还涉及一种压缩机的控制方法和空调器。本发明的压缩机及其控制方法和空调器，实现压缩机多级切换或容量调节调节作用，同时兼容涡旋式压缩机和旋转式压缩机的优点，适应工况范围广。

Description

压缩机及其控制方法和空调器

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种压缩机及其控制方法和空调器。

背景技术

普通涡旋压缩机只适应于一些特定的工况范围，当冷凝温度一定时，普通涡旋压缩机在低蒸发温度下运行时，会发生以下问题：1)吸气比容增大，冷媒循环量减少，制热能力下降；2)压比增大，容积效率下降，压缩机输气量及能效显著下降；3)排气温度快速升高，使润滑油黏度急剧下降，影响压缩机润滑。当排气温度与润滑油闪点接近时，会使润滑油碳化。

发明内容

基于此，有必要针对压缩机适应工况范围差的问题，本发明的目的在于提供一种压缩机及其控制方法和空调器，实现压缩机多级切换或容量调节调节作用，同时兼容涡旋式压缩机和旋转式压缩机的优点，适应工况范围广。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种压缩机，包括壳体以及设在所述壳体内的压缩组件、电机、曲轴，所述电机通过所述曲轴带动所述压缩组件旋转，所述压缩组件包括转子式泵体组件和涡旋式泵体组件，所述转子式泵体组件和所述涡旋式泵体组件分别设置于所述电机的两侧，所述壳体上设置排气管；所述涡旋式泵体组件的吸气口连通所述转子式泵体组件的排气口，所述涡旋式泵体组件压缩后的气体经所述排气管输出；所述转子式泵体组件通过所述转子式泵体组件的吸气口吸入待压缩气体，所述转子式泵体组件的吸气口可选择地连通所述涡旋式泵体组件的吸气口。

在其中一个实施例中，所述压缩机还包括设置在所述壳体外的第一管路，所述第一管路的一端连通所述壳体内容纳所述电机的腔体，所述第一管路的另一端连通所述涡旋式泵体组件的吸气口，所述腔体连通所述转子式泵体组件的排气口，所述第一管路还通过管道连通所述转子式泵体组件的吸气口，所述管道上串联设置有第一阀体。

在其中一个实施例中，所述压缩机还包括第二阀体，所述第二阀体具有第一阀口、第二阀口和第三阀口，所述第一阀口通过第二管路连通所述涡旋式泵体组件的补气口，所述第二阀口连通所述第一管路；所述第三阀口连接有补气管道，所述第三阀口可选择地连通所述第一管路和所述涡旋式泵体组件的补气口。

在其中一个实施例中，所述补气管道上串联设置有流量调节阀。

在其中一个实施例中，所述第一管路上设置第一温度检测装置，所述排气管上设置第二温度检测装置。

在其中一个实施例中，所述转子式泵体组件设置于所述电机的下侧，所述涡旋式泵体组件设置于所述电机的上侧。

在其中一个实施例中，所述转子式泵体组件包括上气缸、下气缸、设于所述上气缸内的上滚子和设于所述下气缸内的下滚子，所述上气缸与所述下气缸并联设置；所述涡旋式泵体组件包括静涡盘组件和与其配合的动涡盘组件。

在其中一个实施例中，所述压缩机具有单级工作模式，在所述单级工作模式下，所述第一阀体导通。

在其中一个实施例中，所述压缩机具有双级工作模式，在所述双级工作模式下，所述第一阀体关闭，所述流量调节阀关闭。

在其中一个实施例中，所述压缩机具有双级压缩补气工作模式，在所述双级压缩补气工作模式下，所述第一阀体关闭，所述流量调节阀导通。

还涉及一种压缩机的控制方法，所述压缩机为上述技术方案所述的压缩机，控制方法包括如下步骤：

检测所述第一管路的管温T1；

判断管温T1与第一设定温度T2的关系，当T1≤T2时，所述第一阀体关闭，所述流量调节阀关闭；当T1＞T2时，所述流量调节阀开启。

在其中一个实施例中，在所述流量调节阀开启前还包括如下步骤：

检测所述压缩机的排气温度T3；

判断所述压缩机的排气温度T3与第二设定温度T4的关系，当T3≤T4时，所述第一阀口关闭，所述第二阀口和所述第三阀口导通；当T3＞T4时，所述第一阀口和所述第三阀口导通，所述第二阀口关闭。

在其中一个实施例中，所述控制方法还包括如下步骤：

检测所述压缩机的补气压力P、吸气压力P1和排气压力P2；

所述流量调节阀开启后根据所检测到的所述第一管路的管温T1进行流量调节，使P、P1和P2满足以下关系：P＝k*(P1*P2)^(1/2),其中0.8≤k≤1.2。

还涉及一种空调系统，包括压缩机，所述压缩机为上述任一技术方案所述的压缩机。

本发明的有益效果是：

本发明的压缩机及其控制方法和空调器，转子式泵体组件的吸气口可选择地连通涡旋式泵体组件的吸气口，实现压缩机多级切换或容量调节调节作用，同时兼容涡旋式压缩机和旋转式压缩机的优点，适应工况范围广。压缩腔减少时吸气侧具有降低电机工作温度，提高压缩机可靠性功能；可有效的降温，避免涡旋侧吸气过热引起的压缩机能力下降；实现双(多)级压缩时，压缩机外侧具有补气腔体，并且根据不同的工况，可以实现多次补气，以满足多种需求。

附图说明

图1为本发明的压缩机一实施例的结构示意图；

图2为图1中I部的局部放大示意图；

图3为图1所示压缩机的涡旋侧补气通路示意图；

图4为图1所示压缩机在第一阀口关闭时的结构示意图；

图5为图1所示压缩机在第二阀口关闭时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的压缩机及其控制方法和空调器进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至图3，本发明一实施例的压缩机包括壳体100以及设在壳体100内的压缩组件、电机114、曲轴113。电机114通过曲轴113带动压缩组件旋转。压缩组件包括转子式泵体组件103和涡旋式泵体组件112，转子式泵体组件103和涡旋式泵体组件112分别设置于电机114的两侧。

壳体100上设置排气管111。涡旋式泵体组件112的吸气口连通转子式泵体组件103的排气口，涡旋式泵体组件112压缩后的气体排入壳体100内的空间109，然后经排气管111排出壳体100。转子式泵体组件103通过转子式泵体组件103的吸气口101吸入待压缩气体，转子式泵体组件103的吸气口101可选择地连通涡旋式泵体组件112的吸气口。

优选地，转子式泵体组件103设置于电机114的下侧，涡旋式泵体组件112设置于电机114的上侧。转子式泵体组件103包括上气缸、下气缸、设于上气缸内的上滚子和设于下气缸内的下滚子，上气缸与下气缸并联设置；涡旋式泵体组件112包括静涡盘组件和与其配合的动涡盘组件。

作为一种可实施方式，压缩机还包括设置在壳体100外的第一管路105。第一管路105的一端连通壳体100内容纳电机114的腔体104，第一管路105的另一端连通涡旋式泵体组件112的吸气口。腔体104连通转子式泵体组件103的排气口，第一管路105还通过管道连通转子式泵体组件103的吸气口101，所述管道上串联设置有第一阀体102。第一阀体102用于控制第一管路105与转子式泵体组件103的吸气口101之间的通断。第一阀体102打开时可实现单级压缩，第一阀体102关闭时实现双(多)级压缩。即实现容量调节作用。该压缩机可满足常规使用、轻负荷使用或恶劣条件使用，如低温制热、低温制冷等。

作为一种可实施方式，压缩机还包括第二阀体106，第二阀体106的中间腔体内设置具有换向功能的阀芯1063。第二阀体106具有第一阀口1061、第二阀口1062和第三阀口。第一阀口1061通过第二管路108连通涡旋式泵体组件112的补气口1081，第二阀口1062连通第一管路105，第三阀口连接有补气管道107，第三阀口可选择地连通第一管路105和涡旋式泵体组件112的补气口1081。即第三阀口可与第一管路105连通，第三阀口也可与涡旋式泵体组件112的补气口1081连通，但第三阀口不能与第一管路105和涡旋式泵体组件112的补气口1081同时连通。

具有换向功能的阀芯1063在第二阀体106内的移动实现第三阀口可选择地连通第一管路105和涡旋式泵体组件112的补气口1081，可以根据不同的工况进行移动调整，以使压缩机实现不同工况的补气，满足更多的需求。优选地，补气管道107上串联设置有流量调节阀1071。

工质从位于转子式泵体组件103的吸气口101处分别进入转子式泵体组件103的低压腔体1031、1032，经压缩后流入壳体100内容纳电机114的腔体104中；再经过第一管路105进入第二阀体106中，然后通过第二管路108进入高压级涡旋侧，经二次压缩后排入空间109后由排气管111排出，形成一个循环过程。

优选地，第一管路105上可设置第一温度检测装置1051，排气管111上可设置第二温度检测装置110。第一温度检测装置105和第二温度检测装置110可为温度传感器。

上述实施例的压缩机，转子式泵体组件103可进行一级压缩，而涡旋式泵体组件112可进行一级或二级压缩。

上述实施例的压缩机具有以下工作模式：

(1)压缩机具有单级工作模式

在单级工作模式下，第一阀体102导通，此时第一管路105连通转子式泵体组件103的吸气口101，实现单涡旋工作状态。一级的转子侧及壳体100内容纳电机114的腔体104均属于吸气腔体，有助于电机114散热，提高压缩机的可靠性。此外，经电机114加热后的工质通过第一管路105时，可以有效的降温，可避免涡旋侧吸气过热引起的压缩机能力下降问题。

(2)压缩机具有双级工作模式

在双级工作模式下，第一阀体102关闭，流量调节阀1071关闭。此时转子式泵体组件103进行一级压缩，涡旋式泵体组件112进行二级压缩。压缩机运行于普通的工况下，可以实现双缸双级压缩，同壳径范围下，可以增大压缩机的排气量和排气压力。

(3)压缩机具有双级压缩补气工作模式

在双级压缩补气工作模式下，第一阀体102关闭，流量调节阀1071导通。

如低温制热环境下，通过第二阀口1062的打开，可以有效的降低第一管路105中的温度，使第二阀体106与低压侧的排出气体混合更彻底、换热更充分。同时可以减缓因第一管路105中的气流脉动引起的震动，提高压缩机的稳定性。

上述一实施例的压缩机在控制过程中包括如下步骤：

检测第一管路105的管温T1；

判断管温T1与第一设定温度T2的关系，当T1≤T2时，第一阀体102关闭，流量调节阀1071关闭。当T1＞T2时，流量调节阀1071开启，该种情况适合单级压缩补气，也适合双级压缩的补气，其中第一阀体102处于开启状态时压缩机单级压缩，第一阀体102处于关闭状态时压缩机双级压缩。

作为一种可实施方式，在流量调节阀1071开启前还包括如下步骤：

检测所述压缩机的排气温度T3；

判断所述压缩机的排气温度T3与第二设定温度T4的关系，当T3≤T4时，第一阀口1061关闭，第二阀口1062和第三阀口导通。如图4所示，此时阀芯1063移动至第一阀口1061处，补充液体(或气液混合态)直接从第二阀口1062进入第一管路105中。

当T3＞T4时，第一阀口1061和第三阀口导通，第二阀口1062关闭。如图5所示，此时阀芯1063移动至第二阀口1062处，补充液体(或气液混合态)直接从第一阀口1061进入第二管路108然后从补气口1081进入涡旋压缩腔体(如低温制冷环境)。

通过补充液体(或气液混合态)，有效降低压缩机的排气温度，提高压缩机的可靠性，增强压缩机的使用寿命。

作为一种可实施方式，控制方法还包括如下步骤：

检测所述压缩机的补气压力P、吸气压力P1和排气压力P2；

流量调节阀1071开启后根据所检测到的第一管路105的管温T1进行流量调节，使P、P1和P2满足以下关系：P＝k*(P1*P2)^(1/2),其中0.8≤k≤1.2,即0.8≤k≤1.2。以达到一个最佳的补气效果。

本发明还提供一种空调系统，包括压缩机，所述压缩机为上述任一技术方案所述的压缩机。空调系统除了上述压缩机外均为现有技术，此处不再一一赘述。空调系统由于采用了上述的压缩机，因此也取得了同样的有益技术效果。

以上实施例的压缩机及其控制方法和空调器，转子式泵体组件103的吸气口101可选择地连通涡旋式泵体组件112的吸气口，实现压缩机多级切换或容量调节调节作用，同时兼容涡旋式压缩机和旋转式压缩机的各优点，适应工况范围广。压缩腔减少时吸气侧具有降低电机114工作温度，提高压缩机可靠性功能；可有效的降温，避免涡旋侧吸气过热引起的压缩机能力下降；实现双(多)级压缩时，压缩机外侧具有补气腔体，并且根据不同的工况，可以实现多次补气，以满足多种需求。

压缩机具有多通道补气形式，可运行多种模式满足更多需求。尤其是在保证提高压缩机的可靠性情况下，同时适应低温制冷等恶劣工况的能力。该压缩机可同时兼容两种压缩机的各优点，可根据不同使用情况选择不同的工作模式。尤其是在保证提高压缩机的可靠性情况下，同时适应低温制冷等恶劣工况的能力。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种压缩机，其特征在于，包括壳体(100)、设置在所述壳体(100)外的第一管路(105)、以及设在所述壳体(100)内的压缩组件、电机(114)、曲轴(113)，所述电机(114)通过所述曲轴(113)带动所述压缩组件旋转，所述压缩组件包括转子式泵体组件(103)和涡旋式泵体组件(112)，所述转子式泵体组件(103)和所述涡旋式泵体组件(112)分别设置于所述电机(114)的两侧，所述壳体(100)上设置排气管(111)；所述涡旋式泵体组件(112)的吸气口连通所述转子式泵体组件(103)的排气口，所述涡旋式泵体组件(112)压缩后的气体经所述排气管(111)输出；所述转子式泵体组件(103)通过所述转子式泵体组件(103)的吸气口(101)吸入待压缩气体，所述转子式泵体组件(103)的吸气口(101)可选择地连通所述涡旋式泵体组件(112)的吸气口；所述第一管路(105)的一端连通所述壳体(100)内容纳所述电机(114)的腔体(104)，所述第一管路(105)的另一端连通所述涡旋式泵体组件(112)的吸气口；还包括第二阀体(106)，所述第二阀体(106)具有第一阀口(1061)、第二阀口(1062)和第三阀口，所述第一阀口(1061)通过第二管路(108)连通所述涡旋式泵体组件(112)的补气口，所述第二阀口(1062)连通所述第一管路(105)。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述腔体(104)连通所述转子式泵体组件(103)的排气口，所述第一管路(105)还通过管道连通所述转子式泵体组件(103)的吸气口(101)，所述管道上串联设置有第一阀体(102)。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述第三阀口连接有补气管道(107)，所述第三阀口可选择地连通所述第一管路(105)和所述涡旋式泵体组件(112)的补气口(1081)。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述补气管道(107)上串联设置有流量调节阀(1071)。

5.根据权利要求2-4任一项所述的压缩机，其特征在于，所述第一管路(105)上设置第一温度检测装置(1051)，所述排气管(111)上设置第二温度检测装置(110)。

6.根据权利要求1-4任一项所述的压缩机，其特征在于，所述转子式泵体组件(103)设置于所述电机(114)的下侧，所述涡旋式泵体组件(112)设置于所述电机(114)的上侧。

7.根据权利要求1-4任一项所述的压缩机，其特征在于，所述转子式泵体组件(103)包括上气缸、下气缸、设于所述上气缸内的上滚子和设于所述下气缸内的下滚子，所述上气缸与所述下气缸并联设置；所述涡旋式泵体组件(112)包括静涡盘组件和与其配合的动涡盘组件。

8.根据权利要求2-4任一项所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机具有单级工作模式，在所述单级工作模式下，所述第一阀体(102)导通。

9.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机具有双级工作模式，在所述双级工作模式下，所述第一阀体(102)关闭，所述流量调节阀(1071)关闭。

10.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机具有双级压缩补气工作模式，在所述双级压缩补气工作模式下，所述第一阀体(102)关闭，所述流量调节阀(1071)导通。

11.一种压缩机的控制方法，所述压缩机为权利要求4所述的压缩机，其特征在于，包括如下步骤：

检测所述第一管路(105)的管温T1；

判断管温T1与第一设定温度T2的关系，当T1≤T2时，所述第一阀体(102)关闭，所述流量调节阀(1071)关闭；当T1＞T2时，所述流量调节阀(1071)开启。

12.根据权利要求11所述的压缩机的控制方法，其特征在于，在所述流量调节阀(1071)开启前还包括如下步骤：

检测所述压缩机的排气温度T3；

判断所述压缩机的排气温度T3与第二设定温度T4的关系，当T3≤T4时，所述第一阀口(1061)关闭，所述第二阀口(1062)和所述第三阀口导通；当T3＞T4时，所述第一阀口(1061)和所述第三阀口导通，所述第二阀口(1062)关闭。

13.根据权利要求11或12所述的压缩机的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

检测所述压缩机的补气压力P、吸气压力P1和排气压力P2；

所述流量调节阀(1071)开启后根据所检测到的所述第一管路(105)的管温T1进行流量调节，使P、P1和P2满足以下关系：P＝k*(P1*P2)^(1/2),其中0.8≤k≤1.2。

14.一种空调系统，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为权利要求1-10任一项所述的压缩机。