CN105545742B - 多缸双级变容压缩机系统及其运行模式切换的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多缸双级变容压缩机系统，包括压缩机，该压缩机内收容有多组旋转式压缩机构部，其中该压缩机构部包含至少一组高压级旋转式压缩机构部和至少两组低压级旋转式压缩机构部；其中，所述低压级的多组压缩机构部中的一个压缩机构部设置有变容切换机构，且还包括通过向所述变容切换机构通入所述压缩机的吸气压力或中间压力的中间连通管路。通过本发明多缸双级变容压缩机通过向变容机构通入吸气压力或中间压力来切换变容压缩机的运行模式，降低了变容机构前后压差(销钉头部与尾部之间)，减小了因压差导致的泄漏损失，可以提高压缩机的运行效率。本发明还涉及该多缸双级变容压缩机系统运行模式切换的控制方法。

Description

多缸双级变容压缩机系统及其运行模式切换的控制方法
技术领域
本发明属于压缩机、制冷及空调技术领域，具体涉及多缸双级变容压缩机系统及其运行模式切换的控制方法。
背景技术
旋转式压缩机常用的变容技术是将单级双缸或多缸设计成在低负荷时将某一压缩机构执行非压缩运转，以达到降低功率、提高压缩机和制冷循环系统效率的目的。压缩机的变容控制技术是控制旋转式多缸变容压缩机在负荷变化时执行变容运行的重要手段。
东芝专利CN200580045710.5公开了一种双缸变容压缩机采用气缸卸载变容的调节方式，通过三通阀和下气缸叶片背部磁铁控制实现压缩机负载的切换。压缩机启动时上气缸由于叶片弹簧的作用可以很快起动，当壳体内部高背压建立后下气缸也开始压缩，即有两个压缩腔同时工作，实现大冷量运行；当室内温度接近设定温度时，采用单缸小容量方式，此时三通阀将高压气体充入下气缸，使得叶片背部和压缩腔内的压力相等，叶片与活塞分离，之后叶片背部磁铁吸住，下气缸不工作，此时实现小冷量运行。
美的专利CN201010561209.7公开了一种使用可变容压缩机的空调器及其控制方法，其通过三通阀的切换，使卸载缸吸气口压力调整为吸气压力或排气压力来实现卸载缸的工作或卸载。
LG专利CN200680001490.0公开了一种双缸变容压缩机的控制方式，通过模式切换机构，根据运行状态向气缸组件的叶片压力腔提供吸气压力或排气压力，控制叶片与滚动活塞的接触与分离。当叶片与滚动活塞接触时，气缸组件实现正常运行；当叶片与滚动活塞分开时，气缸组件实现省能运行状态。
现有三缸双级变容压缩机运行模式切换的销钉变容机构采用的控制压力为低压(吸气压力)和高压(排气压力)。当压缩机处于全负荷工作状态时，销钉的头部处于高压状态，销钉的尾部处于低压状态，销钉头部与尾部之间存在较大的压差，销钉头部的高压冷媒会向尾部(低压侧)泄漏，进而导致压缩机的能力下降、功耗增加。
由于现有技术中的变容压缩机构由于存在变容切换机构中的冷媒会有泄漏的情况，进而导致压缩机的能力下降、功耗增加的技术问题，因此本发明研究设计出一种多缸双级变容压缩机系统及其运行模式切换的控制方法。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的变容压缩机构由于变容切换机构中的冷媒会存在有泄漏的情况，进而导致压缩机的能力下降、功耗增加的缺陷，从而提供一种多缸双级变容压缩机及其运行模式切换的控制方法。
本发明提供一种多缸双级变容压缩机系统，包括压缩机，该压缩机内收容有多组旋转式压缩机构部，其中该压缩机构部包含至少一组高压级旋转式压缩机构部和至少两组低压级旋转式压缩机构部；其中，所述低压级的多组压缩机构部中的一个压缩机构部设置有变容切换机构，且还包括通过向所述变容切换机构通入所述压缩机的吸气压力或中间压力的中间连通管路。
优选地，所述中间连通管路上设置有用于控制向所述变容切换机构通入所述压缩机的吸气压力、或是中间压力的控制阀。
优选地，所述控制阀为至少两个电磁阀或至少一个三通阀或至少一个四通阀。
优选地，所述高压级旋转式压缩机构部包括高压级气缸、所述低压级旋转式压缩机构部包括低压级非变容气缸和低压级变容气缸；所述压缩机还包括设置于所述低压级变容气缸下端的下法兰及设置于所述下法兰下端的下法兰盖板，所述变容切换结构包括用于控制所述低压级变容气缸在负载和卸载之间切换的、设置于所述下法兰中的销钉和设置于所述下法兰盖板中的切换弹簧。
优选地，所述变容切换机构还包括设置于所述下法兰中、容纳所述销钉并使其能沿法兰轴线方向做往复运动的销钉孔，在所述销钉孔中、位于所述销钉下端形成背压室，所述切换弹簧设置于所述下法兰盖板上端并连接所述销钉。
优选地，所述中间连通管路包括低压连通管路和中压连通管路，其中所述低压连通管路的一端与所述中压连通管路的一端相汇合后连通至所述背压室。
优选地，所述低压连通管路的另一端与所述压缩机的低压吸气侧相连通；所述中压连通管路的另一端与所述压缩机的中压吸气侧或中压排气侧相连通。
优选地，在所述低压连通管路上设置有第一电磁阀，在所述中压连通管路上设置有第二电磁阀；或，在所述低压连通管路和所述中压连通管路相汇合的位置设置有三通阀或四通阀。
优选地，所述低压级变容气缸的吸气管路上还设置有只允许气流流向该气缸的单向阀，在变容气缸的吸气侧的吸气管路上还设置有旁通支路连接至低压连通管路或中压连通管路上。
优选地，还包括设置在所述压缩机外端的混合器，所述中压吸气侧和所述中压连通管路的所述另一端连通所述混合器，所述中压排气侧连通所述混合器或连通所述中压吸气侧。
本发明还提供一种多缸双级变容压缩机运行模式切换的控制方法，其利用前述的多缸双级变容压缩机，通过对中间连通管路的控制进行对所述压缩机的变容控制。
优选地，在全负荷稳定运转过程中，当具有第一电磁阀和第二电磁阀时，调节第一电磁阀始终打开，第二电磁阀始终关闭；当具有三通阀或四通阀时，调节三通阀或四通阀；以使得低压连通管路与低压级变容气缸的背压室相通、中压连通管路与低压级变容气缸的背压室不相通。
优选地，由全负荷运转切换到部分负荷运转过程中，当具有第一电磁阀和第二电磁阀时，切换第一电磁阀由打开到关闭，切换第二电磁阀由关闭到打开；当具有三通阀或四通阀时，调节三通阀或四通阀；以使得低压连通管路与低压级变容气缸的背压室断开、中压连通管路与低压级变容气缸的背压室接通。
优选地，在部分负荷稳定运转过程中，当具有第一电磁阀和第二电磁阀时，调节第一电磁阀始终关闭，第二电磁阀始终打开；当具有三通阀或四通阀时，调节三通阀或四通阀；以使得低压连通管路与低压级变容气缸的背压室不相通、中压连通管路与低压级变容气缸的背压室相通。
优选地，由部分负荷运转切换到全负荷运转过程中，当具有第一电磁阀和第二电磁阀时，切换第一电磁阀由关闭到打开，切换第二电磁阀由打开到关闭；当具有三通阀或四通阀时，调节三通阀或四通阀；以使得低压连通管路与低压级变容气缸的背压室接通、中压连通管路与低压级变容气缸的背压室断开。
本发明提供的一种多缸多级变容压缩机系统及其运行模式切换的控制方法具有如下有益效果：
1.通过向变容机构通入吸气压力或中间压力来切换变容压缩机的运行模式，降低了变容机构前后压差(销钉头部与尾部之间)，减小了因压差导致的泄漏损失，可以提高压缩机的运行效率；
2.使得多缸双级压缩机实现在高负荷工况下通过选择大排量和较低的高低压级排量比以提供较高的能力和运行效率，并且在低负荷工况下通过选择小排量和较大排量比以降低能力输出并保持较高的运行效率。
附图说明
图1是本发明实施例1的双级变容压缩机系统及其蒸气压缩式制冷循环系统图；
图2是本发明实施例1的双级变容压缩机系统的纵向剖视图；
图3是变容缸滑片尾部控制腔压力引入通道示意图；
图4是本发明实施例2的双级变容压缩机系统及其蒸气压缩式制冷循环系统图；
图5是本发明实施例3的双级变容压缩机系统及其蒸气压缩式制冷循环系统图1；
图6是本发明实施例3的双级变容压缩机系统及其蒸气压缩式制冷循环系统图2。
图中附图标记表示为：
1—带有增焓功能的双级旋转式密闭型压缩机；1-1—压缩机的排气管；1-2—密封的壳体；1-3—电动机定子；1-4—电动机转子；1-5—曲轴；1-6—上法兰；1-7—高压级气缸1；1-8—上隔板；1-9—中隔板；1-10—低压级气缸2；1-11—高压级气缸1的滚子；1-12—低压级气缸2的滚子；1-13—低压级气缸2的滑片；1-14—下隔板；1-15—低压级气缸1(变容缸)；1-16—低压级气缸1(变容缸)的滚子；1-17—低压级气缸1(变容缸)的滑片；1-18—销钉；1-19—切换弹簧；1-20—下法兰；1-21—下法兰盖板；1-22—高压级气缸1的吸气管；1-23—低压级气缸1的滑片尾部侧压力腔的压力通道(如图3虚线所示，由下法兰、下法兰盖板和气缸的内部通道或外部管路构成)；1-24—低压级气缸2的吸气管；1-25—低压级气缸1的吸气管；1-26—销钉下端控制腔的压力通道(由低压级气缸1、下法兰和下法兰盖板上的内部通道构成)；1-27—低压级气缸1吸气管单向阀；1-28—销钉下端背压室；1-29—低压级气缸1的滑片尾部侧的压力腔；1-30—低压级气缸1和低压级气缸2的排气通道；2—低压连通管路(或称低压侧冷媒管)；3—中压连通管路(或称中压侧冷媒管)；4—三通阀或四通阀；4-1三通阀(或者四通阀)的第一进口；4-2三通阀(或者四通阀)的第二进口；4-3三通阀(或者四通阀)的出口，5—第一电磁阀，6—第二电磁阀。
具体实施方式
如图1-6所示，本发明提供一种多缸双级变容压缩机系统，包括压缩机，优选带有变容压缩机构的多缸双级旋转式压缩机(进一步优选为带有增焓功能的双级旋转式密闭型压缩机)，该压缩机内收容有多组旋转式压缩机构部，其中该压缩机构部包含至少一组高压级旋转式压缩机构部和至少两组低压级旋转式压缩机构部；其中，所述低压级的多组压缩机构部中的一个压缩机构部设置有变容切换机构，且还包括通过向所述变容切换机构通入所述压缩机的吸气压力或中间压力来控制所述变容切换结构中部件的运动以切换所述变容压缩机运行模式的中间连通管路。
通过向变容机构通入吸气压力或中间压力来切换变容压缩机的运行模式，降低了变容机构前后压差(销钉头部与尾部之间)，减小了因压差导致的泄漏损失，可以提高压缩机的运行效率；
使得多缸双级压缩机能够实现在高负荷工况下通过选择大排量和较低的高低压级排量比以提供较高的能力和运行效率，并且在低负荷工况下能够通过选择小排量和较大排量比以降低能力输出并保持较高的运行效率。
优选地，所述中间连通管路上设置有用于控制向所述变容切换机构通入所述压缩机的吸气压力、或是中间压力的控制阀。通过在中间连通管路上设置控制阀，能够有效地控制向变容切换机构通入吸气压力还是中间压力，以达到对压缩机实现变容控制的目的和效果。
优选地，所述控制阀为至少两个电磁阀或至少一个三通阀或至少一个四通阀。这是控制阀的几种不同的优选种类和结构形式，通过至少两个电磁阀或至少一个三通阀或至少一个四通阀的结构形式能够有效地实现对中间连通管路中的制冷剂流体进行控制通或断的目的和作用。
优选地，所述高压级旋转式压缩机构部包括高压级气缸1-7、所述低压级旋转式压缩机构部包括低压级非变容气缸1-10和低压级变容气缸1-15；所述压缩机还包括设置于所述低压级变容气缸1-15下端的下法兰1-20及设置于所述下法兰1-20下端的下法兰盖板1-21，所述变容切换机构包括用于控制所述低压级变容气缸1-15在负载和卸载之间切换的、设置于所述下法兰1-20中的销钉1-18和设置于所述下法兰盖板1-21中的切换弹簧1-19。这是多缸双级变容压缩机的优选结构和设置方式、及变容切换机构的优选结构和设置方式，通过设置于下法兰中的销钉和弹簧，通过对销钉上端(头部)和下端(尾部)施加气体压力产生的压力差、及对销钉下端施加向上的弹性力和销钉本身重力的几个力的共同作用下，能够使得在压缩机需要增大排量或容量的情况下通过作用在销钉上、下两端的压力的改变使得销钉向下运动，不锁止变容气缸的滑片，则变容气缸压缩工作；在压缩机需要减小排量或容量的情况下通过作用在销钉上、下两端的压力的改变使得销钉向上运动，锁止变容气缸的滑片，则变容气缸不压缩工作，达到形成变容切换的具体实施结构和方式的目的。
优选地，所述变容切换机构还包括设置于所述下法兰1-20中、容纳所述销钉1-18并使其能沿法兰轴线方向做往复运动的销钉孔，在所述销钉孔中、位于所述销钉1-18下端形成背压室1-28，所述切换弹簧1-19设置(优选为固定的方式)于所述下法兰盖板1-21上端并连接所述销钉1-18。通过在下法兰上设置销钉孔的方式一方面能够容纳销钉在其中做往复运动，另一方面能够在销钉下端形成背压室，为向背压室中通入吸气压力或中间压力提供了前提条件。
优选地，所述中间连通管路包括低压连通管路2和中压连通管路3，其中所述低压连通管路2的一端与所述中压连通管路3的一端相汇合后连通至所述背压室1-28。通过将中间连通管路包括低压连通管路和中压连通管路的结构形式，且使低压连通管路的一端和中压连通管路的一端汇合后连通至背压室，能够对背压室中通过低压连通管路供入低压压力，对背压室中通过中压连通管路供入中压压力，进而通过背压室中压力的不同来控制销钉的运动方向，以达到变容控制的目的。
优选地，所述低压连通管路2的另一端与所述压缩机的低压吸气侧相连通；所述中压连通管路3的另一端与所述压缩机的中压吸气侧或中压排气侧相连通。通过将低压连通管路的另一端与压缩机的低压吸气侧相连通、中压连通管路的另一端与压缩机的中压吸气侧或中压排气侧相连通的方式，能够有效地对低压连通管路中供入低压压力、对中压连通管路中供入中压压力，为向背压室中供入低压压力或中压压力提供了条件。
优选地，在所述低压连通管路2上设置有第一电磁阀5，在所述中压连通管路3上设置有第二电磁阀6；或，在所述低压连通管路2和所述中压连通管路3相汇合的位置设置有三通阀或四通阀4。通过设置第一、第二电磁阀或三通阀或四通阀的结构形式，能够对变容切换机构实现控制压力的有效切换的作用，进而达到控制变容调节的作用和目的。
优选地，所述低压级变容气缸1-15的吸气管路上还设置有只允许气流流向该气缸的单向阀1-27，在变容气缸的吸气侧的吸气管路上还设置有旁通支路连接至低压连通管路2或中压连通管路3上。通过在低压级变容气缸的吸气管路设置只允许气流向气缸方向流动的单向阀，能够使得制冷剂流体只能从吸气管路流向该变容气缸中，防止该变容气缸中的流体倒流回吸气管路中，避免压缩机运行效率的下降的问题。由于当销钉向上锁止变容气缸中的滑片时，该气缸中不压缩工作，整个气缸的压缩腔中充斥的是中压气体，此时该压力比低压吸气管路的低压压力要大，则通过单向阀的作用有效地防止气缸中的气流倒流，保证了压缩腔中的制冷剂的压力；当销钉向下解锁变容气缸中的滑片时，该气缸中进行压缩工作，位于气缸中吸气腔中的压力小于低压吸气管路中的压力，则单向阀打开使得制冷剂流体进入吸气腔中，从而进行压缩。增加该旁通管路的目的是保持变容缸卸载时其内部压力为中间压力，防止此时从低压吸气管经由单向阀进气。
优选地，还包括设置在所述压缩机外端的混合器，所述中压吸气侧和所述中压连通管路3的所述另一端连通所述混合器，所述中压排气侧连通所述混合器(实施例一和三)或连通所述所述中压吸气侧(实施例二)。通过设置上述位置的混合器的结构，能够对中压侧的气体进行很好的整合作用。
本发明还提供一种多缸双级变容压缩机运行模式切换的控制方法，其利用前述的多缸双级变容压缩机系统，通过对中间连通管路的控制进行对所述压缩机的变容控制。通过利用前述的多缸双级变容压缩机，通过对中间连通管路的控制进行对所述压缩机的变容控制的控制方法，能够通过向变容机构通入吸气压力或中间压力来切换变容压缩机的运行模式，进而降低了变容机构前后压差(销钉头部与尾部之间)，减小了因压差导致的泄漏损失，可以提高压缩机的运行效率；
同时使得多缸双级压缩机能够实现在高负荷工况下通过选择大排量和较低的高低压级排量比以提供较高的能力和运行效率，并且在低负荷工况下能够通过选择小排量和较大排量比以降低能力输出并保持较高的运行效率。
优选地，在全负荷稳定运转过程中，当具有第一电磁阀5和第二电磁阀6，调节第一电磁阀5始终打开，第二电磁阀6始终关闭；当具有三通阀或四通阀4时，调节三通阀或四通阀4；使得低压连通管路2与低压级变容气缸的背压室1-28相通、中压连通管路3与低压级变容气缸的背压室1-28不相通。此时变容气缸的压力腔1-29内部为中间压力，而背压室1-28持续和制冷循环系统的吸气侧连通，始终保持低压状态，即通过第一、第二电磁阀，或三通阀或四通阀的切换控制方法使得变容气缸保持压缩工作，使压缩机维持在全负荷稳定状态下的运行。
优选地，由全负荷运转切换到部分负荷运转过程中，当具有第一电磁阀5和第二电磁阀6，切换第一电磁阀5由打开到关闭，切换第二电磁阀6由关闭到打开；当具有三通阀或四通阀4时，调节三通阀或四通阀4；使得低压连通管路2与低压级变容气缸的背压室1-28断开、中压连通管路3与低压级变容气缸的背压室1-28接通。此时第一电磁阀5由打开切换到关闭，第二电磁阀6由关闭切换到打开，通过第一电磁阀5的关闭，背压室1-28和制冷循环系统的吸气侧断开，紧接着通过第二电磁阀6打开，背压室1-28和制冷循环系统的补气侧连通，经历此过程使得背压室1-28内的低压在压差作用下通过制冷剂补充并迅速建立与制冷循环系统的补气侧一致的中间压力。即通过第一、第二电磁阀，或三通阀或四通阀的切换控制方法使得变容气缸完成从压缩运行切换到不压缩运行的工作，使压缩机完成从全负荷运转切换到部分负荷运转的运行的目的和作用。
优选地，在部分负荷稳定运转过程中，当具有第一电磁阀5和第二电磁阀6时，调节第一电磁阀5始终关闭，第二电磁阀6始终打开；当具有三通阀或四通阀4时，调节三通阀或四通阀4；使得低压连通管路2与低压级变容气缸的背压室1-28不相通、中压连通管路3与低压级变容气缸的背压室1-28相通。此时第一电磁阀5始终关闭，第二电磁阀6始终打开，或是，三通阀或四通阀4的第一进口4-1与背压室始终连通及第二进口4-2与背压室始终不连通，使得背压室1-28和制冷循环系统的补气侧中间压力始终连通，而压力腔1-29内部为中间压力，变容气缸不压缩工作。即通过第一、第二电磁阀，或三通阀或四通阀的切换控制方法使得变容气缸保持不压缩工作，使压缩机维持在部分负荷稳定状态下的运行。
优选地，由部分负荷运转切换到全负荷运转过程中，当具有第一电磁阀5和第二电磁阀6时，切换第一电磁阀5由关闭到打开，切换第二电磁阀6由打开到关闭；当三通阀或四通阀4时，调节三通阀或四通阀4；使得低压连通管路2与低压级变容气缸的背压室1-28接通、中压连通管路3与低压级变容气缸的背压室1-28断开。此时第一电磁阀5由关闭切换到打开，第二电磁阀6由打开切换到关闭，或是，三通阀或四通阀4的由第一进口4-1与背压室连通切换至由第二进口4-2与背压室连通，使得背压室1-28和制冷循环系统的低压吸气侧连通并保持低压状态，压力腔1-29内部为中间压力，此时变容气缸由不工作切换至工作。即通过第一、第二电磁阀，或三通阀或四通阀的切换控制方法使得变容气缸完成从不压缩运行切换到压缩运行的工作，使压缩机完成从部分负荷运转切换到全负荷运转的运行的目的和作用。
下面介绍一下本发明的优选实施方式或实施例
本发明提出一种新的多缸双级变容压缩机运行模式切换的控制方法，通过二通阀或三通阀(或四通阀)向变容机构通入吸气压力或中间压力，压缩机在低负荷状态时变容缸空载运行，降低功率提高能效；在高负荷工作状态(低温制热、高温制冷)时变容缸压缩运行，提升压缩机的制热/制冷能力。当压缩机变容缸处于工作状态时，变容切换结构前后压差降低(销钉头部与尾部之间)，减小了切换机构内部的泄漏，可提升压缩机的性能。
有益效果：
本发明的目的是提供一种能够根据空调运行负荷变化选择不同排量和不同高低压级排量比的双级变容压缩机的模式切换方法，使得多缸双级压缩机实现在高负荷工况下通过选择大排量和较低的高低压级排量比以提供较高的能力和运行效率，并且在低负荷工况下通过选择小排量和较大排量比以降低能力输出并保持较高的运行效率。通过向变容机构通入吸气压力或中间压力来切换变容压缩机的运行模式，降低了变容机构前后压差(销钉头部与尾部之间)，减小了因压差导致的泄漏损失，可以提高压缩机的运行效率。
一种多缸双级变容压缩机运行模式切换的控制方法，其包括：
带有变容压缩机构的多缸双级旋转式压缩机，该压缩机内收容有多组旋转式压缩机构部，该压缩机构部包含至少一组高压级旋转式压缩机构部和至少两组低压级旋转式压缩机构部；
所述低压级的多组压缩部中的一个压缩部设置有变容切换机构，所述变容切换机构的切换压力为中压或低压，所述变容切换机构的控制压力通过两个电磁阀或一个三通阀或一个四通阀来实现切换。
实施例1：
如图1，设置有变容机构的一个压缩部分包括气缸1-15、滚子1-16、滑片1-17、以及设置在滑片1-17尾部侧的压力腔1-29和设置在销钉1-18下端的背压室1-28。压力腔1-29通过压力通道1-23(由下法兰、下法兰盖板和气缸的内部通道或外部管路构成)与一级排气相连通，其内部压力始终保持为中间压力(见图3)，排气通道1-30通过管路与混合器连通，低压级气缸1和低压级气缸2的排气经混合器及高压级气缸吸气管1-22连通高压级气缸1-7的吸气口。销钉下端控制腔的压力切换由两个电磁阀来实现。
在变容气缸的吸气侧的吸气管路上还设置有旁通支路连接至低压连通管路2上，增加该旁通管路的目的是保持变容缸卸载时其内部压力为中间压力。
销钉1-18下端的背压室1-28通过关闭第一电磁阀5和打开第二电磁阀6实现与补气侧的中间压力制冷剂的连通并保持在中间压力状态，此时销钉1-18上下两端压力相等，销钉在切换弹簧1-19的作用下向上动作，锁死变容缸滑片1-17，变容缸空载运行；销钉1-18下端的背压室1-28通过打开第一电磁阀5和关闭第二电磁阀6实现与吸气压力制冷剂的连通并保持在吸气压力状态，此时销钉1-18上端压力小于上端压力，销钉在气体压力作用下向下动作，变容缸滑片1-17解锁，变容缸进入压缩运行。
在全负荷稳定运转过程中，第一电磁阀5始终打开，第二电磁阀6始终关闭，压力腔1-29内部为中间压力，而背压室1-28持续和制冷循环系统的吸气侧连通，始终保持低压状态。此时销钉1-18受力有:销钉上部承受向下的中压制冷剂压力、自身向下的重力、下部承受向上的吸气侧压力以及下部承受向上的弹簧升力等四种分力，而销钉受到的合力向下，此时销钉1-18稳定保持在销钉孔内，滑片1-17尾部侧受力为中压，头部侧受力为低压和中压，在压差的作用下滑片1-17头部始终紧密贴合滚子1-16，将变容缸1-15分为两部分腔体，从而实现正常压缩运转。
由全负荷运转切换到部分负荷运转过程中，第一电磁阀5由打开切换到关闭，第二电磁阀6由关闭切换到打开，通过第一电磁阀5的关闭，背压室1-28和制冷循环系统的吸气侧断开，紧接着通过第一电磁阀5打开，背压室1-28和制冷循环系统的补气侧连通，经历此过程使得背压室1-28内的低压在压差作用下通过制冷剂补充并迅速建立与制冷循环系统的补气侧一致的中间压力。而压力腔1-29持续和制冷循环系统的补气侧连通，始终保持在中间压力状态。此时销钉1-18受力有:销钉上部承受向下的中压制冷剂压力，自身向下的重力，下部承受向上的中压制冷剂压力以及下部承受切换弹簧1-19的向上的弹力等四种分力，而销钉1-18受到的合力向上，销钉1-18由下向上运动从而进入到滑片1-17下端侧的让位孔中，滑片1-17被销钉1-18锁死不能进行往复运动，与滚子1-16脱离开而使变容缸1-15实现非压缩运行。此时因变容缸1-15内制冷剂压力高于吸气压力，其吸气口处单向阀1-27由导通状态转为关闭状态。
在部分负荷稳定运转过程中，第一电磁阀5始终关闭，第一电磁阀6始终打开，背压室1-28和制冷循环系统的补气侧中间压力始终连通，而压力腔1-29内部为中间压力。此时销钉1-18受力有:销钉上部承受向下的中压制冷剂压力，自身向下的重力，下部承受向上的中压制冷剂压力以及下部承受切换弹簧1-19向上的弹力等四种分力，而销钉1-18受到的合力向上，销钉1-18将一直顶在滑片1-17下端侧的让孔位中，滑片1-17被销钉1-18锁死不能进行往复运动，与滚子1-16脱离开，变容缸1-15实现非压缩运行。变容缸1-15内制冷剂压力高于吸气压力，其吸气口处的单向阀1-27为关闭状态。
由部分负荷运转切换到全负荷运转过程中，第一电磁阀5由关闭切换到打开，第二电磁阀6由打开切换到关闭，背压室1-28和制冷循环系统的吸气侧通过第一电磁阀5连通并保持低压状态，压力腔1-29内部为中间压力。此时销钉1-18受力有:销钉上部承受向下的中压制冷剂压力，自身向下的重力，下部承受向上的低压制冷剂压力以及下部承受切换弹簧1-19的向上的弹力等四种分力，而销钉1-18受到的合力向下，此时销钉1-18稳定保持在销钉孔内，此时滑片1-17尾部侧受力为中压，头部侧受力为低压和中压，在压差的作用下滑片1-17头部侧始终紧密贴合滚子1-16，将变容缸1-15分为两个腔室，变容缸吸气侧的腔体压力下降，此时变容缸进气通道处的单向阀1-27前后端产生压差，其状态由关闭转为导通，变容缸吸入低压气态冷媒并实现压缩运转。
实施例2:
如图4，设置有变容机构的一个压缩部分包括气缸1-15、滚子1-16、滑片1-17、以及设置在滑片1-17尾部侧的压力腔1-29和设置在销钉1-18下端的背压室1-28。压力腔1-29通过压力通道1-23(由下法兰、下法兰盖板和气缸的内部通道或外部管路构成)与一级排气相连通，其内部压力始终保持为中间压力(见图3)；低压级气缸的排气通道1-30由泵体隔板和气缸的内部通道或外部管路构成。销钉下端控制腔的压力切换由两个电磁阀(第一电磁阀5和第二电磁阀6)来实现。
在变容气缸的吸气侧的吸气管路上还设置有旁通支路连接至低压连通管路2上，增加该旁通管路的目的是保持变容缸卸载时其内部压力为中间压力。
销钉1-18下端的背压室1-28通过关闭第一电磁阀5和打开第二电磁阀6实现与补气侧的中间压力制冷剂的连通并保持在中间压力状态，此时销钉1-18上下两端压力相等，销钉在切换弹簧1-19的作用下向上动作，锁死变容缸滑片1-17，变容缸空载运行；销钉1-18下端的背压室1-28通过打开第一电磁阀5和关闭第二电磁阀6实现与吸气压力制冷剂的连通并保持在吸气压力状态，此时销钉1-18上端压力小于上端压力，销钉在气体压力作用下向下动作，变容缸滑片1-17解锁，变容缸进入压缩运行。
该实施例与实施例1的区别在于：低压级气缸1和低压级气缸2的排气通道1-30不连通混合器，低压级排气不通过混合器而是直接连通高压级气缸1-7的吸气口，减少低压级排气的压力损失。
压缩机从全负荷工作状态切换至部分负荷工作状态、从部分负荷工作状态切换至全负荷工作状态的运行原理同实施例1。
实施例3:
见图5和图6，设置有变容机构的一个压缩部分包括气缸1-15、滚子1-16、滑片1-17、以及设置在滑片1-17尾部侧的压力腔1-29和设置在销钉1-18下端的背压室1-28。压力腔1-29通过压力通道1-23(由下法兰、下法兰盖板和气缸的内部通道或外部管路构成)与一级排气相连通，其内部压力始终保持为中间压力(见图3)，排气通道1-30通过管路与混合器连通，低压级气缸1和低压级气缸2的排气经混合器及高压级气缸吸气管1-22连通高压级气缸1-7的吸气口。销钉下端控制腔的压力切换由三通阀或四通阀来实现。
在变容气缸的吸气侧的吸气管路上还设置有旁通支路连接至低压连通管路2或中压连通管路3上，增加该旁通管路的目的是保持变容缸卸载时其内部压力为中间压力。
三通阀(或者四通阀)导通补气侧中间压力冷媒管3和销钉下端控制腔的压力通道1-26(由低压级气缸1、下法兰和下法兰盖板上的内部通道构成)，销钉下端控制腔的压力为中间压力，压力腔1-29内部为中间压力，此时销钉1-18上下两端压力相等，销钉在切换弹簧1-19的作用力下向上运动并保持在滑片1-17让位孔内，滑片1-17始终与滚子脱离，变容缸1-15实现非压缩运转。或者通过三通阀(或者四通阀)导通低压侧冷媒管2和销钉下端控制腔的压力通道1-26，由于压力腔1-29内部为中间压力1，销钉上端所受的气体压力始终大于下端，销钉在气体压力作用下向下运动并保持在销钉孔内，滑片1-17解锁；此时滑片1-17尾部压力为中压，头部压力为低压和中压，滑片始终与滚子1-16紧密贴合将变容缸1-15分成两个腔室，变容缸1-15实现压缩运转。
全负荷稳定运转时，通过三通阀(或者四通阀)第二进口4-2与三通阀(或者四通阀)出口4-3的连接导通吸气侧冷媒管2和销钉下端控制腔的压力通道1-26，背压室1-28持续和制冷循环系统的吸气侧连通，始终保持低压状态，压力腔1-29内部为中间压力。此时销钉1-18受力有:销钉上部承受向下的高压侧压力，自身向下的重力，下部承受向上的低压侧压力以及下部承受向上的弹簧升力等四种分力，而销钉受到的合力向下，此时销钉1-18稳定保持在销钉孔内，滑片1-17尾部侧受力为中间压力，头部侧受力为低压和中压，在压差的作用下滑片1-17头部始终紧密贴合滚子1-16，将变容缸1-15分为两个腔室，变容缸进气通道处的单向阀1-27处于导通状态，压缩机实现正常压缩运转。
部分负荷稳定运转时，通过三通阀(或者四通阀)的第一进口4-1和三通阀(或者四通阀)出口4-3的连接导通补气侧冷媒管3和销钉下端控制腔的压力通道1-26，背压室1-28持续和制冷循环系统的补气侧连通，始终保持中压状态，压力腔1-29内部为中间压力。此时销钉1-18受力有:销钉上部承受向下的中压制冷剂压力，自身向下的重力，下部承受向上的中压制冷剂压力以及下部承受切换弹簧1-19向上的弹力等四种分力，而销钉1-18受到的合力向上，销钉1-18将向上运动并一直顶在滑片1-17下端侧的让孔位中，滑片1-17被销钉1-18限位不能进行往复运动，与滚子1-16脱离开而实现变容缸1-15的非压缩运转。此时因变容缸1-15内制冷剂压力高于吸气压力，其吸气口处单向阀1-27处于关闭状态。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种多缸双级变容压缩机系统，包括压缩机，该压缩机内收容有多组旋转式压缩机构部，其特征在于：该压缩机构部包含至少一组高压级旋转式压缩机构部和至少两组低压级旋转式压缩机构部；其中，所述低压级的多组压缩机构部中的一个压缩机构部设置有变容切换机构，且还包括通过向所述变容切换机构通入所述压缩机的吸气压力或中间压力的中间连通管路；
所述高压级旋转式压缩机构部包括高压级气缸(1-7)、所述低压级旋转式压缩机构部包括低压级非变容气缸(1-10)和低压级变容气缸(1-15)；所述压缩机还包括设置于所述低压级变容气缸(1-15)下端的下法兰(1-20)及设置于所述下法兰(1-20)下端的下法兰盖板(1-21)，所述变容切换结构包括用于控制所述低压级变容气缸(1-15)在负载和卸载之间切换的、设置于所述下法兰(1-20)中的销钉(1-18)和设置于所述下法兰盖板(1-21)中的切换弹簧(1-19)；
所述变容切换机构还包括设置于所述下法兰(1-20)中、容纳所述销钉(1-18)并使其能沿法兰轴线方向做往复运动的销钉孔，在所述销钉孔中、位于所述销钉(1-18)下端形成背压室(1-28)，所述切换弹簧(1-19)设置于所述下法兰盖板(1-21)上端并连接所述销钉(1-18)；
所述中间连通管路包括低压连通管路(2)和中压连通管路(3)，其中所述低压连通管路(2)的一端与所述中压连通管路(3)的一端相汇合后连通至所述背压室(1-28)。
2.根据权利要求1所述的多缸双级变容压缩机系统，其特征在于：所述中间连通管路上设置有用于控制向所述变容切换机构通入所述压缩机的吸气压力、或是中间压力的控制阀。
3.根据权利要求2所述的多缸双级变容压缩机系统，其特征在于：所述控制阀为至少两个电磁阀或至少一个三通阀或至少一个四通阀。
4.根据权利要求1所述的多缸双级变容压缩机系统，其特征在于：所述低压连通管路(2)的另一端与所述压缩机的低压吸气侧相连通；所述中压连通管路(3)的另一端与所述压缩机的中压吸气侧或中压排气侧相连通。
5.根据权利要求1所述的多缸双级变容压缩机系统，其特征在于：在所述低压连通管路(2)上设置有第一电磁阀(5)，在所述中压连通管路(3)上设置有第二电磁阀(6)；或，在所述低压连通管路(2)和所述中压连通管路(3)相汇合的位置设置有三通阀或四通阀(4)。
6.根据权利要求4-5之一所述的多缸双级变容压缩机系统，其特征在于：所述低压级变容气缸(1-15)的吸气管路上还设置有单向阀(1-27)，在变容气缸的吸气侧的吸气管路上还设置有旁通支路连接至低压连通管路(2)或中压连通管路(3)上。
7.根据权利要求4所述的多缸双级变容压缩机系统，其特征在于：还包括设置在所述压缩机外端的混合器，所述中压吸气侧和所述中压连通管路(3)的所述另一端连通所述混合器，所述中压排气侧连通所述混合器或连通所述中压吸气侧。
8.一种多缸双级变容压缩机系统运行模式切换的控制方法，其特征在于：利用权利要求1-7之一所述的多缸双级变容压缩机系统，通过对中间连通管路的控制进而对所述压缩机进行变容控制。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：在全负荷稳定运转过程中，当具有第一电磁阀(5)和第二电磁阀(6)时，调节第一电磁阀(5)始终打开，第二电磁阀(6)始终关闭；当具有三通阀或四通阀(4)时，调节三通阀或四通阀(4)，以使得低压连通管路(2)与低压级变容气缸的背压室(1-28)相通、中压连通管路(3)与低压级变容气缸的背压室(1-28)不相通。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：由全负荷运转切换到部分负荷运转过程中，当具有第一电磁阀(5)和第二电磁阀(6)时，切换第一电磁阀(5)由打开到关闭，切换第二电磁阀(6)由关闭到打开；当具有三通阀或四通阀(4)时，调节三通阀或四通阀(4)，以使得低压连通管路(2)与低压级变容气缸的背压室(1-28)断开、中压连通管路(3)与低压级变容气缸的背压室(1-28)接通。
11.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：在部分负荷稳定运转过程中，当具有第一电磁阀(5)和第二电磁阀(6)时，调节第一电磁阀(5)始终关闭，第二电磁阀(6)始终打开；当具有三通阀或四通阀(4)时，调节三通阀或四通阀(4)，以使得低压连通管路(2)与低压级变容气缸的背压室(1-28)不相通、中压连通管路(3)与低压级变容气缸的背压室(1-28)相通。
12.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：由部分负荷运转切换到全负荷运转过程中，当具有第一电磁阀(5)和第二电磁阀(6)时，切换第一电磁阀(5)由关闭到打开，切换第二电磁阀(6)由打开到关闭；当具有三通阀或四通阀(4)时，调节三通阀或四通阀(4)，以使得低压连通管路(2)与低压级变容气缸的背压室(1-28)接通、中压连通管路(3)与低压级变容气缸的背压室(1-28)断开。
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