CN106016807A - 冷冻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷冻装置，包括：压缩机、控制装置、冷凝器、蒸发器和控制管路，压缩机包括壳体，壳体内设有常运气缸和变容气缸，常运气缸具有常运吸气口，且变容气缸具有变容吸气口，控制装置包括第一控制口至第四控制口，冷凝器的一端与第一控制口相连，蒸发器的一端与第四控制口相连，蒸发器的另一端与冷凝器的另一端相连，控制管路连接在冷凝器的一端和变容吸气口之间。根据本发明的冷冻装置，通过在冷凝器的一端与变容吸气口之间增设一条控制管路，可以通过压差控制压缩机的容积变化，在制冷时，进常运气缸工作，在制热时，常运气缸和变容气缸均工作，从而分别满足制冷和制热的要求。同时，该装置结构简单，控制方便，且成本低。

Description

冷冻装置

技术领域

本发明涉及冷冻装置技术领域，尤其是涉及一种冷冻装置。

背景技术

低温制热能力不足是当前空调系统的一大诟病，变容量技术是解决这一问题的有效途径。相关技术中，变容量技术是通过在系统上设置专门的三通电磁阀或四通电磁阀来控制容量的变化，但是，这种方式成本较高，很难使变容量技术批量推广，另外，变容量技术虽然改变了压缩机基础排量，如果通过压比或温度等参数来控制四通阀(三通阀)的换向，以实现容积变化的话，会带来控制上的麻烦，特别是多缸变容压缩机，从单缸变多缸，其泵体负荷曲线改变，所需要的控制参数也不一样，这就导致了控制实施困难，也给变容量技术难实施带来阻碍。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种冷冻装置，所述冷冻装置具有结构简单、成本低、控制方便的优点。

根据本发明实施例的冷冻装置，包括：压缩机，所述压缩机包括壳体，所述壳体内设有常运气缸和变容气缸，所述常运气缸具有常运吸气口，且所述变容气缸具有变容吸气口，所述壳体上形成有排气口；控制装置，所述控制装置包括第一控制口至第四控制口，第二控制口与所述排气口相连，所述第三控制口与所述常运吸气口相连，所述第一控制口和所述第四控制口中的其中一个与所述第二控制口和所述第三控制口中的其中一个相通时所述第一控制口和所述第四控制口中的另一个与所述第二控制口和所述第三控制口中的另一个相通；冷凝器，所述冷凝器的一端与所述第一控制口相连；蒸发器，所述蒸发器的一端与所述第四控制口相连，所述蒸发器的另一端与所述冷凝器的另一端相连；控制管路，所述控制管路连接在所述冷凝器的所述一端和所述变容吸气口之间。

根据本发明实施例的冷冻装置，通过在冷凝器的一端与变容吸气口之间增设一条控制管路，可以通过压差控制压缩机的容积变化，在制冷时，进常运气缸工作，在制热时，常运气缸和变容气缸均工作，从而分别满足制冷和制热的要求。同时，该装置结构简单，控制方便，且成本低。

根据本发明的一些实施例，所述控制装置为四通阀。

根据本发明的一些实施例，所述常运吸气口和所述变容吸气口为独立的两个吸气口，所述变容吸气口处设有变容吸气储液器。

根据本发明的一些实施例，所述变容气缸的工作容积为V1，所述常运气缸的工作容积为V2，有，所述V1、V2满足：0.3≤V1/V2≤1.2。

可选地，所述V₁/V₂进一步满足：0.45≤V₁/V₂≤1.0。

根据本发明的一些实施例，所述变容气缸内设有滑片，所述变容气缸内具有滑片腔，所述滑片腔位于所述滑片的尾部且与壳体内部相通。

根据本发明的一些实施例，在与所述变容气缸相邻的轴承和/或隔板上设有至少一个磁性元件，所述磁性元件适于吸附所述变容气缸内的滑片。

可选地，所述轴承和/或所述隔板上形成有用于容纳所述磁性元件的容纳槽。

根据本发明的一些实施例，所述压缩机为多缸压缩机。

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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的冷冻装置的压缩机的内部结构示意图；

图2是沿图1中B-B线的截面图；

图3是变容气缸和常运气缸的工作容积比与APF能效的关系曲线；

图4是根据本发明实施例的冷冻装置的结构示意图。

附图标记：

冷冻装置100，

压缩机1，壳体11，排气口111，曲轴12，活塞121，上轴承13，下轴承14，上消音器15，下消音器16，隔板17，容纳槽171，磁性元件172，常运气缸18，常运吸气口181，常运吸气储液器182，变容气缸19，滑片191，滑片腔192，变容吸气口193，变容吸气储液器194，

控制装置2，第一控制口21，第二控制口22，第三控制口23，第四控制口24，

冷凝器3，冷凝器的一端31，冷凝器的另一端32，

蒸发器4，蒸发器的一端41，蒸发器的另一端42，

控制管路5，节流装置6。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的冷冻装置100。

如图4所示，根据本发明实施例的冷冻装置100，包括压缩机1、控制装置2、冷凝器3、蒸发器4和控制管路5。

具体地，如图1和图4所示，压缩机1包括壳体11，壳体11内设有常运气缸18和变容气缸19，常运气缸18具有常运吸气口181，且变容气缸19具有变容吸气口193，壳体11上形成有排气口111。控制装置2包括第一控制口21至第四控制口24，第二控制口22与排气口111相连，第三控制口23与常运吸气口181相连，第一控制口21和第四控制口24中的其中一个与第二控制口22和第三控制口23中的其中一个相通时第一控制口21和第四控制口24中的另一个与第二控制口22和第三控制口23中的另一个相通。冷凝器的一端31与第一控制口21相连，蒸发器的一端41与第四控制口24相连，蒸发器的另一端42与冷凝器的另一端32相连。控制管路5连接在冷凝器的一端31和变容吸气口193之间。

当冷冻装置100制冷运行时，第二控制口22和第一控制口21连通，第三控制口23和第四控制口24连通，压缩机1排气口111排出的高温高压的气体经过第二控制口22和第一控制口21后，一部分进入冷凝器3中进行换热，在冷凝器3中进行换热完成的冷媒进入蒸发器4中进行换热，在蒸发器4中换热完成的冷媒通过第四控制口24、第三控制口23和常运吸气口181进入常运气缸18内进行压缩；另一部分高压气体冷媒经过控制管路5流向变容气缸19的变容吸气口193内。压缩机1壳体11内部为高压环境，变容气缸19的吸气压力为高压气体且与压缩机1壳体11内部的压力一致，因此，在冷冻装置100制冷时，变容气缸19不参与压缩冷媒的工作。

当冷冻装置100制热运行时，第二控制口22和第四控制口24连通，第三控制口23和第一控制口21连通，压缩机1排气口111排出的高温高压的气体经过第二控制口22和第四控制口24后，进入蒸发器4中进行换热，在蒸发器4中进行换热完成的冷媒进入冷凝器3中进行换热，在冷凝器3中换热完成的冷媒一部分通过第一控制口21、第三控制口23和常运吸气口181进入常运气缸18内进行压缩；另一部分低压气体冷媒经过控制管路5流向变容气缸19的变容吸气口193内。压缩机1壳体11内部为高压环境，变容气缸19的吸气压力为低压气体且与压缩机1壳体11内部的压力存在较大的压差，因此，在冷冻装置100制热时，变容气缸19参与压缩冷媒的工作。

由此，可以简化冷冻装置100的结构，且可以避免设置一个三通阀，从而节省成本，另外，此种结构的控制方式简单，方便。

根据本发明实施例的冷冻装置100，通过在冷凝器的一端31与变容吸气口193之间增设一条控制管路5，可以通过压差控制压缩机1的容积变化，在制冷时，进常运气缸18工作，在制热时，常运气缸18和变容气缸19均工作，从而分别满足制冷和制热的要求。同时，该装置结构简单，控制方便，且成本低。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，控制装置2可以为四通阀，四通阀结构简单，控制方便。

可选地，如图1和图4所示，常运吸气口181和变容吸气口193为独立的两个吸气口，变容吸气口193处设有变容吸气储液器194。也就是说，常运气缸18的常运吸气口181与变容气缸19的变容吸气口193分开设置，且变容气缸19的变容吸气口193处设有变容吸气储液器194。由此，当冷冻装置100变换工况时，可以防止出现变容气缸19吸液的问题。当压缩机1出现吸液时，可能会导致排气阀片断裂，轴承磨损等问题。

在本发明的一些实施例中，变容气缸19的工作容积为V1，常运气缸18的工作容积为V2，有，V1、V2满足：0.3≤V1/V2≤1.2。需要说明的是，气缸工作容积是指活塞121在从一个止点运动到另一个止点间运动所扫过的容积称为气缸工作容积。如图3所示，当V1/V2的值位于0.3-1.2之间时，冷冻装置100的APF(AnnualPerformanceFactor，全年能源消耗效率)能效较高，而APF能效越高，冷冻装置100在使用过程中越省电。进一步地，V₁/V₂进一步满足：0.45≤V₁/V₂≤1.0。由此可以进一步地保证冷冻装置100具有较高的APF能效，从而满足用户的使用需求。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，变容气缸19内设有滑片191，变容气缸19内具有滑片腔192，滑片腔192位于滑片191的尾部且与壳体11内部相通。由此，可以通过压差来控制变容气缸19内的滑片191，当制热时，变容气缸19内的滑片191两端压差很大，滑片191就会抵住活塞121，变容气缸19可以工作；当制冷时，滑片191两端压差相等，变容气缸19对应的滑片191不动作，滑片191就不会抵住活塞121，以避免滑片191头部与活塞121的摩擦，此时变容气缸19不可以工作，从而降低磨耗和功率，提高压缩机1能效。当然，本发明不限于此，滑片191的尾部还可以通过弹簧与变容气缸19连接，以使滑片191与活塞121接触，并在制热时，使变容气缸19工作。

可选地，如图1所示，在与变容气缸19相邻的轴承和/或隔板17上设有至少一个磁性元件172，磁性元件172适于吸附变容气缸19内的滑片191。由此，磁性元件172可以使滑片191稳定地保持在滑片槽内，不会因内部气压的波动而产生运动，导致滑片191与活塞121或气缸产生碰撞，以及导致零件损坏，从而提高压缩机1的可靠性。

优选地，如图1所示，轴承和/或隔板17上形成有用于容纳磁性元件172的容纳槽171。由此可以对磁性元件172起到固定的作用，从而利用磁性元件172使滑片191更稳定地保持在滑片槽内，进而提高压缩机1的可靠性。

例如，在图1所示的示例中，变容气缸19与常运气缸18之间设置有隔板17，隔板17的靠近变容气缸19的一侧设置有一个容纳槽171，容纳槽171邻近滑片191的远离活塞121的一端，容纳槽171内设置有磁性元件172，磁性元件172可以更稳定地使滑片191保持在滑片槽内，从而提高压缩机1的可靠性。

在本发明的一些实施例中，压缩机1为多缸压缩机。当压缩机1为多缸压缩机时，压缩机1包括至少一个常运气缸18和压缩机1至少包括一个变容气缸19。由此，可以同时满足冷冻装置100的制冷和制热要求，且可以提高系统能效。

下面参考图1-图4描述根据本发明一个具体实施例的冷冻装置100。

如图4所示，根据本发明实施例的冷冻装置100，包括压缩机1、控制装置2(例如四通阀)、冷凝器3、蒸发器4、控制管路5和节流装置6。

具体地，压缩机1包括壳体11，壳体11内设有一个常运气缸18、一个变容气缸19、上轴承13、下轴承14、隔板17、上消音器15、下消音器16和曲轴12，常运气缸18、变容气缸19、上轴承13、下轴承14、隔板17、上消音器15、下消音器16套设在曲轴12上。常运气缸18位于变容气缸19的上侧且常运气缸18和变容气缸19之间设有隔板17，上轴承13设在常运气缸18的上侧，上轴承13的上端面与上消音器15限定出上消音腔，下轴承14设在变容气缸19的下侧，下轴承14的下端面与下消音器16限定出下消音腔。

其中，常运气缸18具有常运吸气口181，变容气缸19具有变容吸气口193，且变容吸气口193和常运吸气口181为两个独立的吸气口，且变容吸气口193处设有变容吸气储液器194，常运吸气口181处设有常运吸气储液器182，由此可以防止压缩机1出现吸液的问题。壳体11上形成有排气口111，控制装置2包括第一控制口21至第四控制口24，第二控制口22与排气口111相连，第三控制口23与常运吸气口181相连，当冷冻装置100制冷运行时，第一控制口21与第二控制口22相通，第三控制口23与第四控制口24相通，当冷冻装置100制热运行时，第二控制口22与第四控制口24相通，第三控制口23与第一控制口21相通。冷凝器的一端31与第一控制口21相连，蒸发器的一端41与第四控制口24相连，蒸发器的另一端42与冷凝器的另一端32相连，控制管路5连接在冷凝器的一端31和变容吸气口193之间，节流装置6设在蒸发器的另一端42和冷凝器的另一端42之间。

另外，变容气缸19的工作容积为V₁，常运气缸18的工作容积为V₂，V₁/V₂满足：0.45≤V₁/V₂≤1.0。由此可以提高冷冻装置100的APF能效。

如图1所示，变容气缸19内设有滑片191，变容气缸19内具有滑片腔192，滑片腔192位于滑片191的尾部且与壳体11内部连通，因此，滑片腔192内为高压环境。隔板17的朝向变容气缸19的一侧设有容纳槽171，容纳槽171内设置有磁性元件172，磁性元件172与滑片191吸附可以使滑片191更稳定地保持在滑片槽内，从而提高压缩机1的可靠性。

当冷冻装置100制冷运行时，第二控制口22和第一控制口21连通，第三控制口23和第四控制口24连通，压缩机1排气口111排出的高温高压的气体经过第二控制口22和第一控制口21后，一部分进入冷凝器3中进行换热，在冷凝器3中进行换热完成的冷媒进入节流装置6进行节流降压，节流降压后的冷媒进入蒸发器4中进行换热，在蒸发器4中换热完成的冷媒通过第四控制口24、第三控制口23和常运吸气口181进入常运气缸18内进行压缩；另一部分高压气体冷媒经过控制管路5流向变容气缸19的变容吸气口193内，而压缩机1壳体11内部为高压环境，变容气缸19的吸气压力与压缩机1壳体11内部的压力一致，且滑片191两端的压力一致，因此，在冷冻装置100制冷时，变容气缸19不参与压缩冷媒的工作。

当冷冻装置100制热运行时，第二控制口22和第四控制口24连通，第三控制口23和第一控制口21连通，压缩机1排气口111排出的高温高压的气体经过第二控制口22和第四控制口24后，进入蒸发器4中进行换热，在蒸发器4中进行换热完成的冷媒进入节流装置6中节流降压，节流降压后的冷媒进入冷凝器3中进行换热，在冷凝器3中换热完成的冷媒一部分通过第一控制口21、第三控制口23和常运吸气口181进入常运气缸18内进行压缩；另一部分低压气体冷媒经过控制管路5流向变容气缸19的变容吸气口193内，而压缩机1壳体11内部为高压环境，变容气缸19的吸气压力与压缩机1壳体11内部的压力存在较大的压差，滑片191两端存在压差，滑片191在压差的作用下与活塞121相抵，因此，在冷冻装置100制热时，变容气缸19参与压缩冷媒的工作。

综上所述，根据本发明实施例的冷冻装置，结构简单，成本低，且控制方便，并可以同时满足制冷和制热的需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种冷冻装置，其特征在于，包括：

压缩机，所述压缩机包括壳体，所述壳体内设有常运气缸和变容气缸，所述常运气缸具有常运吸气口，且所述变容气缸具有变容吸气口，所述壳体上形成有排气口；

控制装置，所述控制装置包括第一控制口至第四控制口，第二控制口与所述排气口相连，所述第三控制口与所述常运吸气口相连，所述第一控制口和所述第四控制口中的其中一个与所述第二控制口和所述第三控制口中的其中一个相通时所述第一控制口和所述第四控制口中的另一个与所述第二控制口和所述第三控制口中的另一个相通；

冷凝器，所述冷凝器的一端与所述第一控制口相连；

蒸发器，所述蒸发器的一端与所述第四控制口相连，所述蒸发器的另一端与所述冷凝器的另一端相连；

控制管路，所述控制管路连接在所述冷凝器的所述一端和所述变容吸气口之间。

2.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，所述控制装置为四通阀。

3.根据权利要求1或2所述的冷冻装置，其特征在于，所述常运吸气口和所述变容吸气口为独立的两个吸气口，所述变容吸气口处设有变容吸气储液器。

4.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，所述变容气缸的工作容积为V₁，所述常运气缸的工作容积为V₂，有，所述V₁、V₂满足：0.3≤V₁/V₂≤1.2。

5.根据权利要求4所述的冷冻装置，其特征在于，所述V₁/V₂进一步满足：0.45≤V₁/V₂≤1.0。

6.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，所述变容气缸内设有滑片，所述变容气缸内具有滑片腔，所述滑片腔位于所述滑片的尾部且与壳体内部相通。

7.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，在与所述变容气缸相邻的轴承和/或隔板上设有至少一个磁性元件，所述磁性元件适于吸附所述变容气缸内的滑片。

8.根据权利要求7所述的冷冻装置，其特征在于，所述轴承和/或所述隔板上形成有用于容纳所述磁性元件的容纳槽。

9.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，所述压缩机为多缸压缩机。