CN109026702B - 压缩机及空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种压缩机及空调系统。压缩机包括：泵体组件，包括曲轴、上法兰、下法兰、下盖板以及气缸组件，气缸组件套设在曲轴上，上法兰套设在曲轴上并位于气缸组件的上端面，下法兰套设在曲轴上并位于气缸组件的下端面，下盖板盖设在下法兰的下端面，上法兰上设置有第一通道，气缸组件上设置有第二通道，下法兰上设置有第三通道，第二通道连接在第一通道和第三通道之间，下法兰的侧壁上设置有吸气口，第三通道与吸气口连通；分液器部件，分液器部件的出口管道与吸气口连接；冷媒管，第一端与出口管道连接，冷媒管的第二端与第一通道连接。本发明能够降低压缩机液击的风险，进而防止滑片与滚子脱离，提高压缩机性能和可靠性。

Description

压缩机及空调系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种压缩机及空调系统。
背景技术
转子压缩机在轻负荷低频运行时，由于制冷/制热负荷小，容易导致蒸发器蒸发不完全的情况，从蒸发器出来的制冷剂为气液两相状态，当气液混合制冷剂进入压缩机气缸中容易导致液击，液击对压缩机的危害非常大：一是使压缩机功率增大，容易造成磨损，对压缩机可靠性非常不利，二是可能导致滚子与滑片脱离，造成滑片与滚子撞击形成异常噪声并影响可靠性，同时滚子与滑片脱离会导致严重的内泄漏，使压缩机制冷量大大降低。
转子压缩机气液分离器主要作用是将液相和气相制冷剂分离开，防止压缩机工作过程中吸气带液，产生液击，造成压缩机泵体零件损坏。但从大量实验表明，当帯液量较大时，分液器无法完全进行气液分离，存在液击风险。
如何解决转子压缩机吸气帯液，是提高转子压缩机性能和可靠性的重点难题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种压缩机及空调系统，以解决现有技术中压缩机容易出现液击风险的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种压缩机，包括：泵体组件，所述泵体组件包括曲轴、上法兰、下法兰、下盖板以及气缸组件，所述气缸组件套设在所述曲轴上，所述上法兰套设在所述曲轴上并位于所述气缸组件的上端面，所述下法兰套设在所述曲轴上并位于所述气缸组件的下端面，所述下盖板盖设在所述下法兰的下端面，所述上法兰上设置有第一通道，所述气缸组件上设置有第二通道，所述下法兰上设置有第三通道，所述第二通道连接在所述第一通道和所述第三通道之间，所述下法兰的侧壁上设置有吸气口，所述第三通道与所述吸气口连通；分液器部件，所述分液器部件的出口管道与所述吸气口连接；冷媒管，所述冷媒管的第一端与所述出口管道连接，所述冷媒管的第二端与所述第一通道连接。
进一步地，所述压缩机还包括控制阀，所述控制阀设置在所述冷媒管上以根据所述压缩机的排气过热度大小控制所述冷媒管的开度。
进一步地，所述压缩机还包括外壳组件，所述外壳组件围设形成安装腔，所述泵体组件安装在所述安装腔内，所述外壳组件的顶部设置有排气管，所述排气管上设置有用于检测所述压缩机的排气过热度大小的检测组件。
进一步地，所述检测组件包括压力传感器和温度传感器。
进一步地，所述冷媒管为铜管，所述铜管与所述第一通道过盈配合连接。
进一步地，所述冷媒管用于与所述第一通道连接的连接段的外周设置有密封层。
进一步地，所述密封层为镀锌层。
进一步地，所述冷媒管的直径为至/>
进一步地，所述上法兰上设置有排气口，所述第一通道靠近所述排气口设置。
进一步地，所述压缩机还包括变频驱动器，所述变频驱动器与所述检测组件和所述控制阀均通讯连接，当所述检测组件检测到所述压缩机的排气过热度小于预定值时，所述变频驱动器控制所述控制阀打开；当所述检测组件检测到所述压缩机的排气过热度不小于所述预定值时，所述变频驱动器控制所述控制阀关闭。
进一步地，所述控制阀为电控阀。
进一步地，所述气缸组件包括第一气缸，所述第一气缸的下端面与所述下法兰的上端面贴合，所述第一气缸上设置有吸气槽和与所述吸气槽连通的吸入口，所述下法兰上设置有排出口，所述吸气槽与所述排出口连通。
根据本发明的另一方面，提供了一种空调系统，包括压缩机，所述压缩机为上述的压缩机。
应用本发明的技术方案，压缩机正常情况下，控制阀为关闭状态，从蒸发器出来低温低压的制冷剂蒸气通过分液器部件进入下法兰的吸气口，然后通过下法兰进入到气缸组件进行压缩、排气，高温高压的气态制冷剂经过冷凝器冷凝、节流阀节流，蒸发器蒸发后完成制冷循环。当压缩机的排气过热度(即排气温度与排气压力对应的饱和温度的差值)小于预定值时(即排气过热度较小，存在吸气帯液的可能)：控制阀打开，一部分制冷剂从上法兰的第一通道进入，上法兰上的排气口处温度高，低温低压制冷剂蒸汽吸收排气口处的热量使气液两相状态的制冷剂气化，使之具有一定的过热度；制冷剂通过上法兰上的第一通道、气缸组件上的第二通道、下法兰上的第三通道进入吸气口，与下法兰的吸气口进来的制冷剂在下法兰的空腔中混合、换热，提高制冷剂的干度；另一方面由于下法兰一直处于压缩机底部油池中，而油池温度高于吸气温度，故在下法兰对空腔中可以进一步吸收油池中的温度，进一步提高制冷剂干度使制冷剂具有一定的过热度；本发明的具有一定过热度的制冷剂蒸气通过下法兰的第三通道、吸气口进入气缸组件进行压缩，排气，完成制冷循环。
本发明中的控制阀可以通过调节阀芯大小，控制进入冷媒管的制冷剂流量，进而控制制冷剂过热度，吸气过热度提高后，通过制冷循环原理可知，压缩机排气温度会升高，进而提高压缩机排气过热度，当排气过热度不小于预定值之后，控制阀关闭，如此循环，最终达到自平衡。
可见，本发明通过控制阀自动调节及在上法兰设置第一通道、气缸组件上设置第二通道、以及下法兰上设置第三通道并在下法兰的空腔中混合的方式，使吸气自平衡，并吸气过热度具有一定过热度，降低压缩机液击的风险，进而防止滑片与滚子脱离，提高压缩机性能和可靠性。
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示意性示出了本发明的压缩机的剖视图；
图2示意性示出了本发明的压缩机的泵体部分的剖视图；
图3示意性示出了本发明的压缩机的上法兰的俯视图；
图4示意性示出了本发明的压缩机的上法兰的剖视图；
图5示意性示出了本发明的压缩机的第一气缸的俯视图；
图6示意性示出了本发明的压缩机的第一气缸的仰视图；
图7示意性示出了本发明的压缩机的下法兰的俯视图；
图8示意性示出了本发明的压缩机的下法兰的仰视图；
图9示意性示出了本发明的空调系统的连接关系图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、外壳组件；11、排气管；20、电机组件；21、定子；22、转子；30、泵体组件；31、曲轴；32、上法兰；321、排气口；322、第一通道；33、下法兰；331、吸气口；332、第三通道；333、空腔；334、排出口；34、下盖板；35、气缸组件；351、第一气缸；3511、吸气槽；3512、吸入口；3513、第二通道；36、滚子；37、消音器；40、分液器部件；41、出口管道；50、控制阀；60、冷媒管；70、冷凝器；80、蒸发器；90、节流阀；100、四通阀。
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。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
参见图1至图9所示，根据本发明的实施例，提供了一种空调系统，本实施例中的空调系统包括依次设置在同一回路上的冷凝器70、压缩机、蒸发器80以及节流阀90。
为了便于实现空调系统制在冷工作模式和制热工作模式之间的切换，本实施例中的空调系统还包括四通阀100，该四通阀100包括第一阀口、第二阀口、第三阀口以及第四阀口，其中，第一阀口与压缩机的分液器部件40连接，第二阀口与冷凝器70连接，第三阀口与压缩机的排气管11连接，第四阀口与蒸发器80连接。
在实际工作的过程中，压缩机容易出现液击风险，为此，本实施例中对压缩机的结构进行了改进。
参见图1至图8所示，本实施例中的压缩机包括外壳组件10、电机组件20、泵体组件30、分液器部件40、冷媒管60以及控制阀50。
其中，外壳组件10包括圆筒结构、设置在圆筒结构上端的上盖和设置在圆筒结构下端的下盖，外壳组件10围设形成安装腔；安装时，电机组件20和泵体组件30均安装在安装腔内。
泵体组件30包括曲轴31、上法兰32、下法兰33、下盖板34、气缸组件35、滚子36以及消音器37，气缸组件35套设在曲轴31上，滚子36安装在气缸组件35内，上法兰32套设在曲轴31上并位于气缸组件35的上端面，消音器37安装在上法兰32上，下法兰33套设在曲轴31上并位于气缸组件35的下端面，下盖板34盖设在下法兰33的下端面，组装时，气缸组件35通过穿设在上法兰32、下法兰33、下盖板34、气缸组件35上的螺栓固定在曲轴31上。
电机组件20包括定子21和转子22，曲轴31与转子22驱动连接。
本实施例中的上法兰32上设置有第一通道322，气缸组件35上设置有第二通道3513，下法兰33上设置有第三通道332，第二通道3513连接在第一通道322和第三通道332之间，下法兰33背离气缸组件35的一侧设置有空腔333，下法兰33的侧壁上设置有与空腔333连通的吸气口331，第三通道332与吸气口331连通；分液器部件40设置在外壳组件10的外部，分液器部件40的出口管道41与吸气口331连接；冷媒管60的第一端与分液器部件40的出口管道41连接，冷媒管60的第二端与第一通道322连接；控制阀50设置在冷媒管60上以根据压缩机的排气过热度大小控制冷媒管60的开度。
具体工作时，压缩机正常情况下，控制阀50为关闭状态，从蒸发器80出来低温低压的制冷剂蒸气通过分液器部件40进入下法兰33的吸气口331，然后通过下法兰33进入到气缸组件35进行压缩、排气，高温高压的气态制冷剂经过冷凝器70冷凝、节流阀90节流，蒸发器80蒸发后完成制冷循环。当压缩机的排气过热度(即排气温度与排气压力对应的饱和温度的差值)小于预定值时(即排气过热度较小，存在吸气帯液的可能)：控制阀50打开，一部分制冷剂从上法兰32的第一通道322进入，上法兰32上的排气口321处温度高，低温低压制冷剂蒸汽吸收排气口321处的热量使气液两相状态的制冷剂气化，使之具有一定的过热度；制冷剂通过上法兰32上的第一通道322、气缸组件35上的第二通道3513、下法兰33上的第三通道332进入吸气口331，与下法兰33的吸气口331进来的制冷剂在下法兰33的空腔333中混合、换热，提高制冷剂的干度；另一方面由于下法兰33一直处于压缩机底部油池中，而油池温度高于吸气温度，故在下法兰33对空腔333中可以进一步吸收油池中的温度，进一步提高制冷剂干度使制冷剂具有一定的过热度；本发明的具有一定过热度的制冷剂蒸气通过下法兰33的第三通道332、吸气口331进入气缸组件35进行压缩，排气，完成制冷循环。
本实施例中的控制阀50可以通过调节阀芯大小，控制进入冷媒管60的制冷剂流量，进而控制制冷剂过热度，吸气过热度提高后，通过制冷循环原理可知，压缩机排气温度会升高，进而提高压缩机排气过热度，当排气过热度不小于预定值之后，控制阀50关闭，如此循环，最终达到自平衡。
可见，本发明通过控制阀50自动调节及在上法兰32设置第一通道322、气缸组件35上设置第二通道3513、以及下法兰33上设置第三通道332并在下法兰33的空腔333中混合的方式，使吸气自平衡，并吸气过热度具有一定过热度，降低压缩机液击的风险，进而防止滑片与滚子脱离，提高压缩机性能和可靠性。
本实施例中的外壳组件10的顶部设置有排气管11，通过该排气管11的作用，便于将压缩机压缩后的高温高压的冷媒排出，排气管11处设置有用于检测压缩机的排气过热度大小的检测组件(图中未示出)。优选地，该检测组件包括压力传感器和温度传感器，结构简单，便于设置。当然，在本发明的其他实施例中，还可以采用其他热湿检测元件来检测压缩机的排气过热度，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。
本实施例中的冷媒管60为铜管，该铜管与第一通道322之间为过盈配合连接，稳定可靠，可以实现一定的密封效果。进一步地，该铜管的用于与第一通道322连接的连接段的外周设置有密封层(图中未示出)。该密封层为镀锌层，结构简单，便于实现密封效果。
当然，在本发明的其他实施例中，还可以采用密封圈等结构来密封铜管与第一通道322之间的间隙，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。
本实施例中的上法兰32上设置有排气口321，第一通道322靠近排气口321设置，便于第一通道322内的制冷剂吸收排气口321内的制冷剂携带的热量。
再次参见图1至图8所示，在本发明的一种优选的实施例中，气缸组件35包括第一气缸351，第一气缸351的下端面与下法兰33的上端面贴合，第一气缸351上设置有吸气槽3511和与吸气槽3511连通的吸入口3512，下法兰33上设置有排出口334，吸气槽3511与排出口334连通。相对于现有技术中的结构而言，本实施例中第一气缸351上的吸气结构由吸气槽3511和与吸气槽3511连通的吸入口3512组成，吸气更加顺畅，能够尽可能地减小第一气缸351的吸气角度。为提高第一气缸351容积利用率，保证强度的情况，吸气槽3511和吸入口3512尽量靠近第一气缸351的滑片槽设置。
当然，在本发明的其他实施例中，气缸组件35还可以包括两个或者两个以上的气缸，便于对冷媒进行多级或者多缸压缩。
本实施例中的冷媒管60的直径为至/>且根据压缩机排量大小确定冷媒管60直径大小，随着压缩机排量增大而增大，且不能过小，过小会导致进入制冷剂流速增大，减小制冷剂换热时间，导致吸气过热不足。
优选地，本实施例中的压缩机还包括变频驱动器(图中未示出)，该变频驱动器与检测组件和控制阀50均通讯连接，当检测组件检测到压缩机的排气过热度小于预定值时，变频驱动器控制控制阀50打开；当检测组件检测到压缩机的排气过热度不小于预定值时，变频驱动器控制控制阀50关闭。优选地，控制阀50为电控阀，便于实现对空调系统的自动控制。
实际安装时，本实施例中的控制阀50可以设置在所述外壳组件10的外部，也可以设置在安装腔内，优选设置在外壳组件10的外部，便于安装和控制。
再次参见图1至图9具体介绍本实施例中的空调系统的工作原理如下：
正常情况下，电动阀为关闭状态，从蒸发器出来低温低压的制冷剂蒸气通过分液器部件40进入下法兰33的吸气口331，然后通过下法兰33上的排出口334、第一气缸351的吸气槽3511、吸入口3512进入第一气缸351进行压缩、排气，高温高压的气态制冷剂经过冷凝器70冷凝、节流阀90节流，蒸发器80蒸发后完成制冷循环。
在压缩机排气管11处设置压力传感器和温度传感器，当排气过热度(即排气温度与排气压力对应的饱和温度的差值)小于预定值时(即排气过热度较小，存在吸气帯液的可能)：①压力传感器和温度传感器反馈信号至变频驱动器，变频驱动器再将信号反馈给电动阀，电动阀打开，一部分制冷剂从上法兰32的第一通道322进入，由于上法兰32上的第一通道322设计在排气口321处，排气口321处温度高，低温低压制冷剂蒸汽吸收排气口321处的热量使气液两相状态的制冷剂气化，使之具有一定的过热度；②通过上法兰32的第一通道322、第二通道3513、下法兰33的第三通道332进入下法兰33的吸气口331，与出口管道41进入的吸气口331进来的制冷剂在下法兰33的空腔333中混合、换热，提高制冷剂的干度；③另一方面由于下法兰33一直处于压缩机底部油池中，而油池温度高于吸气温度，故在下法兰33的空腔333中可以进一步吸收油池中的温度，进一步提高制冷剂干度使制冷剂具有一定的过热度；④具有一定过热度的制冷剂蒸气通过下法兰33的排出口334、第一气缸351的吸气槽3511、吸入口3512进入第一气缸351进行压缩、排气，完成制冷循环。
电动阀可以通过调节阀芯大小，控制进入上法兰32上的第一通道322的制冷剂流量，进而控制制冷剂过热度，吸气过热度提高后，通过制冷循环原理可知，压缩机排气温度会升高，进而提高压缩机排气过热度，当排气过热度大于预定值之后，电动阀关闭，如此循环，最终达到自平衡。
综上所述，本发明通过电动阀自动调节及在上法兰32设置第一通道322、气缸组件35上设置第二通道3513、以及下法兰33上设置第三通道332并在下法兰33的空腔333中混合的方式，，使吸气自平衡，并吸气过热度具有一定过热度，降低压缩机液击的风险，进而防止滑片与滚子脱离，提高压缩机性能和可靠性。
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：
本发明通过监测压缩机排气过热度，当排气过热度小于预定值时，电动阀打开，并通过阀芯大小控制器通过制冷剂流量，制冷剂从上法兰第一通道进入，吸收上法兰排气口处的热量提高制冷剂吸气过热度，过热后的制冷剂通过上法兰的第一通道、气缸组件的第二通道、下法兰的第三通道，与下法兰吸气口进来的制冷剂在下法兰空腔中进行混合、换热，提高制冷剂过热度，根据制冷循环原理，吸气过热度增大后，排气温度升高，当排气过热度大于预定值后，电动阀关闭，如此循环使吸气自平衡并具有一定过热度，降低压缩机液击的风险，进而防止滑片与滚子脱离，提高压缩机性能和可靠性。可见，本发明能够防止压缩机工作过程中吸气带液；改善压缩机低频噪声和能力波动，提高其可靠性。
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 (12)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：
泵体组件(30)，所述泵体组件(30)包括曲轴(31)、上法兰(32)、下法兰(33)、下盖板(34)以及气缸组件(35)，所述气缸组件(35)套设在所述曲轴(31)上，所述上法兰(32)套设在所述曲轴(31)上并位于所述气缸组件(35)的上端面，所述下法兰(33)套设在所述曲轴(31)上并位于所述气缸组件(35)的下端面，所述下盖板(34)盖设在所述下法兰(33)的下端面，所述上法兰(32)上设置有第一通道(322)，所述气缸组件(35)上设置有第二通道(3513)，所述下法兰(33)上设置有第三通道(332)，所述第二通道(3513)连接在所述第一通道(322)和所述第三通道(332)之间，所述下法兰(33)的侧壁上设置有吸气口(331)，所述第三通道(332)与所述吸气口(331)连通；
分液器部件(40)，所述分液器部件(40)的出口管道(41)与所述吸气口(331)连接；
冷媒管(60)，所述冷媒管(60)的第一端与所述出口管道(41)连接，所述冷媒管(60)的第二端与所述第一通道(322)连接；
所述压缩机还包括控制阀(50)，所述控制阀(50)设置在所述冷媒管(60)上以根据所述压缩机的排气过热度大小控制所述冷媒管(60)的开度；
通过所述控制阀(50)自动调节及在所述上法兰(32)设置所述第一通道(322)、所述气缸组件(35)上设置所述第二通道(3513)、以及所述下法兰(33)上设置所述第三通道(332)并在所述下法兰(33)的空腔(333)中混合的方式，使吸气自平衡。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括外壳组件(10)，所述外壳组件(10)围设形成安装腔，所述泵体组件(30)安装在所述安装腔内，所述外壳组件(10)的顶部设置有排气管(11)，所述排气管(11)上设置有用于检测所述压缩机的排气过热度大小的检测组件。
3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述检测组件包括压力传感器和温度传感器。
4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述冷媒管(60)为铜管，所述铜管与所述第一通道(322)过盈配合连接。
5.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述冷媒管(60)用于与所述第一通道(322)连接的连接段的外周设置有密封层。
6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述密封层为镀锌层。
7.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述冷媒管(60)的直径为至/>
8.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述上法兰(32)上设置有排气口(321)，所述第一通道(322)靠近所述排气口(321)设置。
9.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括变频驱动器，所述变频驱动器与所述检测组件和所述控制阀(50)均通讯连接，当所述检测组件检测到所述压缩机的排气过热度小于预定值时，所述变频驱动器控制所述控制阀(50)打开；当所述检测组件检测到所述压缩机的排气过热度不小于所述预定值时，所述变频驱动器控制所述控制阀(50)关闭。
10.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述控制阀(50)为电控阀。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述气缸组件(35)包括第一气缸(351)，所述第一气缸(351)的下端面与所述下法兰(33)的上端面贴合，所述第一气缸(351)上设置有吸气槽(3511)和与所述吸气槽(3511)连通的吸入口(3512)，所述下法兰(33)上设置有排出口(334)，所述吸气槽(3511)与所述排出口(334)连通。
12.一种空调系统，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为权利要求1至11中任一项所述的压缩机。
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