CN109405330A - 一种压缩机及热泵系统 - Google Patents

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CN109405330A CN201811083222.9A CN201811083222A CN109405330A CN 109405330 A CN109405330 A CN 109405330A CN 201811083222 A CN201811083222 A CN 201811083222A CN 109405330 A CN109405330 A CN 109405330A
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Abstract

本发明提供了一种压缩机及热泵系统，设计热泵技术领域。压缩机包括：压缩机本体，所述压缩机本体上具有第一进气口、第二进气口以及排气口，所述压缩机本体内设有第一气缸和第二气缸，所述第一进气口与所述第一气缸的吸气口连通，所述第二进气口与所述第二气缸的吸气口连通，所述第一气缸和所述第二气缸的出气口均与所述排气口连通。本发明提供的压缩机，第一气缸和第二气缸并行连接，工作时，相较于传统的一级或二级压缩更加省功，达到提高能效的效果。

Description

一种压缩机及热泵系统
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，具体而言，涉及一种压缩机及热泵系统。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，空调逐渐成为人们生活中必不可少的家用电器。热泵是一种充分利用低品位热能的高效节能装置，广泛应用于空调领域。现有的热泵系统，多存在能效低的问题。现有方案中，为解决热泵系统能效低的问题，多采用增加回热器、增加强空气侧翅片换热措施或使用多级压缩技术来提高热泵系统的能效。但提升效果往往不甚理想。
发明内容
本发明提供了一种压缩机及热泵系统，旨在改善现有热泵机组能效低问题。
本发明是这样实现的：
一种压缩机，包括：压缩机本体，所述压缩机本体上具有第一进气口、第二进气口以及排气口，所述压缩机本体内设有第一气缸和第二气缸，所述第一进气口与所述第一气缸的吸气口连通，所述第二进气口与所述第二气缸的吸气口连通，所述第一气缸和所述第二气缸的出气口均与所述排气口连通。
一种热泵系统，包括：
压缩机，所述压缩机为上述的压缩机；
四通换向阀，具有第一端口、第二端口、第三端口以及第四端口，所述四通换向阀的第一端口与所述压缩机的排气口连通，所述四通换向阀的第二端口与所述压缩机的第一进气口连通；
第一换热器，所述第一换热器的第一端与所述四通换向阀的第三端口连通，所述第一换热器的第二端与所述压缩机的第二进气口连通；
第二换热器，所述第二换热器的第一端与所述四通换向阀的第四端口连通，所述第二换热器的第二端与所述压缩机的第二进气口连通。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述热泵系统还包括闪发器，所述第一换热器的第二端与所述第二换热器的第二端均通过所述闪发器与所述压缩机的第二进气口连通。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述热泵系统还包括气液分离器，所述四通换向阀的第二端口通过所述气液分离器与所述压缩机的第一进气口连通。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述热泵系统还包括喷射器，所述喷射器具有第一入口、第二入口以及喷射口，所述喷射器的第一入口与所述第一换热器的第二端连接，所述喷射器的第二入口与所述气液分离器连通，所述喷射器的喷射口与所述闪发器连通。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述喷射器的第二入口与所述气液分离器之间设有电磁阀。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述喷射器具有喷嘴，所述喷射器的第一入口连接至所述喷嘴。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第一换热器的第二端与所述闪发器之间设有第一膨胀阀。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第二换热器的第二端与所述闪发器之间设有第二膨胀阀。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述四通换向阀的第一端口与所述压缩机的排气口之间设有油分离器。
本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的压缩机应用于热泵系统中时，第一气缸和第二气缸并行连接和运行，第一气缸和第二气缸分别连接两个不同的供气端，即第一进气口和第二进气口是相互独立的。同时不同于传统的双级压缩，本发明提供的压缩机，第一气缸和第二气缸均为一级压缩，第一气缸和第二气缸的出气口均直接连接至排气口处，而不是第一气缸的出气口连接至第二气缸的吸气口。使用时，压缩机的第一气缸连接低压侧，第二气缸连接中压侧，第二气缸主要起补气作用。第一气缸和第二气缸压缩后的排气混合后从压缩机的排气口排出。能够降低补气时的混合损失，还能减小补气的回流损失和流动阻力损失，提高补气的效果。本发明提供的压缩机在工作时，相较于传统的一级或二级压缩更加省功，达到提高能效的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例，一种热泵系统的结构示意图；
图2是本发明实施例，一种热泵系统在制冷模式下的结构示意图；
图3是本发明实施例，一种热泵系统在制热模式下的结构示意图。
图标：压缩机1；第一进气口101；第二进气口102；排气口103；四通换向阀2；第一端口201；第二端口202；第三端口203；第四端口204；第一换热器3；第二换热器4；闪发器5；气液分离器6；喷射器7；电磁阀8；第一膨胀阀9；第二膨胀阀10。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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，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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1，请参照图1所示，本实施例提供一种压缩机，包括：压缩机本体，压缩机本体上具有第一进气口101、第二进气口102以及排气口103，压缩机本体内设有第一气缸和第二气缸，第一进气口101与第一气缸的吸气口连通，第二进气口102与第二气缸的吸气口连通，第一气缸和第二气缸的出气口均与排气口103连通。
本实施例提供的压缩机1应用于热泵系统中时，第一气缸和第二气缸并行连接，第一气缸和第二气缸分别连接两个不同的供气端，即第一进气口101和第二进气口102是相互独立的。同时不同于传统的双级压缩，本发明提供的压缩机1，第一气缸和第二气缸均为一级压缩，第一气缸和第二气缸的出气口均直接连接至排气口103处，而不是第一气缸的出气口连接至第二气缸的吸气口。使用时，压缩机1的第一气缸连接低压侧，第二气缸连接中压侧，第二气缸主要起补气作用。第一气缸和第二气缸压缩后的排气混合后从压缩机1的排气口103排出。本实施例提供的压缩机1在工作时，相较于传统的一级或二级压缩更加省功，达到提高能效的效果。
具体应用时，第一气缸和第二气缸可以于同一个电机连接，同过同一个电机同步控制第一气缸和第二气缸工作。也可以第一气缸和第二气缸分别与一个对应的电机连接，实现对两个气缸的单独控制。应用时，可通过控制两个气泵的工作频率来调节压缩机1的工作功率。
进一步地，本实施提供的压缩机1其中的气缸数不仅限于两个气缸，本领域技术人员完全能够本实施例提供的实施方式，将气缸数拓展为三个甚至多个。例如，当其他实施例中设有第三气缸时，第三气缸可与第一气缸或第二气缸并联。
进一步地，本实施中，第一气缸或第二气缸也可不只由一个气缸组成。例如，第一气缸也可由两个串连的子气缸组成。
本实施例还一种热泵系统，该热泵系统使用上述的压缩机1，以达到提高热泵系统的能效的目的。
具体地，本实施例提供的热泵系统包括：
压缩机1，压缩机1为上述的压缩机1；压缩机1的具体结构参考上述内容，此处不加赘述。
四通换向阀2，具有第一端口201、第二端口202、第三端口203以及第四端口204，四通换向阀2的第一端口201与压缩机1的排气口103连通，四通换向阀2的第二端口202与压缩机1的第一进气口101连通。
本实施例中使用的四通换向阀2使用现有的四通换向阀2即可。该四通换向阀2具有两种状态，每种状态均具有两条通路。其中，第一种状态为：第一端口201与第三端口203导通，构成一条通路；第二端口202与第四端口204导通，构成另一条通路。第二种状态为，第一端口201与第四端口204导通，构成一条通路；第二端口202与第三端口203导通，构成另一条通路。
第一换热器3，第一换热器3的第一端与四通换向阀2的第三端口203连通，第一换热器3的第二端与压缩机1的第二进气口102连通；
第二换热器4，第二换热器4的第一端与四通换向阀2的第四端口204连通，第二换热器4的第二端与压缩机1的第二进气口102连通。
本实施例中，第一换热器3的第二端和第二换热器4的第二端均与压缩机1的第二进气口102连通，且第一换热器3的第二端和第二换热器4的第二端相互也是连通的。
由于四通换向阀2具有两种状态，而第一换热器3的第一端和第二换热器4的第一端均与四通换向阀2连接。故而，第一换热器3的第一端和第二换热器4的第一端也有两种连通状态。
当四通换向阀2处于第一种状态时，第一换热器3的第一端与压缩机1的排气口103连通，第二换热器4的第一端与压缩机1的第一进气口101连通。
当四通换向阀2处于第二种状态时，第一换热器3的第一端与压缩机1的第一进气口101连通，第二换热器4的第一端与压缩机1的排气口103连通。
本实施例提供的热泵系统，压缩机1的第一气缸和第二气缸并行连接与运行，第一气缸连接低压侧，第二气缸连接中压侧，第二气缸主要起补气作用。第一气缸和第二气缸压缩后的排气混合后从压缩机1的排气口103排出。相较于传统的一级或二级压缩更加省功，达到提高热泵系统的整体能效的效果。
进一步地，在本实施例中，热泵系统还包括闪发器5，第一换热器3的第二端与第二换热器4的第二端均通过闪发器5与压缩机1的第二进气口102连通。压缩机1的第二气缸主要起补气的作用，闪发器5能够将从第一换热器3的第二端或第二换热器4的第二端接收到的气液混合的中压冷媒进行分离，将气态中压冷媒传输到压缩机1的第二进气口102处。更好的对第二气缸进行补气。进一步地，在本发明较佳的实施例中，第一换热器3的第二端与闪发器5之间设有第一膨胀阀9。第二换热器4的第二端与闪发器5之间设有第二膨胀阀10。
进一步地，在本实施例中，热泵系统还包括气液分离器6，四通换向阀2的第二端口202通过气液分离器6与压缩机1的第一进气口101连通。气液分离器6能够将接收到的低压气液混合的冷媒进行气液分离，并将气态的低压冷媒传输给压缩机1的第一进气口101。由于气液分离器6是与四通换向阀2的第二端口202连接，故而，其接收到的冷媒可能来自第一换热器3或第二换热器4。具体地，当四通换向阀2处于第一种状态时，气液分离器6接收到的冷媒来自第一换热器3；当四通换向阀2处于第二种状态时，气液分离器6接收到的冷媒来自第二换热器4。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，热泵系统还包括喷射器7，喷射器7具有第一入口、第二入口以及喷射口，喷射器7的第一入口与第一换热器3的第二端连接，喷射器7的第二入口与气液分离器6连通，喷射器7的喷射口与闪发器5连通。喷射器7的第二入口与气液分离器6之间设有电磁阀8。喷射器7具有喷嘴，喷射器7的第一入口连接至喷嘴。
喷射器7能够利用冷媒的膨胀功提升压缩机1的第二气缸的吸气口的压力，即提高压缩机1第二进气口102的压力，使压缩机1运行时更加省功。解决了热泵系统在高温制冷时能效低的问题。
其具体工作原理为，喷射器7的第一入口接收来自第一换热器3的高压气态冷媒并传输到喷射器7的喷嘴处。喷射器7的喷嘴对来自第一换热器3的高压气态冷媒进行降压增速，将高压气态冷媒变为超低压气液混合冷媒，并传输到喷射器7的吸入腔内，使吸入腔内产生局部真空。如此，喷射器7能够依靠虹吸作用，使气液分离器6内的低压气态冷媒通过第二入口进入吸入腔内。通过第一入口和第二入口进入吸入腔内的两路冷媒在吸入腔内混合换热后，经喷射器7的扩压腔增压为中压冷媒后喷出。喷射器7喷出的中压冷媒可直接排出至压缩机1的第二进气口102，也可通过闪发器5排出至压缩机1的第二进气口102。以实现提高压缩机1第二进气口102的压力，使压缩机1运行时更加省功，提高热泵系统能效的效果。
进一步地，在本实施例中，四通换向阀2的第一端口201与压缩机1的排气口103之间设有油分离器。油分离器能够将压缩机1的排气口103排出的高压冷媒中的润滑油进行分离，以保证热泵系统能够安全高效地运行。
本实施例提供的热泵系统具有制冷模式和制热模式两种工作模式，两种工作模式的工作流程如下。
制冷模式：
请参考图2，四通换向阀2处于第一种状态，电磁阀8和第二膨胀阀10开启，第一膨胀阀9关闭。
气液分离器6将低压(Ps)气态冷媒传输到压缩机1的第一进气口101进入第一气缸，闪发器5将中压(Pm)气态冷媒传输到压缩机1的第二进气口102进入第二气缸。第一气缸和第二气缸将接收到的低压(Ps)气态冷媒和中压(Pm)气态冷媒压缩成高压(Pd)气态冷媒并混合后从压缩机1的排气口103排出。压缩机1的排气口103排出的高压(Pd)气态冷媒经由四通换向阀2传输至第一换热器3进行冷却放热后传输到喷射器7的第一入口。
喷射器7的第一入口接收来自第一换热器3的高压(Pd)气态冷媒并传输到喷射器7的喷嘴处。喷射器7的喷嘴对来自第一换热器3的高压(Pd)气态冷媒进行降压增速，将高压气态冷媒变为超低压(Pmx)气液混合冷媒，并传输到喷射器7的吸入腔内，使吸入腔内产生局部真空。如此，喷射器7能够依靠虹吸作用，使气液分离器6内的低压(Ps)气态冷媒通过第二入口进入吸入腔内。通过第一入口和第二入口进入吸入腔内的两路冷媒在吸入腔内混合换热后，经喷射器7的扩压腔增压为中压(Pm)的气液两相冷媒后喷出至闪发器5。闪发器5从中分离出中压(Pm)气态冷媒排放至压缩机1的第二进气口102。同时，闪发器5将分离出的中压(Pm)液态冷媒排放至第二膨胀阀10进行节流降压为低压(Ps)气液两相冷媒后，低压(Ps)气液两相冷媒一次通过第二换热器4和四通换向阀2进入气液分离器6内。
制热模式：
请参考图3，四通换向阀2处于第二种状态，电磁阀8关闭，第一膨胀阀9和第二膨胀阀10开启。
气液分离器6将低压(Ps)气态冷媒传输到压缩机1的第一进气口101进入第一气缸，闪发器5将中压(Pm)气态冷媒传输到压缩机1的第二进气口102进入第二气缸。第一气缸和第二气缸将接收到的低压(Ps)气态冷媒和中压(Pm)气态冷媒压缩成高压(Pd)气态冷媒并混合后从压缩机1的排气口103排出。压缩机1的排气口103排出的高压(Pd)气态冷媒经由四通换向阀2传输至第二换热器4进行冷却放热后，经由第二膨胀阀10节流降压为中压(Pm)的气液两相冷媒。节流降压为中压(Pm)的气液两相冷媒进入闪发器5。闪发器5从中分离出中压(Pm)气态冷媒排放至压缩机1的第二进气口102。同时，闪发器5将分离出的中压(Pm)液态冷媒排放至第一膨胀阀9节流降压为低压(Ps)气液两相冷媒。节流降压后的低压(Ps)气液两相冷媒进入第一换热器3吸热，变为低压(Ps)气态冷媒，并最终经由四通阀进入气液分离器6。
其中，制冷模式和制热模式中，压力大小关系为：高压(Pd)＞中压(Pm)＞低压(Ps)＞超低压(Pmx)。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，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 (10)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：压缩机本体，所述压缩机本体上具有第一进气口、第二进气口以及排气口，所述压缩机本体内设有第一气缸和第二气缸，所述第一进气口与所述第一气缸的吸气口连通，所述第二进气口与所述第二气缸的吸气口连通，所述第一气缸和所述第二气缸的出气口均与所述排气口连通。
2.一种热泵系统，其特征在于，包括：
压缩机，所述压缩机为权利要求1所述的压缩机；
四通换向阀，具有第一端口、第二端口、第三端口以及第四端口，所述四通换向阀的第一端口与所述压缩机的排气口连通，所述四通换向阀的第二端口与所述压缩机的第一进气口连通；
第一换热器，所述第一换热器的第一端与所述四通换向阀的第三端口连通，所述第一换热器的第二端与所述压缩机的第二进气口连通；
第二换热器，所述第二换热器的第一端与所述四通换向阀的第四端口连通，所述第二换热器的第二端与所述压缩机的第二进气口连通。
3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括闪发器，所述第一换热器的第二端与所述第二换热器的第二端均通过所述闪发器与所述压缩机的第二进气口连通。
4.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括气液分离器，所述四通换向阀的第二端口通过所述气液分离器与所述压缩机的第一进气口连通。
5.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括喷射器，所述喷射器具有第一入口、第二入口以及喷射口，所述喷射器的第一入口与所述第一换热器的第二端连接，所述喷射器的第二入口与所述气液分离器连通，所述喷射器的喷射口与所述闪发器连通。
6.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述喷射器的第二入口与所述气液分离器之间设有电磁阀。
7.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述喷射器具有喷嘴，所述喷射器的第一入口连接至所述喷嘴。
8.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述第一换热器的第二端与所述闪发器之间设有第一膨胀阀。
9.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述第二换热器的第二端与所述闪发器之间设有第二膨胀阀。
10.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述四通换向阀的第一端口与所述压缩机的排气口之间设有油分离器。
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