CN111379698B - 可变容积比螺杆压缩机 - Google Patents

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Abstract

公开了螺杆压缩机、操作的方法和制冷剂回路。该螺杆压缩机包括:吸入口,其接收待压缩的工作流体。压缩机构流体连接到吸入口,所述压缩机构压缩工作流体。排出口流体连接到压缩机构,所述排出口输出由所述压缩机构压缩后的所述工作流体。阀组件被配置为改变压缩机构压缩工作流体的位置,阀组件被设置为修改螺杆压缩机的吸入位置。

Description

可变容积比螺杆压缩机
技术领域
本公开大体上涉及蒸汽压缩系统。更具体地,本公开涉及控制蒸汽压缩系统(例如但不限于加热、通风、空调及制冷(HVACR)系统)的压缩机的容积比。
背景技术
用于蒸汽压缩系统的一种类型的压缩机通常被称为螺杆压缩机。螺杆压缩机通常包括一个或多个转子(例如,一个或多个旋转螺杆)。典型地,螺杆压缩机包括一对转子(例如,两个旋转螺杆),所述一对转子相对于彼此旋转以压缩工作流体,诸如但不限于制冷剂等。
发明内容
本公开大体上涉及蒸汽压缩系统。更具体地,本公开涉及控制蒸汽压缩系统(例如但不限于加热、通风、空调及制冷(HVACR)系统)的压缩机的容积比。
在实施例中,所述压缩机为螺杆压缩机。在实施例中,所述螺杆压缩机被用于HVACR系统中,以压缩工作流体(诸如热传递流体,例如但不限于制冷剂等)。
在实施例中,螺杆压缩机由变频器(variable frequency drive,VFD)来致动。
在实施例中,螺杆压缩机具有可变容积比,在实施例中,螺杆压缩机能够以第一容积比和以第二容积比操作。在实施例中,与第二容积比相比,第一容积比相对较低。在实施例中,可基于设置在螺杆压缩机的吸入侧上的阀组件来控制容积比。
在实施例中,阀组件可用于改变吸入端口的位置。
公开了一种螺杆压缩机。该螺杆压缩机包括接收待压缩的工作流体的吸入口。压缩机构流体连接到吸入口,所述压缩机构压缩工作流体。排出口流体连接到压缩机构,所述排出口输出由所述压缩机构压缩后的所述工作流体。阀组件被配置为改变压缩机构压缩工作流体的位置,阀组件被设置为修改螺杆压缩机的吸入位置。
公开了一种修改螺杆压缩机的容积比的方法。该方法包括:确定螺杆压缩机的排出压力;以及响应于所确定的螺杆压缩机的排出压力,修改螺杆压缩机的吸入端口的位置。在相对较高的排出压力下,所述吸入端口设置为使得与在相对较低的排出压力下相比,压缩开始相对较早。
公开了一种制冷剂回路。该制冷剂回路包括流体连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置(例如,阀、孔口等)和蒸发器。压缩机包括:吸入口,其接收待压缩的工作流体。压缩机构流体连接到吸入口,所述压缩机构压缩工作流体。排出口流体连接到压缩机构,所述排出口输出由所述压缩机构压缩后的所述工作流体。阀组件被配置为改变压缩机构压缩工作流体的位置,阀组件被设置为修改压缩机的吸入位置。
附图说明
对附图做出参考,所述附图形成本公开的一部分并且图示本说明书中所描述的系统和方法在其中可被实践的实施例。
图1是根据实施例的热传递回路的示意图。
图2示出了根据实施例的通过其可以实践本说明书中公开的实施例的螺杆压缩机。
图3A和图3B示出了根据实施例的阀组件。
图4A至图4C示出了根据实施例的阀组件。
图5A和图5B示出了根据实施例的阀组件。
通篇类似的附图标记代表类似的部件。
具体实施方式
本公开大体上涉及蒸汽压缩系统。更具体地,本公开涉及控制蒸汽压缩系统(例如但不限于加热、通风、空调及制冷(HVACR)系统)的压缩机的容积比。
在实施例中,如本说明书中所使用的压缩机的容积比是开始压缩过程时的工作流体的容积与开始排出工作流体时的工作流体的容积的比率。固定容积比压缩机包括不管操作条件如何而设定的比率。可变容积比可以在压缩机的操作期间修改(例如,基于操作条件等)。
螺杆压缩机通常具有固定容积比。典型地,螺杆压缩机被设计为当在满负载条件下操作时以最大效率进行操作。因此,当在不同于满负载的条件下进行操作时,螺杆压缩机可能损失效率。例如,当压缩机在部分负载下运行时,压缩机可能对工作流体过度加压。
在一些实例中,螺杆压缩机可具有可变容积比。通常地,为了改变容积比,可延迟排出压缩流体的位置,使得修改压缩机的容积比。
描述了其中螺杆压缩机的排出端口被固定的实施例。相反,提供工作流体的位置用于压缩。在实施例中,该位置是被配置为进行改变的吸入端口。因此,容积比将由于吸入端口的改变而变化。在实施例中,改变吸入端口的位置可例如限制马达被操作的速度范围。在实施例中,由于排出端口是固定的并且不是可变的,因此与当排出端口位置被改变时相比,螺杆压缩机可具有减小的泄漏和排出脉动。
在实施例中,螺杆压缩机可由变频器(VFD)来致动。在实施例中,螺杆压缩机可具有变速驱动器。变速驱动器(其也可被称为变频器)可用于例如改变螺杆压缩机的容量。在这样的实施例中,由于使用变速驱动器来改变容量,因此可修改螺杆压缩机的卸载机构以提供可变容积比而不是控制容量。在实施例中,螺杆压缩机可不包括VFD。然而,在这样的实施例中,相对于包括VFD的实施例,可使容积比修改的益处减小。
所描述的实施例可提高螺杆压缩机的可靠性。例如,当以相对较低的速度操作螺杆压缩机时,维持最小量的润滑可能具有挑战性。因此,螺杆压缩机中的轴承的寿命会降低。与现有的压缩机相比,本公开的实施例可导致相对较高的最小操作速度。因此,可避免润滑变成担忧所处的速度。所以,螺杆压缩机的寿命可增加。
图1是根据一些实施例的热传递回路10的示意图。热传递回路10通常包括压缩机15、冷凝器20、膨胀装置25和蒸发器30。压缩机15可以是例如螺杆压缩机(诸如,以下根据图2描述并示出的螺杆压缩机)。热传递回路10是示例性的,并且可修改为包括另外的部件。例如,在一些实施例中,热传递回路10可包括节能器热交换器、一个或多个流控制装置、储存罐(receiver tank)、干燥器、吸液热交换器等。
热传递回路10通常可以被应用在用于控制空间(通常称为空调空间)中的环境条件(例如,温度、湿度、空气质量等)的各种系统中。系统的示例包括但不限于加热、通风、空调以及制冷(HVAC)系统、运输制冷系统等。
热传递回路10的部件是流体连接的。热传递回路10可被特别配置为能够在冷却模式中操作的冷却系统(例如,空调系统)。可选地,热传递回路10可被特别配置为可在冷却模式和加热/除霜模式两者中操作的热泵系统。
热传递回路10根据通常已知的原理进行操作。热传递回路10可被配置为加热或冷却热传递流体或介质(例如,诸如但不限于水等的液体),在这种情况下,热传递回路10通常可代表液体制冷机系统。可选地,热传递回路10可被配置为加热或冷却热传递介质或流体(例如,诸如但不限于空气等的气体),在这种情况下,热传递回路10通常可代表空调器或热泵。
在操作中,压缩机15将热传递流体(例如,制冷剂等)从相对较低压力的气体压缩为相对较高压力的气体。相对较高压力和较高温度的气体从压缩机15被排出并流过冷凝器20。根据通常已知的原理,热传递流体流过冷凝器20并对热传递流体或介质(例如,水、空气、流体等)进行排热,从而冷却热传递流体。冷却的热传递流体(其现在处于液态形式)流动到膨胀装置25。膨胀装置25减小热传递流体的压力。因此,一部分热传递流体被转换为气态形式。现在处于混合的液态和气态形式的热传递流体流动到蒸发器30。热传递流体流过蒸发器30,并从热传递介质(例如,水、空气、流体等)吸收热量,从而加热热传递流体,并将其转换为气态形式。然后,气态的热传递流体返回到压缩机15。当热传递回路例如在冷却模式中操作时(例如,当压缩机15被启用时),上述过程继续进行。
图2示出了螺杆压缩机35的实施例,通过该螺杆压缩机35可以实践如本说明书中所公开的实施例。螺杆压缩机35可以在图1的制冷剂回路10中(例如,作为压缩机15)使用。要理解的是,螺杆压缩机35可以用于除制冷剂回路10中以外的其他目的。例如,螺杆压缩机35可以用于压缩空气或不同于热传递流体或制冷剂的气体(例如,天然气等)。要理解的是,螺杆压缩机35包括未在本说明书中详细描述的另外的特征。例如,螺杆压缩机35可以包括润滑剂底壳(sump),其用于储存被引入到螺杆压缩机35的移动部件(例如,马达轴承等)的润滑剂。
螺杆压缩机35包括压缩机构,压缩机构包括设置在转子壳体50中的第一螺旋转子40和第二螺旋转子45。转子壳体50包括多个孔55A和55B。多个孔55A和55B被配置为收容第一螺旋转子40和第二螺旋转子45。
第一螺旋转子40(通常被称为阳转子)具有多个螺形叶(lobe)60。第一螺旋转子40的多个螺形叶60可由第二螺旋转子45(通常被称为阴转子)的多个螺形槽65所接收。在实施例中,螺形叶60和螺形槽65可以可选地被称为螺纹件(thread)60、65。第一螺旋转子40和第二螺旋转子45布置在壳体50内,使得螺形槽65与第一螺旋转子40的螺形叶60互相啮合。
在操作期间,第一螺旋转子40和第二螺旋转子45彼此相反地旋转。也就是说,第一螺旋转子40在第一方向上绕轴A旋转,而第二螺旋转子45在与第一方向相反的第二方向上绕轴B旋转。相对于由第一螺旋转子40的轴A限定的轴向方向,螺杆压缩机35包括入口端口70和出口端口75。
旋转的第一螺旋转子40和第二螺旋转子45可在入口端口70处接收工作流体(例如,诸如制冷剂等的热传递流体)。工作流体可在螺形叶60与螺形槽65之间(在螺形叶60与螺形槽65之间形成的凹处(pocket)80中)被压缩并在出口端口75处被排出。凹处通常被称为压缩腔80,并且被限定在螺形叶60和螺形槽65与壳体50的内部表面之间。在实施例中,当第一螺旋转子40和第二螺旋转子45旋转时,压缩腔80可从入口端口70移动到出口端口75。在实施例中,压缩腔80可以在从入口端口70移动到出口端口75时连续减小容积。该容积的连续减小可在压缩腔80中压缩工作流体(例如,诸如制冷剂等的热传递流体)。
图3A和图3B示出了根据实施例的阀组件100。在图3A中,在第一位置中示出阀组件100。在图3B中,在第二位置中示出阀组件100。除非另外特别指明,否则通常将参照图3A和图3B。
可利用阀组件100来修改螺杆压缩机(例如,图2中的螺杆压缩机35)的容积比。在实施例中,阀组件100可改变轴向吸入端口的位置。在实施例中,具有阀组件100的螺杆压缩机35可被包括在制冷剂回路中,诸如图1的制冷剂回路10中的压缩机15。
在示出的实施例中,阀组件100可以是滑动活塞组件。要理解的是,特定的阀组件100类型可根据本说明书的原理而改变。还根据以下的图4A至图4C、图5A和图5B示出并描述了阀组件的实施例。
阀组件100在纵向方向L上可移动,使得开始压缩的位置是可变化的。纵向方向L平行于螺杆压缩机35的转子(例如,图2中的转子40、45)的旋转轴(例如,图2中的轴A、轴B)。在实施例中,改变开始压缩的位置可例如在部分负载操作条件下操作螺杆压缩机35时,减小对工作流体的过度压缩量。
在实施例中,阀组件100具有两个功能位置。在第一位置(如图3A中所示出的)处,压缩过程被延迟,导致螺杆压缩机35的相对较低的容积比。
在第二位置(如图3B中所示出的)处,与图3A中所示出的相比,压缩过程相对较早地开始,导致螺杆压缩机35的相对较高的容积比。
在实施例中,与具有在第二位置(图3B)中的阀组件100的螺杆压缩机35相比,具有在第一位置(图3A)中的阀组件100的螺杆压缩机35可具有相对较低的容量。容量的改变可能相对有限。例如,容量可能在第一位置与第二位置之间按照以或约10%至以或约20%进行改变。要理解的是,容量的改变还取决于螺杆压缩机35的速度。例如,与在较高速度下相比,在较低速度下,容量改变可相对较大。容量变化在修改开始压缩的位置时与容积比的变化的方向相同。也就是说,当从相对较高的容积比(图3B)移动至相对较低的容积比(图3A)时,容积比减小,并且由此产生的对容量的影响可能类似地为容量的减小。相对于修改排出量(discharge)以影响容积比而言,这是有利的,因为经由排出量修改来降低容积比可导致对容量的相反影响。
在实施例中,第一位置(图3A)与第二位置(图3B)之间的中间位置可能不会提供益处,因为泄漏可能发生在中间位置中。在实施例中,工作流体的流体路径在中间位置中可能相对太小,这可能引起不期望的压力下降。
排出压力PD可用于确定阀组件100的位置。在实施例中,当排出压力PD相对较低时,阀组件100可设置在第一位置中,使得延迟压缩过程。随着排出压力PD增加,阀组件100可朝向第二位置移动,使得不延迟(例如,更早开始)压缩过程。在实施例中,位置传感器、阀组件100上的压力等还可用于确定阀组件100的位置。
在实施例中,阀组件100可被动地被控制。在实施例中,可利用不同于排出压力PD的致动机构(例如,螺线管等)来主动地控制阀组件100。
在示出的实施例中,阀组件100是滑动活塞组件。滑动活塞组件可以可选地被称为滑阀等。阀组件100包括具有连接杆110的活塞105。连接杆110还连接到转子密封构件115。工作流体可被提供给活塞105,以使连接杆110移动并且使转子密封构件115移动远离转子壳体50的排出端面120以在第一位置(图3A)中,或者使转子密封构件115朝向排出端面120移动以在第二位置(图3B)中。
当阀组件100在第一位置(图3A)中时,螺杆压缩机35具有相对较低的容积比。在实施例中,当螺杆压缩机35在部分负载条件下操作时,较低的容积比可减小被过度压缩的工作流体的量。
在实施例中,当阀组件100在第一位置(图3A)中时,螺杆压缩机35的变频器(VFD)能够以与当修改排出量以改变容积比时的最小速度相比相对较高的最小速度来操作。因此,当与现有的压缩机相比处于较低的容积比时,螺杆压缩机35可以以相对较高的速度来操作。这能够进而例如帮助确保提供给螺杆压缩机35的轴承的润滑剂不因速度降低而减少超过可接受的量。因此,在实施例中,阀组件100可增加螺杆压缩机35的寿命和可靠性。
图4A至图4C示出了根据实施例的阀组件150。可例如利用阀组件150来修改螺杆压缩机(例如,图2中的螺杆压缩机35)的容积比。在实施例中,阀组件150可改变轴向吸入端口的位置。在实施例中,具有阀组件150的螺杆压缩机35可被包括在制冷剂回路中,诸如图1的制冷剂回路10中的压缩机15。
阀组件150可被包括在螺杆压缩机35中,以修改在螺杆压缩机35的吸入侧处的螺杆压缩机35的容积比。阀组件150可用作阀组件100的替换物。
阀组件150在径向方向R上可移动,使得开始压缩的位置是可变化的。图4A和图4B示出了从排出端120的视图。在图4C中,径向方向R为进入和离开纸面(page)。在实施例中,改变开始压缩的位置可例如在部分负载操作条件下操作螺杆压缩机35时,减小对工作流体的过度压缩量。
在实施例中,阀组件150具有两个功能位置。在第一位置(如图4A中所示出的)处,压缩过程被延迟,导致螺杆压缩机35的相对较低的容积比。在第二位置(如图4B中所示出的)处,与图4A中所示出的相比,压缩过程相对较早地开始,导致螺杆压缩机35的相对较高的容积比。阀组件150可在第一位置与第二位置之间移动距离D。距离D可基于例如螺杆压缩机35的设计。在实施例中,与具有在第二位置中的阀组件150的螺杆压缩机相比,具有在第一位置中的阀组件150的螺杆压缩机35可具有相对较低的容量。容量的改变可能相对有限。例如,容量可以在第一位置与第二位置之间按照以或约10%至以或约20%进行改变。
在操作中,阀组件150可用于控制工作流体开始压缩过程的位置。针对阀组件150而言,可能存在两个位置(例如,第一位置和第二位置)。第一位置与第二位置之间的中间位置可能例如不会提供益处,而是相反引起工作流体的泄漏。
排出压力PD可用于确定阀组件150的位置。在实施例中,当排出压力PD相对较低时,阀组件150可设置在第一位置中,使得可延迟压缩过程。随着排出压力PD增加,阀组件150可朝向第二位置移动,使得不延迟(例如,更早开始)压缩过程。
在实施例中,阀组件150可被动地被控制。在实施例中,可利用不同于排出压力PD的致动机构来主动地控制阀组件150。
在所示出的实施例中,阀组件150在径向方向R上可移动。在实施例中,阀组件150可放置在转子壳体50的顶部。通常,可基于螺杆压缩机35的径向排出端口的位置来选择阀组件150的位置。阀组件150包括转子密封构件155。转子密封构件155可在第一位置与第二位置之间移动,以控制螺杆压缩机35的容积比。
当阀组件150在第一位置中时,螺杆压缩机35具有相对较低的容积比。在实施例中,当螺杆压缩机35在部分载荷条件下操作时,较低的容积比可减小被过度压缩的工作流体的量。
图4C示出了根据实施例的螺杆压缩机35中的阀组件150的截面图,以示出在第一位置中或第二位置中开始压缩的各种位置。在实施例中,转子密封构件155包括大体上遵循螺杆压缩机35的孔(例如,图2中的孔55A、55B)的轮廓的轮廓。在操作中,当阀组件150在第一位置中时,转子密封组件155可设置为相对到纸面中,使得延迟压缩过程,并在或约位置C2处开始压缩过程。当阀组件150在第二位置中时,转子密封构件155可设置为与孔55A、55B相对齐平,使得在或约位置C1处相对较早地开始压缩过程。
图5A和图5B示出了根据实施例的阀组件200。可例如利用阀组件200来修改螺杆压缩机(例如,图2中的螺杆压缩机35)的容积比。在实施例中,具有阀组件200的螺杆压缩机35可被包括在制冷剂回路中,诸如图1的制冷剂回路10中的压缩机15。
阀组件200可被包括在螺杆压缩机35中,以修改在螺杆压缩机35的吸入侧处的螺杆压缩机35的容积比。阀组件200可用作阀组件100(图3A、图3B)或阀组件150(图4A至图4C)的替换物。在实施例中,阀组件200可改变径向吸入端口的位置。在实施例中,可结合阀组件100或阀组件150来使用阀组件200。然而,可增加螺杆压缩机35在这样的实施例中的复杂度。
根据实施例,阀组件200可移动以选择径向吸入端口的位置。在实施例中,改变开始压缩的位置可例如在部分负载操作条件下操作螺杆压缩机35时,减小对工作流体的过度压缩量。
在实施例中,阀组件200具有两个功能位置。在第一位置(如图5A中所示出的)处,压缩过程被延迟,导致螺杆压缩机35的相对较低的容积比。在第二位置(如图5B中所示出的)处,与图5A中所示出的相比,压缩过程相对较早地开始,导致螺杆压缩机35的相对较高的容积比。在实施例中,与具有在第二位置中的阀组件200的螺杆压缩机相比,具有在第一位置中的阀组件200的螺杆压缩机35可具有相对较低的容量。容量的改变可能相对有限。例如,容量可以在第一位置与第二位置之间按照以或约10%至以或约20%进行改变。
在操作中,阀组件200可用于控制工作流体开始压缩过程的位置。针对阀组件200而言,可能存在两个位置(例如,第一位置和第二位置)。第一位置与第二位置之间的中间位置可能例如不会提供益处,而是相反引起工作流体的泄漏。
排出压力PD可用于确定阀组件200的位置。在实施例中,当排出压力PD相对较低时,阀组件200可设置在第一位置中,使得可延迟压缩过程。随着排出压力PD增加,阀组件200可朝向第二位置移动,使得不延迟(例如,更早开始)压缩过程。
在实施例中,阀组件200可被动地被控制。在实施例中,可利用不同于排出压力PD的致动机构来主动地控制阀组件200。
在所示出的实施例中,阀组件200包括在相对于排出端120的吸入侧上的第一转子密封构件205A和第二转子密封构件205B。转子密封构件205A、205B可在第一位置和第二位置之间移动以控制螺杆压缩机35的容积比。在实施例中,第一转子密封构件205A和第二转子密封构件205B包括大体遵循转子壳体50的孔(例如,孔55A、55B)的轮廓的轮廓。
当阀组件200在第一位置中时,螺杆压缩机35具有相对较低的容量比。在实施例中,当螺杆压缩机35在部分负载条件下操作时,较低的容积比可减小被过度压缩的工作流体的量。
方面:注意的是,以下方面1至7中的任意方面可与方面8至12和方面13至19中的任意方面组合。方面8至12中的任意方面可与方面13至19中的任意方面组合。
方面1:一种螺杆压缩机,包括:吸入口,其接收待压缩的工作流体;压缩机构,其流体连接到吸入口,所述压缩机构压缩工作流体;排出口,其流体连接到压缩机构,所述排出口输出由压缩机构压缩后的工作流体;以及阀组件,其被配置为改变压缩机构压缩工作流体的位置,阀组件被设置为修改螺杆压缩机的吸入位置。
方面2:根据方面1所述的螺杆压缩机,其中,压缩机构接收工作流体的位置能够对于轴向吸入端口而改变。
方面3:根据方面1或2所述的螺杆压缩机,其中,阀组件是滑动活塞组件,该滑动活塞组件被配置为在平行于压缩机构的纵轴的方向上移动。
方面4:根据方面1至3之一所述的螺杆压缩机,其中,阀组件被配置为在垂直于压缩机构的纵轴的方向上移动。
方面5:根据方面1至4之一所述的螺杆压缩机,其中,阀组件被配置为调节径向吸入端口的位置。
方面6:根据方面1至5之一所述的螺杆压缩机,还包括变频器。
方面7:根据方面1至6之一所述的螺杆压缩机,其中,阀组件能够基于螺杆压缩机的排出压力而被致动。
方面8:一种修改螺杆压缩机的容积比的方法,包括:确定螺杆压缩机的排出压力;以及响应于所确定的螺杆压缩机的排出压力,修改螺杆压缩机的吸入端口的位置,其中,在相对较高的排出压力下,所述吸入端口设置为使得与在相对较低的排出压力下相比,压缩开始相对较早。
方面9:根据方面8所述的方法,其中,修改吸入端口的位置包括修改轴向吸入端口。
方面10:根据方面8或9所述的方法,其中,修改吸入端口的位置包括修改径向吸入端口。
方面11:根据方面8至10之一所述的方法,其中,修改螺杆压缩机的吸入端口的位置包括在第一位置与第二位置之间致动阀组件,其中,在相对较高的排出压力下,将阀组件致动到第二位置。
方面12:根据方面11所述的方法,其中,与在第二位置中相比,在第一位置中,螺杆压缩机具有相对较低的容积比。
方面13:一种制冷剂回路,包括流体连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器,其中,压缩机包括:吸入口,其接收待压缩的工作流体;压缩机构,其流体连接到吸入口,所述压缩机构压缩工作流体;排出口,其流体连接到压缩机构,所述排出口输出由压缩机构压缩后的工作流体;以及阀组件,其被配置为改变压缩机构压缩工作流体的位置,阀组件被设置为修改压缩机的吸入位置。
方面14:根据方面13所述的制冷剂回路,其中,压缩机构接收工作流体的位置能够对于轴向吸入端口而改变。
方面15:根据方面13或14所述的制冷剂回路,其中,阀组件是滑动活塞组件,该滑动活塞组件被配置为在平行于压缩机构的纵轴的方向上移动。
方面16:根据方面13至15之一所述的制冷剂回路,其中,阀组件被配置为在垂直于压缩机构的纵轴的方向上移动。
方面17:根据方面13至16之一所述的制冷剂回路,其中,阀组件被配置为调节径向吸入端口的位置。
方面18:根据方面13至17之一所述的制冷剂回路,其中,压缩机还包括变频器。
方面19:根据方面13至18之一所述的制冷剂回路,其中,阀组件能够基于所述压缩机的排出压力而被致动。
在本说明书中使用的术语旨在描述特定实施例,而不旨在进行限制。除非另外明确指明,否则术语“一”、“一个”和“该”也包括复数形式。当在本说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件。
关于前面的描述,要理解的是,可在不脱离本公开的范围的情况下,可以详细地进行改变,特别是在所采用的构件材料以及零件的形状、大小和布置方面。本说明书和所描述的实施例仅是示例性的,其中本公开的真实范围和精神由所附权利要求来指示。

Claims (19)

1.一种螺杆压缩机,包括:
吸入口,其接收待压缩的工作流体;
压缩机构,其流体连接到所述吸入口,所述压缩机构压缩所述工作流体;
排出口,其流体连接到所述压缩机构,所述排出口输出由所述压缩机构压缩后的所述工作流体;以及
阀组件,其被配置为基于所述螺杆压缩机的排出压力改变所述压缩机构压缩所述工作流体的位置,所述阀组件被设置为修改所述螺杆压缩机的吸入位置,以及所述阀组件具有第一位置和第二位置,
其中,在所述第一位置中,所述阀组件被设置使得所述压缩机构的压缩与在所述第二位置中相比被延迟,以及与在所述第二位置中相比,所述螺杆压缩机具有较低的容积比。
2.根据权利要求1所述的螺杆压缩机,其特征在于,所述压缩机构接收所述工作流体的位置能够对于轴向吸入端口而改变。
3.根据权利要求1或2所述的螺杆压缩机,其特征在于,所述阀组件是滑动活塞组件,所述滑动活塞组件被配置为在平行于所述压缩机构的纵轴的方向上移动。
4.根据权利要求1或2所述的螺杆压缩机,其特征在于,所述阀组件被配置为在垂直于所述压缩机构的纵轴的方向上移动。
5.根据权利要求1或2所述的螺杆压缩机,其特征在于,所述阀组件被配置为调节径向吸入端口的位置。
6.根据权利要求1或2所述的螺杆压缩机,其特征在于,还包括变频器。
7.根据权利要求1或2所述的螺杆压缩机,其特征在于,所述阀组件被配置为基于所述螺杆压缩机的所述排出压力而在所述第一位置和所述第二位置之间致动。
8.一种修改螺杆压缩机的容积比的方法,包括:
确定所述螺杆压缩机的排出压力;以及
响应于所确定的所述螺杆压缩机的所述排出压力,修改所述螺杆压缩机的吸入端口的位置,其中,在相对较高的排出压力下,所述吸入端口设置为使得与在相对较低的排出压力下相比,压缩开始相对较早。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,修改所述吸入端口的位置包括修改轴向吸入端口。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,修改所述吸入端口的位置包括修改径向吸入端口。
11.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,修改所述螺杆压缩机的吸入端口的位置包括在第一位置与第二位置之间致动阀组件,其中,在相对较高的排出压力下,将所述阀组件致动到所述第二位置。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,与在所述第二位置中相比,在所述第一位置中,所述阀组件被设置使得所述压缩机构的压缩被延迟,以及与在所述第二位置中相比,所述螺杆压缩机具有相对较低的容积比。
13.一种制冷剂回路,包括:
流体连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器,
其中,所述压缩机包括:
吸入口,其接收待压缩的工作流体;
压缩机构,其流体连接到所述吸入口,以及被配置为压缩所述工作流体;
排出口,其流体连接到所述压缩机构,所述排出口输出由所述压缩机构压缩后的所述工作流体;以及
阀组件,其被配置为基于所述压缩机的排出压力改变所述压缩机构压缩所述工作流体的位置,所述阀组件被设置为修改所述压缩机的吸入位置,以及所述阀组件具有第一位置和第二位置,
其中,在所述第一位置中,所述阀组件被设置使得所述压缩机构的压缩与在所述第二位置中相比被延迟,以及与在所述第二位置中相比,所述压缩机具有较低的容积比。
14.根据权利要求13所述的制冷剂回路,其特征在于,所述压缩机构接收所述工作流体的位置能够对于轴向吸入端口而改变。
15.根据权利要求13或14所述的制冷剂回路,其特征在于,所述阀组件是滑动活塞组件,所述滑动活塞组件被配置为在平行于所述压缩机构的纵轴的方向上移动。
16.根据权利要求13或14所述的制冷剂回路,其特征在于,所述阀组件被配置为在垂直于所述压缩机构的纵轴的方向上移动。
17.根据权利要求13或14所述的制冷剂回路,其特征在于,所述阀组件被配置为调节径向吸入端口的位置。
18.根据权利要求13或14所述的制冷剂回路,其特征在于,所述压缩机还包括变频器。
19.根据权利要求13或14所述的制冷剂回路,其特征在于,所述阀组件被配置为基于所述压缩机的所述排出压力而在所述第一位置和所述第二位置之间致动。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11306721B2 (en) * 2018-12-26 2022-04-19 Trane International Inc. Variable volume ratio screw compressor
CN111425396B (zh) * 2019-01-09 2021-09-10 约克(无锡)空调冷冻设备有限公司 螺杆压缩机及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007030114A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-15 Carrier Corporation Slide valve
JP2011132835A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Daikin Industries Ltd スクリュー圧縮機
CN104047853A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 江森自控科技公司 使用比例阀控制的螺杆式压缩机中的无级可变体积比
CN105579709A (zh) * 2013-10-01 2016-05-11 特灵国际有限公司 具有可变速度和容积控制的旋转压缩机
CN107740769A (zh) * 2017-08-30 2018-02-27 珠海格力电器股份有限公司 变频螺杆压缩机和空调

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3088659A (en) 1960-06-17 1963-05-07 Svenska Rotor Maskiner Ab Means for regulating helical rotary piston engines
DE1804884A1 (de) * 1968-10-24 1970-09-17 Gutehoffnungshuette Sterkrade Schraubenverdichter mit zwei ineinandergreifenden Schraubenrotoren und einem axialverstellbaren Steuerschieber zur Foerdermengenregelung und OEleinspritzung
JPS5720864Y2 (zh) * 1977-01-12 1982-05-06
US4516914A (en) * 1982-09-10 1985-05-14 Frick Company Micro-processor control of moveable slide stop and a moveable slide valve in a helical screw rotary compressor
JPS59131791A (ja) * 1983-01-19 1984-07-28 Toyoda Autom Loom Works Ltd スクリユ−圧縮機
US5135374A (en) * 1990-06-30 1992-08-04 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Oil flooded screw compressor with thrust compensation control
US5183395A (en) * 1992-03-13 1993-02-02 Vilter Manufacturing Corporation Compressor slide valve control
JP3778460B2 (ja) * 1996-06-17 2006-05-24 株式会社前川製作所 スクリュー式流体機械のスライド弁
US5832737A (en) * 1996-12-11 1998-11-10 American Standard Inc. Gas actuated slide valve in a screw compressor
US7165947B2 (en) * 2001-02-15 2007-01-23 Mayekawa Mfg. Co., Ltd. Screw compressor capable of manually adjusting both internal volume ratio and capacity and combined screw compressor unit accommodating variation in suction or discharge pressure
US6739853B1 (en) * 2002-12-05 2004-05-25 Carrier Corporation Compact control mechanism for axial motion control valves in helical screw compressors
US20080085180A1 (en) 2006-10-06 2008-04-10 Vaportech Energy Services Inc. Variable capacity natural gas compressor
US8899942B2 (en) * 2010-09-14 2014-12-02 Johnson Controls Technology Company Volume ratio control system and method
US8888466B2 (en) * 2011-05-05 2014-11-18 Johnson Controls Technology Company Compressor
DE102014000469B4 (de) 2014-01-16 2015-12-03 Gea Refrigeration Germany Gmbh Schraubenverdichter
US10746176B2 (en) * 2017-06-12 2020-08-18 Trane International Inc. Compressor control for increased efficiency
US11306721B2 (en) * 2018-12-26 2022-04-19 Trane International Inc. Variable volume ratio screw compressor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007030114A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-15 Carrier Corporation Slide valve
JP2011132835A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Daikin Industries Ltd スクリュー圧縮機
CN104047853A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 江森自控科技公司 使用比例阀控制的螺杆式压缩机中的无级可变体积比
CN105579709A (zh) * 2013-10-01 2016-05-11 特灵国际有限公司 具有可变速度和容积控制的旋转压缩机
CN107740769A (zh) * 2017-08-30 2018-02-27 珠海格力电器股份有限公司 变频螺杆压缩机和空调

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