CN113464435B - 压缩机增焓组件、压缩机和空调系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种压缩机增焓组件、压缩机和空调系统。该压缩机增焓组件包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸经排气通道与所述第二气缸连通；增焓通道，所述第二气缸连通所述增焓通道的出口；所述增焓通道内设有增焓装置；所述增焓装置包含有冷腔、微管和热腔，所述微管一端与所述冷腔连通，另一端与所述热腔连通；所述冷腔连通于所述增焓通道的进口，所述热腔连通于所述增焓通道的出口；所述热腔能与所述第二气缸排出气发生热交换。在增焓通道内设置带微管流通的增焓装置，基于热腔能利用第二气缸排出气的热量，使得增焓装置会发生热流逸效应，从而获得中间压力的冷媒，而无需消耗外部的高品位能。

Description

压缩机增焓组件、压缩机和空调系统

技术领域

本申请属于空调系统技术领域，具体涉及一种压缩机增焓组件、压缩机和空调系统。

背景技术

在双级或多级压缩机中，一般通过向第二级或二级以上气缸通入一定量中间压力的冷媒来增加压缩机的排量，从而增强压缩机的制冷能力。中间压力的冷媒的获得可以通过闪蒸器制造，或者通过其他消耗常规能源的方式制造。通过这些方式来获取中间压力的冷媒伴随着大量常规能源的消耗。

发明内容

因此，本申请提供一种压缩机增焓组件、压缩机和空调系统，能够解决现有技术中获取中间压力的冷媒伴随着大量常规能源的消耗的问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种压缩机增焓组件，包括：

第一气缸和第二气缸，所述第一气缸经排气通道与所述第二气缸连通；

增焓通道，设在所述压缩机的壳体内；所述第二气缸连通所述增焓通道的出口；所述增焓通道内设有增焓装置；

所述增焓装置包含有冷腔、微管和热腔，所述微管一端与所述冷腔连通，另一端与所述热腔连通；所述冷腔连通于所述增焓通道的进口，所述热腔连通于所述增焓通道的出口；所述热腔能与所述第二气缸排出气发生热交换。

可选地，所述热腔的侧壁包括有与所述第二气缸排出气发生热交换的热沉。

可选地，所述冷腔经所述微管和所述热腔连通构成增焓单元，所述增焓单元设有至少两个。

可选地，所有所述增焓单元为串联和/或并联设置。

可选地，所述压缩机增焓组件包括设在所述第一气缸和所述第二气缸之间的隔板组件，所述增焓通道设在所述隔板组件内。

可选地，所述热腔设于所述隔板组件内靠近所述第二气缸的一侧，所述冷腔设于所隔板组件内靠近所述第一气缸的一侧。

可选地，所述增焓通道的入口与所述第一气缸的吸气口连通。

可选地，所述隔板组件包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板为平行接触设置；所述增焓通道设在所述第一隔板和所述第二隔板之间。

可选地，所述排气通道设在所述隔板组件上，所述排气通道内设有排气阀组件。

可选地，所述增焓通道设在所述第二气缸的壁内；所述压缩机的壳体上设有增焓孔，所述增焓通道的入口与所述增焓孔连通。

根据本申请的另一方面，提供了一种压缩机，包括如上所述的压缩机增焓组件。

根据本申请的再一方面，提供了一种空调系统，包括如上所述的压缩机增焓组件或如上所述的压缩机。

本申请提供的一种压缩机增焓组件，包括：第一气缸和第二气缸，所述第一气缸经排气通道与所述第二气缸连通；增焓通道，设在所述压缩机的壳体内；所述第二气缸连通所述增焓通道的出口；所述增焓通道内设有增焓装置；所述增焓装置包含有冷腔、微管和热腔，所述微管一端与所述冷腔连通，另一端与所述热腔连通；所述冷腔连通于所述增焓通道的进口；所述热腔能与所述第二气缸排出气发生热交换。

在增焓通道内设置带微管流通的增焓装置，再结合增焓装置中的热腔和冷腔，基于热腔与第二气缸排出气发生热交换，使得增焓装置内发生热流逸效应，从而获得中间压力的冷媒，而无需消耗外部的高品位能，实现增加压缩机排气量，提高制冷能力，降低排气温度以及保护压缩机电机的效果。

附图说明

图1为本申请实施例的压缩机的结构示意图；

图2为本申请实施例的隔板组件中设置增焓通道的结构示意图；

图3为本申请实施例的单级增焓单元的结构示意图；

图4为本申请实施例的增焓装置内流体的流动示意图；

图5为本申请实施例的多级增焓单元的串联结构示意图；

图6为本申请实施例的多级增焓单元的并联结构示意图；

图7为本申请实施例的隔板组件中第一隔板的一种结构示意图；

图8为本申请实施例图7中A-A向视图；

图9为本申请实施例的隔板组件中第二隔板的一种结构示意图；

图10为本申请实施例的隔板组件中第一隔板的另一种结构示意图；

图11为本申请实施例图10中B-B向视图；

图12为本申请实施例图10中C-C向视图；

图13为本申请实施例的隔板组件中第二隔板的另一种结构示意图。

附图标记表示为：

1、第一气缸；11、吸气口；12、排气口；13、排气阀组件；2、第二气缸；3、隔板组件；31、增焓通道；32、增焓装置；321、冷腔、322、微管；323、热腔；33、第一隔板；331、排气通道；332、转轴孔；333、螺钉孔；34、第二隔板；35、热沉。

具体实施方式

结合参见图1至图13所示，根据本申请的实施例，一种压缩机增焓组件，包括：

第一气缸1和第二气缸2，所述第一气缸1经排气通道331与所述第二气缸2连通；

增焓通道31，所述第二气缸2连通所述增焓通道31的出口；所述增焓通道31内设有增焓装置32；

所述增焓装置32包含有冷腔321、微管322和热腔323，所述微管322一端与所述冷腔321连通，另一端与所述热腔323连通；所述冷腔321连通于所述增焓通道31的进口，所述热腔323连通于所述增焓通道31的出口；所述热腔323能与所述第二气缸2排出气发生热交换。

压缩机增焓一般采用闪蒸器对二级(或二级以上)气缸进行增焓，或者采取其他方式进行增焓，这些传统方式往往需要消耗较大的外部的高品位能，对传统能源造成较大的消耗。

此处所指的微管322，是指内径为0.01-1nm的微通道结构。

本申请在增焓通道31内设置增焓装置32，尤其是增焓装置32中热腔323与第二气缸2的排出气发生热交换，使得增焓通道31内能发生热流逸效应，形成中间压力的冷媒。

如图3所示的增焓装置32，包括微管322连通的冷腔321和热腔323，冷腔321设有入口，热腔323设有出口。可将增焓装置32中的热腔323富集设于靠近第二气缸2的一侧，而将增焓装置32中的冷腔321富集设在靠近第一气缸1的一侧，从而使得冷腔321与热腔323之间便形成了一定的温度梯度，因此存在热流逸效应，冷腔321内的冷媒气体分子向使热腔323端的气体压力升高。冷腔321与热腔323之间的微管322的内径一般为微米级别的。

虽然单个冷腔321和热腔323的增焓装置32的压比不高(1.03左右)，无法满足我们对较大压比的要求，但可通过单级增焓装置32的串并联能够很好的解决这些问题，可通过串联单级增焓装置达到的压比已经达到109，而并联极大地增大了其通过的流量，即极大地增大了制冷能力。

本申请采用带微管322的增焓装置32，在微管322两侧存在高、低温热源，沿微管322存在着温度梯度，由于温度梯度的驱动，低温热源处的气体分子流向高温热源处，气体分子在高温热源处不断的积聚，其气体的压力不断增大，而低温热源处的气体分子数量减小，其气体压力降低，这样高低温热源处就会形成压力差。但是又由于压力差的作用，高温热源处的部分气体会流向低温热源处，最终使高低温热源达到一个最大的压差。

增焓装置32的微管322内存在两种流动方向，如图4所示，一种为由于温度梯度(热流逸效益)引起的气体流动，其方向与微管322内的冷媒流动方向一致。另一种为由于压力梯度引起的气体流动，其流动方向与微管322的冷媒流动方向相反。最终这两种流动会达到一个平衡，而冷腔321与热腔323之间达到一个最大的压差。

本申请采用热流逸效应方式增焓，无需消耗外部能量即可对二级气缸(或二级以上气缸)进行补气增焓，有效利用压缩机泵体排出的高温高压冷媒自身含有的能量，来提高压缩机的能效，降低压缩机排气温度，从而达到有效保护压缩机的电机，提高压缩机排量，增大压缩机能效的目的。

在一些实施例中，热腔323的侧壁包括有与所述第二气缸2排出气发生热交换的热沉35。

由于第二气缸2排出气的热量较高，使得热沉35的热量较为稳定，不随传递到它的热能的大小变化而变化，能使得热腔323获得较为稳定的热源，使得进入热腔323的冷媒温度升高。

在一些实施例中，冷腔321经所述微管322和所述热腔323连通构成增焓单元，所述增焓单元设有至少两个。

采用至少两个增焓单元结构，能提升补气增焓效果和补气增焓效率。

在一些实施例中，所有所述增焓单元为串联和/或并联设置。

如图5所示多级串联的增焓结构，其第一级增焓单元吸气口11与第一气缸1设置的增焓通道31连接，而多级串联的增焓单元最后一级的排气口12连通第二气缸2的吸气口11；第一个增焓单元的热腔323的排出口与第二个增焓单元的冷腔321的吸气口11连接，类似的第N个增焓单元排气口12与第N+1个增焓装置32的吸气口11连接，由此构成了多级串联的增焓装置32。通过这样串联微增焓装置32，极大地增大了增焓装置32能够达到的压比。

如图6所示多级并联的增焓结构，由于增焓单元里的微管322为微/纳尺度下的通道，单根微管322能够流过的流量极小，不能够满足对增加较大流量的要求。通过图6的并联结构将N个增焓单元并联起来，从而达到增加增焓结构中冷媒的流量。如一个增焓单元可以含有多根微管322，在进行为增焓单元的并联的同时也可以尽可能增加单个增焓单元内的微管322。通过微管322的孔径以及单个增焓单元微管322的数量可以得到单个增焓单元的流量，再由需要增焓增加的制冷量可以计算得出并联的增焓装置32数量。

上述两种增焓结构，可以根据增焓的具体需求计算增焓装置32中并、串联的具体数目，或采用串并联组合方式，由此来满足对常规压缩机的增焓需求。

在一些实施例中，压缩机增焓组件包括设在所述第一气缸1和所述第二气缸2之间的隔板组件3，所述增焓通道31设在所述隔板组件3内。

基于传统的二级压缩的结构，第一气缸1和第二气缸2之间设置隔板组件3，本申请将增焓通道31设在隔板组件3内，能减少额外增设零部件所需的空间和费用，对压缩机的结构进行有效利用。

在一些实施例中，热腔323设于所述隔板组件3内靠近所述第二气缸2的一侧，所述冷腔321设于所隔板组件3内靠近所述第一气缸1的一侧。

由于第一气缸1压缩后的冷媒经排气通道331送入第二气缸2，使得两个气缸存在温差，第二气缸2的温度高于第一气缸1的温度，因此直接采用两个气缸来作为热腔323和冷腔321的热源，使得增焓通道31的两端存在温差，能实现热流逸效应方式增焓。

在一些实施例中，增焓通道31的入口与所述第一气缸1的吸气口11连通。

增焓通道31的入口连通第一气缸1的吸气口11，冷媒温度在增焓通道31的入口和出口之间会存在温差，保证能起到补气增焓的作用。

如图1和2所示的压缩机结构，由壳体及两端盖组成一个密闭的工作腔，保证压缩机内的冷媒不会从吸排气口12以外的部位泄露到环境中。冷媒由压缩机的第一气缸1吸气口11进入，完成一级压缩后排至隔板组件3的排气通道331，进入第二气缸2；另外第一气缸1的吸气口11连通位于隔板组件3内的增焓通道31入口，增焓通道31中设有增焓装置32，增焓通道31的出口连通第二气缸2，因此冷媒会经由增焓通道31及增焓装置32进入第二气缸2；在第二气缸2的吸气腔中两股冷媒充分混合后进行压缩，最后排出泵体，最终排出压缩机。

在一些实施例中，隔板组件3包括第一隔板33和第二隔板34，所述第一隔板33和所述第二隔板34为平行接触设置；所述增焓通道31设在所述第一隔板33和所述第二隔板34之间。

隔板组件3通常采用两个平行接触设置第一隔板33和第二隔板34，其上设有排气通道331、转轴孔332以及螺栓孔等，本申请在第一隔板33和第二隔板34之间设置有增焓通道31，方便加工和装配增焓装置32。

在一些实施例中，排气通道331设在所述隔板组件3上，所述排气通道331内设有排气阀组件13。

第一气缸1连通第二气缸2的排气通道331设在隔板组件3上，并设置排气阀组件13，简化泵体组件的结构。

隔板组件3将压缩机的内部空间为两部分，一部分为靠近压缩机排气管侧温度较高的腔，另一部分则为温度较低的腔。当压缩机为卧式设置时，如图1所示，隔板组件3同时也能起到减小油池体积的作用，当压缩机中冷冻油的注入量一样时，该结构可以使油池具有较大的深度，上油管伸入油池的深度更加深，保证了上油管组件上油的可靠性，压缩机内各个摩擦副内的油更加充足。

此时热沉35设置在隔板组件3的外圈上，这样是为了与该温度较高的腔内冷媒直接接触。

如图7-9所示的隔板组件3，包括螺钉孔333、增焓通道31、排气通道331等，其中增焓通道31内嵌入有通过串并联等方式结合在一起的增焓装置32，隔板组件3上热沉35与壳体内较高温度的腔直接接触，相应的增焓装置32中热腔323设在靠近高温侧的位置，而隔板组件3与第一气缸1接触的一侧为低温侧，可将增焓装置32中冷腔321设在靠近低温侧位置；增焓通道31的冷腔321入口与第一气缸1的增焓通道31相连，热腔323的出口与第二气缸2的吸气腔相连通。

隔板组件3的排气通道331的入口与第一气缸1的排气腔相连通，且排气通道331内设置有排气阀，排气通道331的出口与第二气缸2的吸气腔连通。通过增焓通道31过来的冷媒与通过排气通道331过来的冷媒在第二气缸2吸气腔汇合并被压缩。

在一些实施例中，增焓通道31设在所述第二气缸2的壁内；所述压缩机的壳体上设有增焓孔，所述增焓通道31的入口与所述增焓孔连通。

如图10-13所示为第二种隔板组件3，隔板组件3内部增焓通道31中冷媒流动方向如图10的箭头所示。通过串并联方式结合在一起的增焓装置32嵌于图12的增焓通道31中。冷媒从壳体上的增焓孔进入增焓通道31，再进入到隔板组件3中，然后经过嵌入增焓通道31内的增焓装置32，最后由增焓通道31的出口排出隔板组件3进入到第二气缸2的吸气腔内。

排气通道331一端连接第一气缸1的排气腔，另一端连接第二气缸2吸气腔，且排气通道331内存在排气阀。流经增焓通道31的冷媒与流经排气通道331的冷媒最终在第二气缸2的吸气腔汇合并在压缩腔被压缩。

在隔板组件3内的增焓装置32的位置可以根据需要进行适当调整，增焓装置32的结构形式也可以根据隔板或者泵体的结构进行相对应的更改。

对于上述增焓通道31入口设置不同位置，可组合使用，比如在第一气缸1、第二气缸2之间的隔板组件3内设置增焓装置32的同时，增加在第二气缸2设置增焓装置32以及在壳体相应位置设置增焓孔以增强增焓的效果。

在本申请中，采用热流逸效益的增焓装置32，实现增加第二级或多级(二级以上)气缸吸气量、提高压缩机排气量、提高压缩机的制冷能力、极大增加了压缩机的能效、有效利用排气端冷媒热量、降低排气温度的目的。

如果增焓效果不够理想，可以采用该增焓装置32与闪蒸器一起使用的方式增强增焓的效果。

根据本申请的另一方面，提供了一种压缩机，包括如上所述的压缩机增焓组件。

根据本申请的再一方面，提供了一种空调系统，包括如上所述的压缩机增焓组件或如上所述的压缩机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种压缩机增焓组件，其特征在于，包括：

第一气缸(1)和第二气缸(2)，所述第一气缸(1)经排气通道(331)与所述第二气缸(2)连通；

增焓通道(31)，设在所述压缩机的壳体内；所述第二气缸(2)连通所述增焓通道(31)的出口；所述增焓通道(31)内设有增焓装置(32)；

所述增焓装置(32)包含有冷腔(321)、微管(322)和热腔(323)，所述微管(322)一端与所述冷腔(321)连通，另一端与所述热腔(323)连通，冷媒能够沿所述微管(322)进行双向流动；所述冷腔(321)连通于所述增焓通道(31)的进口，所述热腔(323)连通于所述增焓通道(31)的出口；所述热腔(323)能与所述第二气缸(2)排出气发生热交换。

2.根据权利要求1所述的压缩机增焓组件，其特征在于，所述热腔(323)的侧壁包括有与所述第二气缸(2)排出气发生热交换的热沉(35)。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机增焓组件，其特征在于，所述冷腔(321)经所述微管(322)和所述热腔(323)连通构成增焓单元，所述增焓单元设有至少两个。

4.根据权利要求3所述的压缩机增焓组件，其特征在于，所有所述增焓单元为串联和/或并联设置。

5.根据权利要求1或4所述的压缩机增焓组件，其特征在于，所述压缩机增焓组件包括设在所述第一气缸(1)和所述第二气缸(2)之间的隔板组件(3)，所述增焓通道(31)设在所述隔板组件(3)内。

6.根据权利要求5所述的压缩机增焓组件，其特征在于，所述热腔(323)设于所述隔板组件(3)内靠近所述第二气缸(2)的一侧，所述冷腔(321)设于所述隔板组件(3)内靠近所述第一气缸(1)的一侧。

7.根据权利要求5所述的压缩机增焓组件，其特征在于，所述增焓通道(31)的入口与所述第一气缸(1)的吸气口(11)连通。

8.根据权利要求5所述的压缩机增焓组件，其特征在于，所述隔板组件(3)包括第一隔板(33)和第二隔板(34)，所述第一隔板(33)和所述第二隔板(34)为平行接触设置；所述增焓通道(31)设在所述第一隔板(33)和所述第二隔板(34)之间。

9.根据权利要求8所述的压缩机增焓组件，其特征在于，所述排气通道(331)设在所述隔板组件(3)上，所述排气通道(331)内设有排气阀组件(13)。

10.根据权利要求5所述的压缩机增焓组件，其特征在于，所述增焓通道(31)设在所述第二气缸(2)的壁内；所述压缩机的壳体上设有增焓孔，所述增焓通道(31)的入口与所述增焓孔连通。

11.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的压缩机增焓组件。

12.一种空调系统，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的压缩机增焓组件或如权利要求11所述的压缩机。