CN117189599A - 压缩机及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机及制冷设备，涉及压缩机技术领域，压缩机包括泵体组件和第一增焓组件，泵体组件通过设置低压压缩腔、中间腔和高压压缩腔，低压压缩腔和排气口通过中间腔和高压压缩腔的进气口连通，中间腔能够对冷媒进行一定程度的降温，有利于降低高压压缩腔压缩时所需的入力，提高压缩机的能效。而过低压压缩腔和高压压缩腔进行两级压缩，压缩机最终排出的冷媒压力更高，能够提高压缩机的容积效率。第一通道的最小通流面积和低压压缩腔的排量的比值为a，满足：1≥a≥0.039，合理设计第一增焓组件的最小通流截面积和低压压缩腔的排量的关系，能够提高压缩机的性能，满足在低温环境下的制热需求。

Description

压缩机及制冷设备

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种压缩机及制冷设备。

背景技术

空调器在低温环境制热时，由于室外温度较低，和蒸发器的温差减小，热量传递需要靠温差驱动，导致空调器的制热能力下降。相关技术中，为了使得空调器能够在低温环境下有效制热，通常采用电辅热的方式进行加热，以弥补制热能力的不足，但是采用电辅热的方式能耗较大。

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，本发明提出一种压缩机，通过使增焓组件和泵体组件的低压压缩腔连接，且合理设计增焓组件的最小通流截面积和低压压缩腔的排量的关系，能够提高压缩机的性能，满足在低温环境下的制热需求，降低能耗。

本发明还提出一种具有上述压缩机的制冷设备。

根据本发明第一方面实施例的压缩机，包括：泵体组件，设有低压压缩腔、中间腔和高压压缩腔，所述低压压缩腔的排气口通过所述中间腔与所述高压压缩腔的进气口连通；第一增焓组件，通过第一通道连通所述低压压缩腔，所述第一增焓组件用于向所述低压压缩腔输送冷媒；其中，所述第一通道的最小通流面积与所述低压压缩腔的排量的比值为a，满足：1≥a≥0.039。

根据本发明实施例的压缩机，至少具有如下有益效果：

泵体组件通过设置低压压缩腔、中间腔和高压压缩腔，低压压缩腔和排气口通过中间腔和高压压缩腔的进气口连通，因此低压压缩腔中排出的冷媒可以通过中间腔后再进入高压压缩腔，中间腔能够对冷媒进行一定程度的降温，有利于降低高压压缩腔压缩时所需的入力，提高压缩机的能效。而通过低压压缩腔和高压压缩腔进行两级压缩，压缩机最终排出的冷媒压力更高，能够提高压缩机的容积效率，在低温环境中也能起到较好的制热效果。第一增焓组件通过第一通道连通低压压缩腔，第一增焓组件起到补气的作用，能够向低压压缩腔内输送冷媒，能够提高低压压缩腔的出气量，最终提高压缩机的压缩效率。由于第一通道的最小通流面积和低压压缩腔的排量的比值为a，满足：1≥a≥0.039，a小于0.039时，第一通道的最小通流面积太小，冷媒的流量损失大，不利于提高补给量；a大于1时，第一通道的最小通流面积太大，容易导致冷媒回流。因此合理设计第一增焓组件的最小通流截面积和低压压缩腔的排量的关系，能够提高压缩机的性能，满足在低温环境下的制热需求。

根据本发明的一些实施例，所述第一通道的最小通流面积与所述高压压缩腔的排量的比值为b，满足：4.7≥b≥0.18。

根据本发明的一些实施例，所述低压压缩腔的排量与所述高压压缩腔的排量的比值为c，满足：0.4≤c≤0.8。

根据本发明的一些实施例，所述泵体组件还包括第一气缸，所述低压压缩腔位于所述第一气缸内，所述第一气缸设有所述第一通道，所述第一增焓组件插设于所述第一通道内。

根据本发明的一些实施例，所述压缩机还包括用于向所述中间腔输送冷媒的第二增焓组件，所述第二增焓组件通过第二通道连通所述中间腔，所述第二通道的最小通流面积大于或等于所述第一通道的最小通流面积。

根据本发明的一些实施例，所述泵体组件还包括第二气缸和隔板件，所述高压压缩腔位于所述第二气缸内，所述隔板件连接于所述第一气缸和所述第二气缸之间，所述隔板件设有第二通道和所述中间腔，所述第二增焓组件插设于所述第二通道内。

根据本发明的一些实施例，所述泵体组件还包括下轴承、下消音器、第二气缸和隔板件，所述下轴承和所述下消音器连接于所述第一气缸，所述下轴承和所述下消音器围合形成第一腔体，所述隔板件连接于所述第一气缸和所述第二气缸之间，所述隔板件设有第二腔体和第二通道，所述第二腔体和所述第一腔体通过连通通道连通并构成所述中间腔，所述第二增焓组件插设于所述第二通道内。

根据本发明的一些实施例，所述中间腔包括多个腔体，多个所述腔体通过连通通道连通，所述低压压缩腔的排气口被配置为向其中一个腔体排气或分别向多个所述腔体排气。

根据本发明的一些实施例，所述低压压缩腔设有多个，多个所述低压压缩腔的排气口均连通所述中间腔；和/或所述高压压缩腔设有多个，多个所述高压压缩腔的进气口均连通所述中间腔。

根据本发明第二方面实施例的制冷设备，包括以上实施例所述的压缩机。

根据本发明实施例的制冷设备，至少具有如下有益效果：

采用第一方面实施例的压缩机，压缩机的泵体组件通过设置低压压缩腔、中间腔和高压压缩腔，低压压缩腔和排气口通过中间腔和高压压缩腔的进气口连通，因此低压压缩腔中排出的冷媒可以通过中间腔后再进入高压压缩腔，中间腔能够对冷媒进行一定程度的降温，有利于降低高压压缩腔压缩时所需的入力，提高压缩机的能效。而通过低压压缩腔和高压压缩腔进行两级压缩，压缩机最终排出的冷媒压力更高，能够提高压缩机的容积效率，在低温环境中也能起到较好的制热效果。第一增焓组件通过第一通道连通低压压缩腔，第一增焓组件起到补气的作用，能够向低压压缩腔内输送冷媒，能够提高低压压缩腔的出气量，最终提高压缩机的压缩效率。由于第一通道的最小通流面积和低压压缩腔的排量的比值为a，满足：1≥a≥0.039，a小于0.039时，第一通道的最小通流面积太小，冷媒的流量损失大，不利于提高补给量；a大于1时，第一通道的最小通流面积太大，容易导致冷媒回流。因此合理设计第一增焓组件的最小通流截面积和低压压缩腔的排量的关系，能够提高压缩机的性能，满足在低温环境下的制热需求。

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

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一种实施例的压缩机的剖视示意图；

图2为本发明一种实施例的泵体组件的剖视示意图；

图3为本发明一种实施例的压缩机的剖视示意图；

图4为本发明一种实施例的第一通道的最小通流面积和低压压缩腔的排量的比值与压缩机COP的关系图；

图5为本发明一种实施例的第一通道的最小通流面积和高压压缩腔的排量的比值与压缩机COP的关系图。

附图标号：

压缩机1000；

泵体组件100；第一气缸110；低压压缩腔111；第一通道112；下轴承120；下消音器130；第一腔体131；上轴承150；第二气缸160；高压压缩腔161；上消音器170；第三腔体171；隔板件190；第二腔体191；第二通道192；中间腔193；

壳体200；内腔210；排气管220；

储液器300；进气管310；

电机组件400；定子410；转子420；曲轴430；第一活塞431；第二活塞432；

第一增焓组件500；

第二增焓组件600。

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，涉及到方位描述，例如上、下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。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

压缩机可以用于制冷设备或者制热设备，例如用在热泵热水器、空调等设备上，压缩机能够将低温低压的冷媒压缩成高温高压的冷媒，为制冷系统的循环提供动力。压缩机可以采用多级压缩的方式来压缩冷媒，多级压缩可以使得压缩机具备更高的容积效率，提高泵体组件排出的冷媒压力，使得压缩机在低温制热，高温制冷的场合也能起到较好的效果。

举例来说，参照图1所示，本发明一种实施例的压缩机1000，包括壳体200、泵体组件100、电机组件400和储液器300，壳体200具有内腔210，壳体200的上端设有用于出气的排气管220。泵体组件100安装在内腔210的内部，储液器300位于壳体200的外侧且通过进气管310和泵体组件100连接。电机组件400包括定子410和转子420，定子410固定连接于壳体200的内壁，转子420位于定子410之间。

参照图2所示，泵体组件100包括下轴承120、第一气缸110、隔板件190、第二气缸160、上轴承150和曲轴430。电机组件400用于驱动曲轴430转动，沿曲轴430的轴向，曲轴430包括间隔设置的第一偏心部和第二偏心部，第一偏心部套设有第一活塞431，第二偏心部套设有第二活塞432。下轴承120连接于第一气缸110的下端面，第一气缸110形成有低压压缩腔111，第一活塞431转动设于低压压缩腔111内，储液器300的进气管310和第一气缸110连接。隔板件190设置在第一气缸110背离下轴承120的一侧，且第二气缸160连接于隔板件190背离第一气缸110的一侧，隔板件190具有分隔第一气缸110和第二气缸160的作用。第二气缸160形成有高压压缩腔161，第二活塞432转动设置在高压压缩腔161内。泵体组件100设有中间腔193，低压压缩腔111的排气口通过中间腔193和高压压缩腔161的进气口连通。上轴承150连接于第二气缸160的上端面，曲轴430穿设于上轴承150和下轴承120，以减少曲轴430转动时的摩擦力，保证曲轴430的稳定运行。

因此，压缩机1000工作时，低温低压的冷媒进入到储液器300中。储液器300能够减少液态冷媒进入泵体组件100的内部，以免造成液击。气态冷媒通过储液器300的出气管进入低压压缩腔111内。曲轴430转动时，带动第一活塞431在低压压缩腔111内转动，进而将低温低压的冷媒进行一级压缩，然后通过低压压缩腔111的排气口排出到中间腔193，冷媒再从中间腔193进入到高压压缩腔161中进行二级压缩，最后进入壳体200的内腔210，经过定子410和转子420进一步加热后变成高温高压的冷媒，最后从壳体200的排气管220排出。通过采用两级压缩的方式，能够提高冷媒的压力，使得压缩机1000在低温制热，高温制冷的场合也能起到较好的效果。

为了提高压缩机1000的排量，以提升压缩机1000在高温环境的制冷或者低温环境的制热能力，参照图1所示，本发明的实施例中，压缩机1000还包括第一增焓组件500，第一增焓组件500通过第一通道112和低压压缩腔111连通。第一增焓组件500起到补气的作用，能够向低压压缩腔111内输送冷媒，提高低压压缩腔111的出气量，最终提高压缩机1000的压缩效率。

本发明的实施例中，第一通道112的最小通流面积和低压压缩腔111的排量的比值为a，满足：1≥a≥0.039，例如a可以是0.8、0.6、0.5、0.35、0.2、0.1等。需要说明的是，通流面积的单位为mm²，排量的单位为cc，后续的实施例中均采用此单位。可以理解的是，当a小于0.039时，第一通道112的最小通流面积太小，冷媒的流量损失大，不利于提高补给量；当a大于1时，第一通道112的最小通流面积太大，容易导致冷媒回流。参照图4所示，当a的值逐渐增大时，在0.039至1的范围内，压缩机1000的COP提升幅度先逐渐升高再降低。因此合理设计第一增焓组件500的最小通流截面积和低压压缩腔111的排量的关系，能够提高压缩机1000的性能，满足在低温环境下的制热需求。需要说明的是，制冷时，COP指的是压缩机1000的制冷量与输入功率的比值；制热时，为制冷时的COP+1。COP值越高，表示压缩机1000的效率越高，就越省电。

本发明的实施例中，第一通道112的最小通流面积和高压压缩腔161的排量的比值为b，满足：4.7≥b≥0.18，例如b可以是4.5、4.3、3、3.8、3.5、3、2.5、1.6等。需要说明的是，由于高压压缩腔161的排量一般比低压压缩腔111的排量小，b的数值在整体上大于a。可以理解的是，当b小于0.18时，第一通道112的最小通流截面太小，容易增大冷媒的流量损失，导致补给量降低。当b大于4.7时，容易导致冷媒回流，脉动增加，影响压缩机1000的性能。参照图5所示，当b的值逐渐增大时，在0.18至6的范围内，压缩机1000的性能提升幅度先增大后减小。因此合理设计第一增焓组件500的最小通流截面积和高压压缩腔161的排量的关系，能够提高压缩机1000的性能，满足在低温环境下的制热需求。

本发明的实施例中，低压压缩腔111的排量和高压压缩腔161的排量比值为c，满足：0.4≤c≤0.8，例如c＝0.5、c＝0.6、c＝0.7。以高压压缩腔161的排量不变为例，当c小于0.4时，对于低温制热的工况来说，低压压缩腔111的排量太小，制热能力不足，用户的体验差；当c大于0.8时，低压压缩腔111的排量太大，高压压缩腔161无法完全消耗低压压缩腔111排出的冷媒，性能过剩，导致压缩机1000的容积效率降低。因此，合理设计低压压缩腔111的排量和高压压缩腔161的排量比值，能够改善排气阻力大的问题，减少振动和降低噪音，提高压缩机1000的容积效率。

参照图2所示，本发明的实施例中，第一气缸110设有第一通道112，第一增焓组件500的出气管插设于第一通道112内。其中，第一通道112朝靠近第一增焓组件500的方向，第一通道112的开口逐渐增大，从而方便和第一增焓组件500的出气管连接，且能够提高连接处的密封性，改善漏气的情况。本发明的另一种实施例中，第一通道112除了采用图2中所示的通孔的形式，第一通道112还可以是采用管道的形式，具体根据实际情况选择合适的方案。

参照图3所示，本发明的实施例中，压缩机1000还包括第二增焓组件600，第二增焓组件600通过第二通道192连通中间腔193，从而向中间腔193输送冷媒。可以理解的是，由于低压压缩腔111在压缩冷媒后，会将冷媒排出到中间腔193，第二增焓组件600向中间腔193输送的冷媒能够和中间腔193中的冷媒混合，最后一起通过高压压缩腔161的进气口进入到高压压缩腔161的内部。因此，中间腔193能够使得其内部的冷媒和第二增焓组件600的冷媒充分混合，减少两股冷媒混合时脉动过大的问题，提高混合效率。

本发明的实施例中，第二通道192的最小通流面积大于或等于第一通道112的最小通流面积，因此第二增焓组件600的流量大于第一增焓组件500的流量，能够减少喷气过程的流动损失，提升压缩机1000的性能。

参照图2所示，本发明的实施例中，隔板件190设有相连通的中间腔193和第二通道192，第二增焓组件600的出气管插设于第二通道192内，从而通过第二通道192向中间腔193输送冷媒。其中，隔板件190包括两块相连接的隔板，其中一块隔板朝向另一块隔板的一侧设有凹槽，即两块隔板均设有凹槽，两个凹槽围合成中间腔193。采用两块隔板的方案，能够简化隔板件190的结构，提高生产效率。

本发明的另一种实施例中，中间腔193可以包括多个腔体，多个腔体通过连通通道连通，而低压压缩腔111的排气口被配置为向其中一个腔体排气或者向多个腔体排气。举例来说，参照图2所示，泵体组件100还包括下消音器130，下消音器130和下轴承120连接，下轴承120和下消音器130之间形成有第一腔体131，隔板件190形成有相连通的第二腔体191和第二通道192，第二腔体191和第一腔体131通过连通通道连通并构成中间腔193，第二增焓组件600的进气管310插设于第二通道192。因此，中间腔193能够使得其内部的冷媒和第二增焓组件600的冷媒充分混合，减少两股冷媒混合时脉动过大的问题，提高混合效率。

本发明的实施例中，下轴承120设有阀座，低压压缩腔111内的冷媒能够通过阀座依次进入第一腔体131、连通通道和第二腔体191，最后再进入高压压缩腔161。本发明的另一种实施例中，下轴承120和隔板件190均设有阀座，低压压缩腔111内的冷媒通过两个阀座分别进入第一腔体131和第二腔体191。即低压压缩腔111采用双排气的方案，能够有效降低排气损失，提高压缩机1000的性能。

参照图2所示，本发明的实施例中，泵体组件100还包括上消音器170，上消音器170和上轴承150连接，且上消音器170和上轴承150之间形成有第三腔体171。从高压压缩腔161内排出的冷媒可以进入到第三腔体171后再排出到内腔210，有利于降低排气的噪音，提高用户的使用体验。

本发明的实施例中，低压压缩腔111设有多个，多个低压压缩腔111的排气口均和中间腔193连通。例如，多个低压压缩腔111沿上下方向依次设置。本发明的实施例中，高压压缩腔161也可以设置多个，多个高压压缩腔161的进气口均和中间腔193连通，多个高压压缩腔161沿上下方向依次设置。可以理解的是，设置多个低压压缩腔111或者多个高压压缩腔161能够提高冷媒的压缩效率。

本发明的实施例中，第一增焓组件500用于补气的气态冷媒可以通过闪蒸器提供，闪蒸器设置在制冷系统或者制热系统的循环回路中。以制热系统为例：液态冷媒经过冷凝器放热后，流经第一节流装置，在第一节流装置的作用下从全液态冷媒变为气液混合的冷媒，气液混合的冷媒再进入闪蒸器内，气态的冷媒沿闪蒸器的出气口流向第一增焓组件500，液态冷媒从闪蒸器的出液口流出，并经过第二节流装置后进入蒸发器，最后吸热后的冷媒经过储液器300进入低压压缩腔111。而第二增焓组件600用于补气的冷媒也可以通过闪蒸器提供，即制冷系统或者制热系统可以设置两个闪蒸器，分别向第一增焓组件500和第二增焓组件600输送气态冷媒。本发明的另一种实施例中，闪蒸器可以通过板式换热器替代，即第一增焓组件500和第二增焓组件600用于补气的冷媒还可以通过板式换热器提供，具体根据实际情况选择合适的方案。

本发明一种实施例的制冷设备，包括以上实施例的压缩机1000，制冷设备可以是中央空调、整体式空调器、分体式空调器、风管机、窗机等设备。制冷设备通过采用上述实施例的压缩机1000，压缩机1000的泵体组件100通过设置低压压缩腔111、中间腔193和高压压缩腔161，低压压缩腔111和排气口通过中间腔193和高压压缩腔161的进气口连通，因此低压压缩腔111中排出的冷媒可以通过中间腔193后再进入高压压缩腔161，中间腔193能够对冷媒进行一定程度的降温，有利于降低高压压缩腔161压缩时所需的入力，提高压缩机1000的能效。而通过低压压缩腔111和高压压缩腔161进行两级压缩，压缩机1000最终排出的冷媒压力更高，能够提高压缩机1000的容积效率，在低温环境中也能起到较好的制热效果。第一增焓组件500通过第一通道112连通低压压缩腔111，第一增焓组件500起到补气的作用，能够向低压压缩腔111内输送冷媒，能够提高低压压缩腔111的出气量，最终提高压缩机1000的压缩效率。由于第一通道112的最小通流面积和低压压缩腔111的排量的比值为a，满足：1≥a≥0.039，a小于0.039时，第一通道112的最小通流面积太小，冷媒的流量损失大，不利于提高补给量；a大于1时，第一通道112的最小通流面积太大，容易导致冷媒回流。因此合理设计第一增焓组件500的最小通流截面积和低压压缩腔111的排量的关系，能够提高压缩机1000的性能，满足在低温环境下的制热需求。

由于制冷设备采用了上述实施例的压缩机1000的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.压缩机，其特征在于，包括：

泵体组件，设有低压压缩腔、中间腔和高压压缩腔，所述低压压缩腔的排气口通过所述中间腔与所述高压压缩腔的进气口连通；

第一增焓组件，通过第一通道连通所述低压压缩腔，所述第一增焓组件用于向所述低压压缩腔输送冷媒；

其中，所述第一通道的最小通流面积与所述低压压缩腔的排量的比值为a，满足：1≥a≥0.039。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述第一通道的最小通流面积与所述高压压缩腔的排量的比值为b，满足：4.7≥b≥0.18。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述低压压缩腔的排量与所述高压压缩腔的排量的比值为c，满足：0.4≤c≤0.8。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述泵体组件还包括第一气缸，所述低压压缩腔位于所述第一气缸内，所述第一气缸设有所述第一通道，所述第一增焓组件插设于所述第一通道内。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于：所述压缩机还包括用于向所述中间腔输送冷媒的第二增焓组件，所述第二增焓组件通过第二通道连通所述中间腔，所述第二通道的最小通流面积大于或等于所述第一通道的最小通流面积。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于：所述泵体组件还包括第二气缸和隔板件，所述高压压缩腔位于所述第二气缸内，所述隔板件连接于所述第一气缸和所述第二气缸之间，所述隔板件设有第二通道和所述中间腔，所述第二增焓组件插设于所述第二通道内。

7.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于：所述泵体组件还包括下轴承、下消音器、第二气缸和隔板件，所述下轴承和所述下消音器连接于所述第一气缸，所述下轴承和所述下消音器围合形成第一腔体，所述隔板件连接于所述第一气缸和所述第二气缸之间，所述隔板件设有第二腔体和第二通道，所述第二腔体和所述第一腔体通过连通通道连通并构成所述中间腔，所述第二增焓组件插设于所述第二通道内。

8.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述中间腔包括多个腔体，多个所述腔体通过连通通道连通，所述低压压缩腔的排气口被配置为向其中一个腔体排气或分别向多个所述腔体排气。

9.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述低压压缩腔设有多个，多个所述低压压缩腔的排气口均连通所述中间腔；和/或

所述高压压缩腔设有多个，多个所述高压压缩腔的进气口均连通所述中间腔。

10.制冷设备，其特征在于：包括权利要求1至9任一项所述的压缩机。