CN1203283C - 空调器 - Google Patents

Abstract

一种空调器属空气控制调节技术领域，解决空调压缩机停机后其进气、排气口压力难于短时间平衡，不能迅速再次启动运转以应对空调负荷变化问题。它由两台容量不同的压缩机的排气管接单通阀，排出的制冷剂接于润滑油分离器，油经回收管、气液分离器返回二压缩机，分离出的高温、高压制冷剂接至冷凝器，凝缩放热后经膨胀阀释放并接于蒸发器，蒸发吸热后接至二个气液分离器，分离出气态制冷剂接回二压缩机进气口构成。其特征是它还设计有上侧接于单通阀后压力管的二分支管，下侧接于压缩机进气口低压管的二分支管，左右及下侧接于二单通阀前压力管二分支管的压力平衡装置，压力平衡装置中心有隔离板，其两侧对称压力平衡空间内设计有二个滑动活塞，活塞下面有可使单通阀前压力管及低压管连通的连通槽。

Description

空调器

                      技术领域

本发明属空气控制调节技术领域，特别是涉及一种具有压力平衡装置可使空调压缩机停机后快速再启动运转，以应对负荷变化的空调器。

                      附图说明

图1是设有两台压缩机的原有空调器的结构概要图；

图2是显示两台压缩机排气口和进气口的制冷剂压力的曲线图；

图3是本发明中设有两台压缩机的空调器的结构概要图；

图4是本发明中压力平衡装置的结构概要图；

图5是压缩容量较小的第1压缩机停止运转时本发明的压力平衡装置运转状态的结构图；

图6是压缩容量较大的第2压缩机停止运转时本发明的压力平衡装置运转状态的结构图。

各图中：

1、2：第1第2压缩机(压缩机)；    3：润滑油分离器；

4：冷凝器；                     5：膨胀阀门；

6：蒸发器；                     7、8：气液分离器；

9，10：润滑油回收管；           11、12：第1、第2单通阀(单通阀)；

13：压力平衡装置；              31、32：单通阀前压力管；

33：单通阀后压力管；            34、35：槽(连通槽)；

36：低压管；                    37、38：活塞；

39：隔离板；                    41、42：第1第2排气管(排气管)；

43、44：第1第2高压管(高压管)；

45、46：第1、第2进气管(进气管)；

130、131：第1、第2压力平衡空间(压力平衡空间)；

BB：连通空间。

                      背景技术

一般的空调器是由压缩制冷剂的压缩机；与室外空气进行热交换使制冷剂等温凝缩的冷凝器；膨胀已凝缩的制冷剂的膨胀阀；把上述膨胀制冷剂与室内空气通过热交换的蒸发器所构成。

但是，此类结构的空调存在以下问题：具有一定压缩容量的压缩机完全运转，根据周边空气的温度及湿度状态调节室内空气的制冷及供热的温度，在室内空气制冷负荷小的情况下也使大量制冷剂进行压缩，这样使导致了能源利用效率的降低。

为了减少此种能源浪费，研制出根据室内负荷条件能进行独立运转的，具有两台压缩容量不同的压缩机的空调器，如图1所示。

上述空调是由两台压缩机(1、2)，压缩的制冷剂使其浓缩的冷凝器(4)，使制冷剂膨胀的膨胀阀(5)，蒸发制冷剂的蒸发器(6)等构成。

为了防止上述压缩机排出的高温高压制冷剂逆流到压缩机，单通阀(11，12)设置在两个压缩机的排气口处。

另外，为防止压缩机的冷冻和过热，润滑油分离器(3)设置在上述冷凝器(4)和压缩机(1、2)之间即上述单通阀和冷凝器之间，上述润滑油分离器(3)里分离出来的润滑油通过润滑油回收管(9，10)流入到压缩机的进气口。

另外，为防止上述压缩机的过负荷，压缩机的进气口各设有气液分离器(7，8)，以防止液体制冷剂流入压缩机内。

如同上述，如原有的空调是在周围空气与室内空气的温差不大，所需制冷负荷比较小时，可以只运转压缩容量较小的第1压缩机(1)来压缩制冷剂。

这样，被压缩的制冷剂经由第一单通阀(11)到润滑油分离器(3)，经由润滑油分离器(3)的制冷剂再通过冷凝器(4)、膨胀阀(5)及蒸发器(6)与室内空气进行热交换，室内空气被冷却，最后通过气液分离器(7)再回收到压缩机(1)。

如果室内制冷负荷的要求比第1压缩机的压缩容量大、比第2压缩机的压缩容量小时，同上所述可独立运转第2压缩机(2)，如果室内制冷负荷要求比第2压缩机的压缩容量大时可使两台压缩机(1、2)同时运转。

但是，在这样的空调里使用高压压缩机时，如图2所示两台压缩机同时运转中因室内制冷负荷发生变化引起只有一台压缩机运转一台停机，附图2里是以实线表示的正常运转的压缩机把制冷剂压缩成高压制冷剂再排放。

图里以虚线表示的运转已停止的压缩机在初期阶段排出的制冷剂形成高压，一定时期后制冷剂排出压力急速下降并与压缩机进气口吸入压力形成平衡。

即，两台压缩机中只有一个压缩机运转时，与运转中的压缩机相连接的单通阀，中断高压制冷剂的逆流，但已停止的压缩机排气口制冷剂的压力急剧减少至与进气口的制冷剂压力几乎平衡，当停止的压缩机再度启动时排气口的制冷剂压力急剧上升。

但是，停止的压缩机进气口压力与排气口压力之间达到压力平衡所需时间是在8分-23分，当然根据压缩机的容量与系统运转条件等所需时间也不一样。

另外，一直到压力达到平衡之前已停止的压缩机不能运转，这样随着室内负荷的变化不能及时运转压缩容量适中的压缩机，因而不能提供所要求的相当于室内负荷的制冷能力。

例如有以下问题：首先只运转大容量的第2压缩机，而后根据室内负荷的变化需要使停止的小容量的第1压缩机也运转起来，在压力达到平衡的时期，即一直到第1压缩机的排气口与进气口的压力形成平衡时为止最少需要8分到最多23分之内不能启动，因此使空调器对空调室内负荷变化的对应能力变弱。

当然，根据系统运转条件及压缩机容量不同，到达压力平衡的时间也不同。故实际进行系统设计时要全面考虑应对时间，有时压力平衡已形成，但压缩机始终是停止状态，为解决上述问题有时要先停止所有压缩机再重新启动运转，这样电力耗费也增加。

第2代的压缩机是为了积极对应室内负荷的变化在压缩机停止的状态下形成压力平衡再重新运转时，与原有的压缩机第1代系统一样发生因低速运转而引起系统效率低下的问题点，故也不能得到使用第2代压缩机的特殊效果。

                      发明内容

发明目的：

为了解决上述技术问题，而提供一种空调器它设置有两台压缩容量不同的压缩机。压缩机停止时利用与各压缩机排气口相连接的单通阀前后的压力差，设置开闭流路的压力平衡装置使排气口与进气口的制冷剂压力在短时间内形成平衡，停止的压缩机的重新运转在短时间内实现，以应对空调负荷的改变，防止空调因运转停止及低速运转引起的系统效率低下，但又不增加压缩机的重新运转引起的电力消耗。

技术方案与结构：

本发明由两台容量不同的压缩机(1、2)的排气管(41、42)接防止高压制冷剂逆流的单通阀(11、12)，排出高温高压的制冷剂经二高压管(43、44)接于润滑油分离器(3)，润滑油经二润滑油回收管(9、10)、气液分离器(7、8)返回二压缩机(1、2)，分离出的高温、高压制冷剂接至冷凝器(4)，在其中凝缩放热产生制热效果后经膨胀阀(5)释放并接至蒸发器(6)蒸发吸热产生制冷效果后接至二气液分离器(7、8)，分离出的气态制冷剂接回第1、第2压缩机(1、2)进气口，为了使停机的压缩机能迅速启动运转以应对空调负荷的变化，本发明中还设计了上侧接于单通阀后压力管(33)的二分支管，下侧接于蒸发器(6)输出、压缩机进气管(45、46)连接的低压管(36)的二分支管，左右及下侧接于二单通阀前压力管(31、32)的二分支管的压力平衡装置(13)。压力平衡装置(13)中心设置有隔离板(39)，隔离板(39)两侧对称的第1第2压力平衡空间(130、131)内设计有二滑动配合的活塞(37、38)，活塞(37、38)下面设计有使单通阀前压力管(31、32)和低压管(36)连通的连通槽(34、35)。对隔离板(39)对称连接于压力平衡装置下侧的单通阀前压力管(31、32)分支管和低压管(36)的分支管的轴向距离小于上述活塞(37、38)下面连通槽(34、35)的轴向长度以保证连通，压力平衡装置是利用和压缩机排气口连接的单通阀(11、12)前、后压力差来调节、移动二个活塞(37、38)的轴向位置，使单通阀前压力管(31、32)与低压管(36)分别连通，实现二压缩机(1、2)进、排气口压力平衡的装置。

                  实施例和运转状态

以下参照附图详细说明设有两台压缩机的空调的结构与运转过程。

图3是本发明中设有两台压缩机的空调器的结构概要图，图4是本发明中压力平衡装置的结构概要图。

另外，图5是压缩容量较小的第1压缩机停止运转时本发明的压力平衡装置运转状态的结构图，图6是压缩容量较大的第2压缩机停止运转时本发明的压力平衡装置运转状态的结构图。

本发明的空调如图3所示是由容量不同的压缩机(1，2)；使上述压缩机里压缩的制冷剂不致逆流而连接在各压缩机排气口的单通阀(11，12)；分离上述压缩机里流出的润滑油的润滑油分离器(3)；与室外空气进行热交换使之浓缩的冷凝器(4)；使浓缩的制冷剂进行膨胀的膨胀阀(5)；与室内空气热交换后蒸发制冷剂的蒸发器(6)；只把气状的制冷剂流入到压缩机的气液分离器(7，8)；为让上述润滑油分离器(3)分离出来的润滑油回收到气液分离器(7，8)的入口而设置的润滑油回收管(9，10)等构成。

此时，使停机的压缩机排气口高压制冷剂流动到进气口侧，达到使制冷剂压力平衡而设置控制流路的压力平衡装置(13)连接在各压缩机的排气口及进气口间。

与此同时，上述各压缩机(1，2)和各单通阀(11，12)与第1及第2排气管(41，42)相连接，各单通阀(11，12)和润滑油分离管(3)与第1及第2高压管(43，44)相连接，上述润滑油分离器(3)和冷凝器(4)和膨胀阀(5)及蒸发器(6)各与连接管相连接，上述蒸发器(6)和各气液分离器(7、8)与第1及第2进气管(45、46)相连接。

此时，上述压力平衡装置(13)为利用单通阀的前后压力差而根据单通阀前压力管(31、32)与第1及第2排气管(41、42)连接，再根据单通阀后压力管(33)与上述单通阀与润滑油分离器(3)相连接的第1及第2高压管(43、44)连在一起。

另外，上述压力平衡装置(13)通过低压管(36)与连接蒸发器(6)和气液分离器(7，8)的第1及第2进气管(45、46)相连接。

压力平衡装置(13)如图4所示，活塞的中央设有隔离板(39)，以隔离板为中心对称形成第1压力平衡空间(130)和第2压力平衡空间(131)。

另外，各压力平衡空间(130、131)内设置有根据上述单通阀(11、12)的前后压力差在轴向移动的活塞(37，38)。

各压力平衡空间(130、131)上侧与单通阀(11、12)和润滑油分离器(3)相连接的高压管(33)与各压力平衡空间(130、131)分支连接，两侧设有与各压缩机(1、2)和单通阀(11、12)相连接的排气管(41、42)连在一起的第1及第2单通阀前压力管(31、32)分支管，下侧设置有与上述蒸发器(6)和气液分离器(7、8)相连接的进气管(45、46)连接的低压管(36)的分支管。

此时，第1及第2单通阀前压力管(31，32)的分支管分别连接在隔离板(39)两侧形成的压力平衡空间(130、131)的侧面及下面，为连接上述压力平衡空间下侧的单通阀前压力管(31、32)，与低压管(36)二分支管，上述活塞下方设计有连通槽(34、35)。

此时，沿着上述活塞下面形成的槽(34、35)，形成上述单通阀前压力管(31、32)与上述低压管(36)连通空间，上述压力平衡装置(13)里形成的压力平衡空间(130、131)是左右对称统一的。

即，停止的压缩机在压力平衡空间(130、131)内形成上述BB连通空间，运转中的压缩机压力平衡空间内为不形成上述BB连通空间，上述活塞(37，38)下连通槽(34，35)的大小可以随着单通阀前压力管(31、32)与低压管(36)之间设置的位置变化。

具有上述结构的空调器在室内制冷负荷使两台压缩机(1，2)同时运转时，各压缩机里压缩的制冷剂通过排气管(41、42)在润滑油分离器(3)里进行分离润滑油后，再经由冷凝器(4)、膨胀(5)及蒸发器(6)和气液分离器(7、8)，再流入到压缩机中。

此时，上述压力平衡装置(13)维持如图4所示的压力状态。

各压缩机(1，2)里通过与形成高压制冷剂的排气管(41、42)连接的第1单通阀前压力管(31)和第2单通阀前压力管(32)，高压制冷剂流入到上述压力平衡空间(130，131)内活塞的一端。

另外，沿着各压力平衡空间(130、131)上侧高压管(43、44)从单通阀(11、12)流入到润滑油分离器(3)的制冷剂中，一部分通过上述单通阀后压力管(33)流入到各压力平衡空间(130、131)一侧。

又，通过上述蒸发器(6)与气液分离器(7、8)相连接的第1进气管(45)与第2进气管(46)分支的低压管(36)，使低压制冷剂流入到活塞(37、38)的另一侧。

当在各压力平衡空间(130、131)内各活塞(37、38)通过单通阀前压力管(31、32)流入的制冷剂压力比通过单通阀后压力管(33)与低压管(36)流入的制冷剂压力大时引起各活塞(37、38)与上述隔离板(39)相连接。

所以，活塞里形成的连通槽(34、35)的位置导致上述单通阀前压力管与低压管BB连通空间不能形成，最后压缩机里排放的高压制冷剂不能流到压缩机的进气口处。

与此相反，室内的制冷负荷变化导致压缩容量小的第1压缩机(1)停止运转而压缩容量大的第2压缩机(2)运转时，压力平衡装置(130、131)里的活塞(37、38)轴向移动如图5所示。

即，第2压力平衡空间(131)里通过与第2排气管(42)连接的第2单通阀前压力管(32)，高压制冷剂流入到上述活塞(38)的一端，在另一侧通过单通阀后压力管(33)流入中压的制冷剂，通过低压管(36)低压制冷剂流入到活塞的另一侧，此时根据所产生的压力差活塞与隔离板(39)连接。

但是，停止运转的与第1压缩机连接的压力平衡空间(130)里因压缩机不能压缩制冷剂，导致通过上述单通阀后压力管(33)流入的制冷剂压力比上述第1单通阀前压力管(31)和低压管(36)高，故第1压力平衡空间(130)内活塞(37)与隔离板(39)脱离。

随之，通过第1活塞下面的连通槽(34)，上述第1单通阀前压力管下侧分支管(31)与低压管(36)的分支管连在一起形成BB连通空间，因第1压缩机排气口形成的高压制冷剂与进气口形成的低压制冷剂之间的压力差，制冷剂从高压部流动到低压部从而达到压力的平衡。

又，第2压缩机(2)停止运转而只有第1压缩机(1)运转时，如图6所示，通过第1单通阀(11)前压力管(31)，压力比单通阀后压力管(33)大的制冷剂流入到第1压力平衡空间(130)故第1压力平衡空间的活塞(37)与分离板(39)连接而不能形成BB连通空间，故不导致高压制冷剂的流出。

与不能运转的第2压缩机相连接的第2压力平衡空间(131)里压力比通过单通阀后压力管(33)流入的制冷剂小的单通阀前压力管(32)，使活塞(38)与隔离板(39)脱离。

随之，通过上述活塞(38)下面形成的连通槽(35)，上述第2单通阀前压力管(32)下侧分支管与低压管(36)的分支管连接，制冷剂从第2压缩机的排气管(42)流动到进气管(46)形成制冷剂的压力平衡。

优点和积极效果：

如同上述，本发明是利用压力差控制流路的压力平衡装置，使不能运转的压缩机压力平衡在短时间内形成，空调室内制冷的压缩机运转可以迅速变换以应对空调负荷的变化，使用两台压缩机有效地调节压缩效率，增加其低速运转时能量耗费的效率。

另外，利用压力差运转压力平衡装置，不需要电力人力或控制部的运作，完全是机器自动，不涉及误操作的危险与能量耗费。

Claims (2)

1.一种空调器由两台容量不同的压缩机(1、2)的排气管(41、42)接单通阀(11、12)排出高温高压的制冷剂经高压管(43、44)接于润滑油分离器(3)，使油经二润滑油回收管(9、10)、气液分离器(7、8)返回二压缩机(1、2)，分离出的高温、高压制冷剂接至冷凝器(4)，在其中凝缩放热后经膨胀阀(5)释放并接于蒸发器(6)，蒸发吸热后接至二气液分离器(7、8)，分离出的气态制冷剂接回于二压缩机(1、2)构成，其特征是它还设计有压力平衡装置(13)，其压力平衡装置(13)中心设置有隔离板(39)，隔离板(39)两侧对称的第1、2压力平衡空间(130、131)内设计有二个滑动配合的活塞(37、38)，二活塞(37、38)下面各设计有使单通阀前压力管(31、32)分支管及低压管(36)二分支管连通的槽(34、35)，其单通阀前压力管(31、32)二分支管分别连接于二压力平衡空间(130、131)的左右侧及下侧，低压管(36)的二分支管对隔离板(39)对称连接于二压力平衡空间(130、131)的下侧，单通阀后压力管(33)的二分支对隔离板(39)对称分别连接于二压力平衡空间(130、131)的上侧。

2.根据权利要求1所述的空调器其特征是：其压力平衡装置下侧对隔离板(39)对称连接的单通阀前压力管(31、32)的分支管和低压管(36)的二分支管轴向距离小于上述活塞(37、38)下面连通槽(34、35)的轴向长度以保证连通。

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