CN1336987A - 螺杆压缩机和制冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种螺杆压缩机,它在部分负载下增加了效率并具有能在部分负载区提高节约器回路性能的制冷机。转换器(22)控制电机(27)的转速以控制螺杆压缩机(21)的容量。由于在螺杆压缩机(21)中不设滑阀,所以部分负载时可以封闭压缩室(C1,C2),制冷剂经过节约通道被喷射给压缩室(C1,C2)。因此,如果将制冷剂喷进压缩室(C1,C2),那么制冷剂的补充就不会不足。部分负载下的效率由以下事实得以提高:部分负载下,电机(27)和螺杆转子(33)低速转动,经过节约器通道喷射出的制冷剂有足够的冷却效果而不影响供给压缩室(C1,C2)的制冷剂。

Description

螺杆压缩机和制冷装置
技术领域
本发明涉及一种用来压缩制冷剂气体等的螺杆压缩机以及一种使用该螺杆压缩机的制冷装置。
背景技术
螺杆压缩机一般包括一个压缩部件和一个电机，压缩部件由汽缸和以可转动方式装入汽缸的螺杆转子组成，电机以规定的速度驱动螺杆转子转动。如图3所示，在螺杆压缩机的结构中，滑阀5，5控制转子1开始压缩的位置，活塞2通过阀臂3和联结杆4，4带动滑阀5，5，从而进行容量控制。更具体地说，在满载情况下，如果电机转速与满载情况下的转速一样，则滑阀5，5缩回，由此转子1的压缩开始时间被延迟，从而减小了排气量。
但是，上述传统螺杆压缩机在部分负载下由滑阀5，5进行容量控制，这里被压缩的气体一旦被旁通到入口侧，将会引起部分负载效率差的问题。
另外，虽然图中未示出，但一些带滑阀的螺杆压缩机的制冷装置有一个节约器回路。在该节约器回路的结构中，将制冷剂从膨胀阀上游喷射给形成于汽缸和螺杆转子之间的压缩室，以降低供给蒸发器的液体制冷剂的温度并降低液体制冷剂的焓，由此增加制冷能力、提高制冷循环的效率。但是，虽然在满载情况下该节约器回路是有效的，但是在部分负载情况下其效果不好，这是这种情况下滑阀是收回的，因为制冷剂气体在压缩室被封闭之前喷射给压缩室，这样就降低了从螺杆压缩机的蒸发器侧吸入的制冷剂气体的容积。因此，在由滑阀进行容量控制的螺杆压缩机中，存在一个问题：如果设置节约器回路，那么不能提高部分负载下的效率。
本发明的描述
因此，本发明的一个目的是提供一种能够提高部分负载下效率的螺杆压缩机，和一种即使在部分负载范围也能够发挥出节约器效果的制冷装置。
为了实现该目的，本发明提供一种螺杆压缩机，它包括：
一个没有滑阀的螺杆压缩机主体，该主体由一个压缩部、一个驱动螺杆转子的电机、和一个节约器通道组成，压缩部有一个汽缸和一个以转动方式装配在汽缸内的螺杆转子，节约器通道用来向压缩室喷射制冷剂气体，该压缩室位于压缩部的汽缸和螺杆转子之间；和
一个转换器，它用来控制电机的转速，以控制压缩部的排气量。
根据上述组成，用转换器控制电机转动能够宽范围地连续控制螺杆压缩机主体的容量。因此，与传统旁通型容量控制方法相比，本发明的容量控制方法改变了压缩机的排量，从而增加了部分负载情况下的效率。
另外，螺杆压缩机主体不包括滑阀，这样在部分负载下，在压缩室被封闭的状态下，制冷剂气体或者两相制冷剂从节约器通道排到压缩室中。因此，即使制冷剂从节约器通道排到压缩室中，也不会减少吸入螺杆压缩机主体吸入的制冷剂气体量。因此，在部分负载下，降低了电机和螺杆转子的转速，从节约器通道喷射出的制冷剂可以发挥冷却作用而不会降低吸入压缩室中的制冷剂气体的容量，这将显著地增加部分负载下的效率。
如上所述，通过利用转换器引起的效率增加和电机的高速转动能够减小螺杆压缩机主体尺寸并且降低螺杆压缩机的生产成本。
本发明的制冷装置包括一主制冷回路，该回路以闭路形式将螺杆压缩机、冷凝器、膨胀装置、和蒸发器进行连接；和
一个节约器回路，它将冷凝器下游侧和蒸发器上游侧的主制冷剂回路连接到节约器通道。
根据上述结构，提供了上述螺杆压缩机，这样可以完成螺杆压缩机的功能和作用。另外，节约器回路将冷凝器冷下来的制冷剂经过节约器通道喷射给压缩室，从而确保压缩室内被压缩的制冷剂被冷却下来。
在一个实施例的制冷装置中，膨胀装置由第一膨胀装置和第二膨胀装置组成，节约器回路将第一膨胀装置和第二膨胀装置之间的主制冷剂回路与节约器通道连接。
根据上述组成，节约器回路使冷凝器液化的液体制冷剂在第一膨胀装置中进行绝热膨胀，并通过节约器通道只将气相制冷剂喷射给压缩室。这里，通向蒸发器的液体制冷剂的焓降低到第二膨胀装置上游处的饱和压力对应的焓值，其结果是使制冷能力增加，进一步提高了制冷循环的效率。
在一个实施例中，冷凝器和蒸发器之间的主制冷剂回路有一个气液分离器，气液分离器中的制冷剂气体经过节约器回路和节约器通道供给压缩室。
根据上述组成，主制冷剂回路中的制冷剂在气液分离器中分为液体制冷剂和气体制冷剂之后，制冷剂气体经过节约器回路和节约器通道喷射给压缩室。这使得喷射给压缩室的仅为气体制冷剂，因此防止液体被压缩，同时，增加了供给蒸发器的制冷剂中的液体制冷剂比例，提高了制冷循环的效率。
在一个实施例中，为了使螺杆压缩机进行部分负载运行，在通过转换器控制电机转速的容量控制中，气液分离器中分离出的气体制冷剂经过节约器回路和节约器通道喷射给压缩室。
根据上述组成，在容量控制中，这里的容量控制是由螺杆转子的转速执行的，以便与满载情况下的压缩起始位置一样进行部分负载运行，则在压缩室被封闭后，气液分离器中分离出的气体制冷剂经过节约器回路和节约器通道喷射给汽缸和螺杆转子之间的压缩室。因此，虽然制冷剂气体是从节约器通道喷射给压缩室的，但是不会减少从螺杆压缩机主体的蒸发器侧吸入的气体制冷剂量。因此，在部分负载情况下，电机和螺杆转子的转速降低，从节约器通道喷射的气体制冷剂可以实施冷却效果而不会减少吸入压缩室的气体制冷剂量，这可以显著提高部分负载情况下的效率。
在一个实施例中，通过节约器通道使节约器回路与形成于汽缸和螺杆转子之间的第一压缩室和第二压缩室互相连接。
根据上述组成，通过节约器通道使节约器回路与第一和第二两个压缩室互相连接，就可以切实发挥节约器的作用。
图面说明
图1是表示本发明一个实施例的螺杆压缩机主要部件的纵截面图；
图2是本发明一个实施例的制冷装置的回路图；
图3是现有技术中一种螺杆压缩机主要部件的纵截面图。
实现本发明的最佳方式
下面将参考附图来描述本发明的实施例。
如图1所示，螺杆压缩机20由一个螺杆压缩机主体21和一个转换器22组成。螺杆压缩机主体21的壳体25内有压缩部件26和电机27。
在压缩部件26中将整体形成于主轴32一端的螺杆转子33以转动方式装配在汽缸31内，汽缸31与壳体25一体制成。压缩部件26不包括滑阀，这样可以通过利用转换器22控制电机27的转速来实现容量控制。另外，虽然未示出，但设有一个与压缩室C1相通的节约器通道，压缩室C1位于汽缸31和螺杆转子33之间，从图1纸面的正面看去，该通道略在箭头E1所示部分的后面，同时，设有一个与压缩室C2相通的节约器通道，压缩室C2位于汽缸31和螺杆转子33之间，从纸面的正面看去，该通道略在箭头E2所示部分的后面。节约器通道与图2所示的节约器回路70连通。
另一方面，主轴32的另一端固定有电机27的转子35，电机27的定子36固定到壳体25上。电机27与转换器22连接。
图2是带螺杆压缩机20的制冷装置的回路图。在该制冷装置中，下列部件顺序连接成一个回路以形成一个主制冷剂回路65：螺杆压缩机20、冷凝器40、作为第一膨胀装置示例的第一膨胀阀45、气液分离器50、作为第二膨胀装置示例的第二膨胀阀55、和蒸发器60。气液分离器50的气相部分通过节约器回路70与螺杆压缩机20的节约器通道连接。
在上述形状的螺杆压缩机20中，转换器22根据负载情况控制电机27的转速，从而对螺杆压缩机主体21进行宽范围的容量控制。部分负载情况下，在螺杆压缩机主体21中，转换器22将电机27的转速控制在低于满载情况下的转速，这样电机27和螺杆转子33仅按需要的速度转动，这将提高部分负载下的效率。
另外，螺杆压缩机主体21不包括滑阀，因此部分负载下的压缩开始位置与满载情况下的位置相同，这里由螺杆转子33的转速执行容量控制。因此，在部分负载情况下，在压缩室C1和C2被封闭后，制冷剂气体从节约器通道喷射到汽缸31和转子33之间的压缩室C1和C2中。因此，尽管制冷剂气体从节约器通道喷射到压缩室C1和C2中，但是并不减少从压缩机主体21的蒸发器60侧吸入的制冷剂气体容量。因此，在部分负载的情况下，电机27和螺杆转子33的转速降低，从节约器通道喷出的制冷剂可以实施冷却效果而不会减小吸入压缩室C1和C2的制冷剂气体量，这使得部分负载情况下的效率大大增加。
另外，在冷凝器40中被冷却后的制冷剂经过第一膨胀阀45绝热膨胀使温度进一步降低，在气液分离器50中被分成液体制冷剂和气体制冷剂。气体制冷剂经过节约器回路70和节约器通道喷射到压缩室C1和C2中。这里，通入蒸发器的液体制冷剂的焓低于第二膨胀装置上游处对应于饱和压力的焓值，结果是冷却能力增加、进一步提高了制冷循环的效率。
因此，螺杆压缩机主体21的容量控制不是通过在螺杆压缩机主体21内设置滑阀实现，而是用转换器22控制电机27的转速实现的，低温制冷剂气体从在冷凝器40和第一膨胀阀45下游侧的气液分离器50、经过节约器回路70和节约器通道喷射到压缩室C1和C2，压缩室C1和C2即使在部分负载下也处于封闭状态，这样发挥了节约器的作用而不减少从蒸发器61侧吸进压缩室C1和C2中的制冷剂气体容量，它们的组合使得整个工作区的效率增加很多，特别是在部分负载区。
另外，螺杆压缩机20不包括滑阀，也不包括驱动汽缸等，利用转换器22通过电机27可以使螺杆转子33高速转动，如上所述在节约器的作用下效率得以提高，它们的组合减小了螺杆压缩机20和制冷装置的尺寸并降低了它们的生产成本。
在上述实施例中，可以注意到在螺杆压缩机主体21中，不采用向压缩室喷油，这样速度增加时滑动件的粘性损失减小，这将进一步提高效率。
虽然上述实施例中，采用了第一和第二膨胀阀45和55，但也可以去掉第一膨胀阀45。还可以去掉气液分离器50。而且还可以用毛细管作为膨胀装置。
从上面的描述可以清楚地看到，根据本发明的螺杆压缩机，可以由转换器控制电机转速来进行容量控制，使得电机和螺杆转子按需要的转速转动，从而增加部分负载情况下的效率，另外，省略滑阀后能将来自节约器通道的制冷剂喷到压缩室中，该压缩室即便在部分负载情况下也是处于封闭状态，这样，虽然制冷剂从节约器通道喷给压缩室，但是被吸入的制冷剂气体的容量没有减少。因此，根据本发明，在部分负载情况下，电机和螺杆转子的转速可以降低，由于从节约器通道喷射出的制冷剂能完成制冷作用而不会降低吸入压缩室的制冷剂气体的容量，这使得部分负载情况下的效率显著增加。另外，效率的增加、转换器使电机能高速转动、滑阀和驱动汽缸的省略均使螺杆压缩机尺寸减小并降低螺杆压缩机的生产成本。
另外，根据本发明的制冷装置设有一个螺杆压缩机，以执行该螺杆压缩机的作用和效果，而且，冷凝器中冷却下来的制冷剂通过节约器回路和节约器通道喷射到压缩室，由此确保压缩室内的增压制冷剂被冷却。

Claims (6)

1.一种螺杆压缩机，它包括：
一个没有滑阀的螺杆压缩机主体(21)，该主体由一个压缩部(26)、一个电机(27)和一个节约器通道组成，压缩部有一个汽缸(31)和一个以转动方式装配在汽缸(31)内的螺杆转子(33)，电机(27)驱动螺杆转子(33)，节约器通道用来向压缩室(C1，C2)喷射制冷剂气体，压缩室位于压缩部(26)的汽缸(31)和螺杆转子(33)之间；和
一个转换器(22)，它用来控制电机(27)的转速，以控制压缩部(26)的排气量。
2.一种制冷装置，它包括：
一个将权利要求1所述的螺杆压缩机(20)、冷凝器(40)、膨胀装置(45，55)、和蒸发器(60)连接的主制冷回路(65)和
一节约器回路，将冷凝器(40)下游侧和蒸发器(60)上游侧的主制冷剂回路(65)连接到节约器通道。
3.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征为，膨胀装置由第一膨胀装置(45)和第二膨胀装置(55)组成，节约器回路(70)连接在第一膨胀装置(45)和第二膨胀帐装置(55)之间的主制冷剂回路(65)和节约器通道。
4.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征为，冷凝器(40)和蒸发器(60)之间的主制冷剂回路(65)有一个气液分离器(50)，气液分离器(50)中的制冷剂气体通过节约器回路(70)和节约器通道供给压缩室(C1，C2)。
5.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征为，为使螺杆压缩机(20)进行部分负载运行，在通过转换器(22)控制电机(27)转速的容量控制中，气液分离器(50)中分离出的气体制冷剂经过节约器回路(70)和节约器通道喷射到压缩室(C1，C2)中。
6.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征为该节约器回路(70)通过节约器通道与形成于汽缸和螺杆转子之间的第一压缩室(C1)和第二压缩室(C2)互相连接。
CN00802856A 1999-09-22 2000-08-24 螺杆压缩机和制冷装置 Pending CN1336987A (zh)

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