CN203798004U - 制冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制冷装置，包括多个压缩腔和补气装置，多个压缩腔包括主路压缩腔和辅路压缩腔，主路压缩腔包括相互串联的低压压缩腔和高压压缩腔，其中，辅路压缩腔的排气口与高压压缩腔的排气口连接，补气装置的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接。根据本实用新型的制冷装置，通过辅路压缩腔的排气口与高压压缩腔的排气口连接，并使补气装置的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接，相比现有技术，实现更多工作模式，突破双级压缩或准二级压缩制冷装置在能效和能力上不可兼得的问题，在制热过程中，可以显著提高制热量和性能系数，在制冷过程中，可以显著提高制冷量和能效比。

Description

制冷装置

技术领域

本实用新型涉及空调领域，具体而言，涉及一种制冷装置。

背景技术

空气源热泵制热能力随室外环境温度下降迅速衰减而无法满足用户需求。现有采用双级或准二级压缩中间补气增焓技术，包括两级节流中间不完全冷却和一级节流中间不完全冷却循环，以提高在室外温度过低时的制热量和COP，同时降低压缩机排气温度。但是现有补气增焓技术虽然对提高低温时制热量有一定的效果，但是由于受制于高低压级排量比，且能效较优的排量比较小，而制热能力较优的排量比较大，两者在现有设计上不能兼得，无法满足寒冷地区实际应用，导致还是需要在室内侧设置辅助电热器，来增加制热效果，在室内侧设置辅助电热器存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种提高低温时制热量的制冷装置。

本实用新型提供了一种制冷装置，包括多个压缩腔和补气装置，多个压缩腔包括主路压缩腔和辅路压缩腔，主路压缩腔包括相互串联的低压压缩腔和高压压缩腔，其中，辅路压缩腔的排气口与高压压缩腔的排气口连接；补气装置的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接。

进一步地，制冷装置包括蒸发器和冷凝器，辅路压缩腔的排气口和高压压缩腔的排气口均与冷凝器的进口相连接；冷凝器的出口与补气装置的进口连接，补气装置的出口与蒸发器的进口连接；蒸发器的出口通过第一管路与低压压缩腔的进气口相连接。

进一步地，补气装置为闪发器，闪发器的进口通过第一节流装置与冷凝器的出口连接，闪发器的出口通过第二节流装置与蒸发器的进口连接，闪发器的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接。

进一步地，补气装置为经济器，经济器包括相互隔离的第一制冷剂腔和第二制冷剂腔，第一制冷剂腔的进口通过第一节流装置与冷凝器的出口连接，第一制冷剂腔的出口为经济器的排气口，经济器的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接；第二制冷剂腔的进口与冷凝器的出口连接，第二制冷剂腔的出口通过第二节流装置与蒸发器的进口连接。

进一步地，制冷装置包括多个冷凝器，多个冷凝器并联，且每个冷凝器与补气装置的进口之间分别设有节流装置。

进一步地，制冷装置包括两个压缩机，两个压缩机分别为主路压缩机和辅路压缩机；低压压缩腔和高压压缩腔对应主路压缩机的两个压缩腔；辅路压缩腔对应辅路压缩机的一个压缩腔；补气装置的排气口通过第二管路与辅路压缩机的进气口和第三管路与主路压缩机的补气口分别连接，第二管路上串联设置有第一电磁阀；第三管路上串联设置有第二电磁阀。

进一步地，制冷装置包括一个压缩机，压缩机包括三个压缩腔；低压压缩腔和高压压缩腔对应三个压缩腔中相互串联的两个，辅路压缩腔对应三个压缩腔中的另外一个；压缩机上具有与辅路压缩腔连通的第一进气口和与高压压缩腔连通的第二进气口；补气装置的排气口通过第二管路与第一进气口连接并通过第三管路与第二进气口连接，第二管路上串联设置有第一电磁阀；第三管路上串联设置有第二电磁阀。

进一步地，在高压压缩腔的排气口和辅助压缩腔的吸气口之间设有第三电磁阀；关闭第一电磁阀，打开第三电磁阀将辅路压缩腔的滑片拉开进行变容卸载；打开第二电磁阀对主路压缩腔进行补气，或者关闭第二电磁阀对主路压缩腔不进行补气。

进一步地，低压压缩腔的排量为V_A，高压压缩腔的排量为V_B，辅路压缩腔的排量为V_C；当制冷装置采用R410A、R290或者R32制冷剂，或者含有R32与R1234yf或R32与R1234ze的混合制冷剂时；0.5≤V_B/V_A≤1.0，0.65≤（V_C+V_B）/V_A≤2.5。较优选地，0.7≤V_B/V_A≤0.9，0.9≤（V_C+V_B）/V_A≤1.5效果较佳。

根据本实用新型的制冷装置，通过使辅路压缩腔的排气口与高压压缩腔的排气口连接，并使补气装置的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接，相比现有技术，实现更多工作模式，突破双级压缩或准二级压缩制冷装置在能效和能力上不可兼得的问题，在制热过程中，可以显著提高制热量和性能系数，在制冷过程中，可以显著提高制冷量和能效比。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型的制冷装置的第一实施例的系统示意图；

图2是根据本实用新型的制冷装置的第二实施例的系统示意图；

图3是根据本实用新型的制冷装置的第三实施例的系统示意图；

图4是根据本实用新型的制冷装置的第四实施例的系统示意图；

图5是根据本实用新型的制冷装置的第五实施例的系统示意图；

图6a是根据本实用新型的第一至五实施例中的制冷装置的第一种工作模式的示意图；

图6b是根据本实用新型的第一至五实施例中的制冷装置的第二种工作模式的示意图；

图6c是根据本实用新型的第一至五实施例中的制冷装置的第三种工作模式的示意图；

图6d是根据本实用新型的第一至五实施例中的制冷装置的第四种工作模式的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至5所示，根据本实用新型的制冷装置，包括多个压缩腔和补气装置5，多个压缩腔包括主路压缩腔和辅路压缩腔，主路压缩腔包括相互串联的低压压缩腔和高压压缩腔，其中，辅路压缩腔的排气口与高压压缩腔的排气口连接；补气装置5的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接。本实用新型通过使辅路压缩腔的排气口与高压压缩腔的排气口连接，并使补气装置5的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接，相比现有技术，实现更多工作模式，突破双级压缩或准二级压缩制冷装置在能效和能力上不可兼得的问题，在制热过程中，可以显著提高制热量和性能系数，在制冷过程中，可以显著提高制冷量和能效比。

具体地，如图1所示，在本实用新型的制冷装置的第一实施例中，制冷装置包括两个压缩机，即主路压缩机101和辅路压缩机102，一般地，主路压缩机101为带有中间补气口的双转子压缩机或准二级涡旋压缩机，辅路压缩机102为转子压缩机。相应地，低压压缩腔和高压压缩腔对应主路压缩机101的两个压缩腔，辅路压缩腔对应辅路压缩机102的一个压缩腔。补气装置5的排气口通过管路分别与辅路压缩机102的进气口和主路压缩机101的补气口连接，并且在管路上串联设置有第一电磁阀901控制对辅路压缩机102进气，设置第二电磁阀902控制对高压压缩腔补气。在第一实施例中，补气装置5为闪发器，闪发器的进口通过第一节流装置401与冷凝器3的出口连接，闪发器的出口通过第二节流装置402与蒸发器2的进口连接，闪发器的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接。

在第一实施例中，制冷剂按照如下方式循环，主路压缩机101排气经冷凝器3后，经第一节流装置401进入闪发器，闪发器分离出来的气体进入主路压缩机101的补气口和/或进入辅路压缩机102（根据不同的工作模式选择）；闪发器分离出来的液体经第二节流装置402进入蒸发器2蒸发后进入主路压缩机101。

在主路压缩机101中，经过主路压缩机101的气液分离器601进入主路压缩机101的制冷剂气体在低压压缩腔中被压缩至中间压力后与来自补气口的制冷剂气体混合后进入高压压缩腔，并被进一步压缩后从主路压缩机101的排气口进入冷凝器3。在辅路压缩机102中，从闪发器分离出的气体经辅路压缩机102的气液分离器602进入辅路压缩机102的制冷剂气体被压缩后与主路压缩机101的高压压缩腔的排气汇合后进入冷凝器3，经第一节流装置401进入闪发器后分离出气体全部或部分进入辅路压缩机102。也即在本实用新型中，一部分制冷剂依次经过冷凝器3、第一节流装置401、闪发器、第二节流装置402、蒸发器2和主路压缩机101形成主路循环；另一部分制冷剂依次经过冷凝器3、第一节流装置401、闪发器、辅路压缩机102形成辅路循环。蒸发器2、气液分离器601、气液分离器602、主路压缩机101、补气装置5和辅路压缩机102构成了室外单元7，冷凝器3构成了室内单元8。

如图2所示，本实用新型的第二实施例为第一实施例的一种变形形式，与第一实施例不同的是，在第二实施例中，补气装置5更改为如图2所示的经济器（中间换热器），经济器包括相互隔离的第一制冷剂腔和第二制冷剂腔，第一制冷剂腔的进口通过第一节流装置401与冷凝器3的出口连接，第一制冷剂腔的出口为经济器的排气口，经济器的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接；第二制冷剂腔的进口与冷凝器3的出口连接，第二制冷剂腔的出口通过第二节流装置402与蒸发器2的进口连接。在第二实施例中，制冷剂的循环与第一实施例类似，在此不再赘述。

在第一实施例和第二实施例中，第一电磁阀901和第二电磁阀902分别控制着主路压缩机101的补气和辅路压缩机102的进气，从而控制制冷装置的工作模式，从而满足不同环境的需要，一般地，室外超低温需要强力制热时，打开第一电磁阀901和第二电磁阀902，室外低温强力制热模式或用于空调时室外高温强力制冷模式时，第一电磁阀901和第二电磁阀902中二者之一开启，二者另一关闭。室外高温制热或用于空调时室外低温制冷模式关闭第一电磁阀901和第二电磁阀902，当关闭第一电磁阀901时需提前或同步关闭辅路压缩机102。

即本实用新型的第一和第二实施例的制冷装置可以通过第一电磁阀901和第二电磁阀902选择切换，从而实现如图6a至6d所示的四种变排量运行模式，结合主路压缩机101和辅路压缩机102的变频控制，从而可以实现最佳能效或最佳能力的调节效果，与现有技术相比，可以显著提升恶劣工况下的能力同时也可以明显提升常规工况下的能效。

如图3所示，本实用新型的第三实施例也为第一实施例的一种变形形式，与第一实施例不同的是，在第三实施例中，将第一实施例的辅路压缩机简化为如图3所示压缩机1的一个压缩腔。即在第三实施例中，制冷装置只有一个压缩机1，压缩机1包括三个压缩腔，主路压缩腔的低压压缩腔和高压压缩腔对应三个压缩腔中相互串联的两个，辅路压缩腔对应三个压缩腔中的另外一个。气液分离器6代替了实施例一的气液分离器601和气液分离器602。第三实施例中还增加了第三电磁阀903，如图3所示，第三电磁阀903两端管路分别连接高压压缩腔的排气口和辅助压缩腔的吸气口。在第三实施例中，补气装置5也采用闪发器，其连接方式与制冷剂循环均与第一实施例类似，通过第一电磁阀901和第二电磁阀902分别控制着辅路压缩腔的进气和高压压缩腔的补气，在此不在赘述。在第三实施例中，由于辅路压缩腔与主路压缩腔同轴并共用电机及其控制器，相对降低成本，从而控制更方便。蒸发器2、气液分离器6、压缩机1和补气装置5构成了室外单元7，冷凝器3构成了室内单元8。

如图4所示，本实用新型的第四实施例为第三实施例的一种变形形式，与第三实施例不同的是，在第四实施例中，补气装置5更改为如图4所示的经济器（中间换热器），其连接方式与制冷剂循环均与第三实施例类似，在此不再赘述。在第三实施例和第四实施例的制冷装置中，通过第一电磁阀901、第二电磁阀902和第三电磁阀903的切换可以实现如图6a至6d所示的四种不同工作模式。具体地，关闭图3中的第三电磁阀903，第一电磁阀901和第二电磁阀902开启，从而实现图6a所示的工作模式，在前述基础上进一步关闭第二电磁阀902则实现图6c所示的工作模式，关闭图3中的第一电磁阀901并打开第三电磁阀903将辅路压缩腔的滑片拉开进行变容卸载，通过变容卸载后辅路压缩腔空转不再吸排气，从而实现如图6b所示主路压缩腔补气工作模式，在前述基础上进一步关闭图3中的第二电磁阀902即实现图6d所示的主路压缩腔不补气工作模式。相比现有技术中的双级压缩或准二级压缩制冷装置，本实用新型的第三和第四实施例的制冷装置由于具有四种变排量运行模式，结合压缩机1的变频可以实现最佳能效或最佳能力的调节效果，可以显著提升恶劣工况下的能力同时也可以明显提升常规工况下的能效。

如图5所示，本实用新型的第五实施例为图3所示的第三实施例的一种变形形式，与第三实施例不同的是，在第五实施例中，有两个相互独立的室内单元801和802，每个室内单元由一个冷凝器3和串联在冷凝器3出口的第一节流装置401构成，每个室内单元串联在压缩机1的排气口和闪发器的进口之间。本实用新型的第五实施例的制冷装置同样具有第三实施例的四种变排量运行模式和类似效果。

需要说明的是，在上述的各个实施例仅为列举的较优选的实施例，本领域技术人员将各个实施例中的区别点相互组合、进行简单推演、替换等也在本实用新型保护范围。

优选地，为了使制冷装置达到更好的能效比，本实用新型还对各个压缩腔的比值进行了优化，具体的，以低压压缩腔和高压压缩腔的排量分别为V_A和V_B，辅路压缩腔的排量为V_C，对于使用R410A、R290、R32制冷剂及含有R32与R1234yf或R1234ze的混合制冷剂的制冷装置，一般V_B/V_A介于0.5～1.0，进一步优化范围为0.7～0.9，（V_C+V_B）/V_A介于0.65～2.5，进一步优化范围为0.9～1.5。

本实用新型所述制冷装置的闪发器可以是单向闪发器或双向闪发器，也可以是其他具有补气带液功能的闪发器。除特别说明外，本实用新型制冷装置的第一节流装置401和第二节流装置402可以是毛细管、节流短管、热力膨胀阀、电子膨胀阀、节流孔板或前述任意合理组合。根据需要，本领域技术人员通过设置必要的四通换向阀等部件，使本实用新型的制冷装置适应于制冷、制热或制热水等应用场合，也可以通过设置并联的压缩机单元提升本实用新型的制冷装置的能力范围。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本实用新型的制冷装置，通过使辅路压缩腔的排气口与高压压缩腔的排气口连接，并使补气装置的排气口与辅路压缩腔的进气口和高压压缩腔的进气口分别连接，相比现有技术，实现更多工作模式，突破双级压缩或准二级压缩制冷装置在能效和能力上不可兼得的问题，在制热过程中，可以显著提高制热量和性能系数，在制冷过程中，可以显著提高制冷量和能效比。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制冷装置，包括多个压缩腔和补气装置（5），其特征在于，

所述多个压缩腔包括主路压缩腔和辅路压缩腔，所述主路压缩腔包括相互串联的低压压缩腔和高压压缩腔，其中，所述辅路压缩腔的排气口与所述高压压缩腔的排气口连接；

所述补气装置（5）的排气口与所述辅路压缩腔的进气口和所述高压压缩腔的进气口分别连接。

2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，包括蒸发器（2）和冷凝器（3）；

所述辅路压缩腔的排气口和所述高压压缩腔的排气口均与所述冷凝器（3）的进口相连接；

所述冷凝器（3）的出口与所述补气装置（5）的进口连接，所述补气装置（5）的出口与所述蒸发器（2）的进口连接；

所述蒸发器（2）的出口通过第一管路与所述低压压缩腔的进气口相连接。

3.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，所述补气装置（5）为闪发器，

所述闪发器的进口通过第一节流装置（401）与所述冷凝器（3）的出口连接，所述闪发器的出口通过第二节流装置（402）与所述蒸发器（2）的进口连接；

所述闪发器的排气口与所述辅路压缩腔的进气口和所述高压压缩腔的进气口分别连接。

4.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，所述补气装置（5）为经济器，所述经济器包括相互隔离的第一制冷剂腔和第二制冷剂腔；

所述第一制冷剂腔的进口通过第一节流装置（401）与所述冷凝器（3）的出口连接；

所述第一制冷剂腔的出口为所述经济器的排气口，所述经济器的排气口与所述辅路压缩腔的进气口和所述高压压缩腔的进气口分别连接；

所述第二制冷剂腔的进口与所述冷凝器（3）的出口连接，所述第二制冷剂腔的出口通过第二节流装置（402）与所述蒸发器（2）的进口连接。

5.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，所述制冷装置包括多个所述冷凝器，

多个所述冷凝器并联，且每个所述冷凝器与所述补气装置的进口之间分别设有节流装置。

6.根据权利要求3或4所述的制冷装置，其特征在于，

所述制冷装置包括两个压缩机，两个所述压缩机分别为主路压缩机（101）和辅路压缩机（102）；

所述低压压缩腔和高压压缩腔对应所述主路压缩机（101）的两个压缩腔；

所述辅路压缩腔对应所述辅路压缩机（102）的一个压缩腔；

所述补气装置（5）的排气口通过第二管路与所述辅路压缩机（102）的进气口和第三管路与所述主路压缩机（101）的补气口分别连接，所述第二管路上串联设置有第一电磁阀（901）；所述第三管路上串联设置有第二电磁阀（902）。

7.根据权利要求3或4所述的制冷装置，其特征在于，

所述制冷装置包括一个压缩机，所述压缩机包括三个压缩腔；

所述低压压缩腔和高压压缩腔对应所述三个压缩腔中相互串联的两个，所述辅路压缩腔对应所述三个压缩腔中的另外一个；

所述压缩机上具有与所述辅路压缩腔连通的第一进气口和与所述高压压缩腔连通的第二进气口；所述补气装置（5）的排气口通过第二管路与所述第一进气口连接并通过第三管路与所述第二进气口连接，所述第二管路上串联设置有第一电磁阀（901）；所述第三管路上串联设置有第二电磁阀（902）。

8.根据权利要求7所述的制冷装置，其特征在于，

在所述高压压缩腔的排气口和辅助压缩腔的吸气口之间设有第三电磁阀（903）；

关闭所述第一电磁阀（901），打开所述第三电磁阀（903）将所述辅路压缩腔的滑片拉开进行变容卸载；

打开所述第二电磁阀（902）对所述主路压缩腔进行补气，或者关闭所述第二电磁阀（902）对所述主路压缩腔不进行补气。

9.根据权利要求3或4所述的制冷装置，其特征在于，

所述低压压缩腔的排量为V_A，所述高压压缩腔的排量为V_B，所述辅路压缩腔的排量为V_C；当所述制冷装置采用R410A、R290或者R32制冷剂，或者含有R32与R1234yf或R32与R1234ze混合制冷剂时，0.5≤V_B/V_A≤1.0，0.65≤（V_C+V_B）/V_A≤2.5。

10.根据权利要求9所述的制冷装置，其特征在于，

0.7≤V_B/V_A≤0.9，0.9≤（V_C+V_B）/V_A≤1.5。