CN209012086U - 一种离心压缩机及空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离心压缩机及空调系统，离心压缩机包括：至少一级叶轮、设有排气口的蜗壳、连通叶轮和蜗壳的级流道、通过进气管路向级流道输送冷媒的冷媒输入装置，进气管路中设有调节冷媒输送量的调节阀。本实用新型能有效拓展离心压缩机的运行范围。

Description

一种离心压缩机及空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及一种离心压缩机及空调系统。

背景技术

离心式压缩机为速度型压缩机，在小流量运行时容易发生喘振，喘振不仅严重影响压缩机的安全性与可靠性，还会影响离心机的运行范围，而运行范围是离心机核心指标之一。

为了提升压缩机的运行范围，目前所采用的主要方法有采用旁通技术，当压缩机在小负荷运行时，将压缩机排气口的气体引回到压缩机吸气口，这样会导致能量的浪费，同时由于旁通管的尺寸不能无限做大，因此，旁通能力也是有限制的。还有的方法比如采用旋转叶片扩压器或者可变截面扩压器等措施，通过改变小负荷状态下流道的尺寸，使小负荷下的流道与气体流量相匹配，这些方法对提升离心机的运行范围有一定的作用，但是结构复杂、运动部件容易失效。

因此，如何设计一种有效拓展运行范围的离心压缩机是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有离心压缩机存在运行范围小的缺陷，本实用新型提出一种离心压缩机及空调系统。

本实用新型采用的技术方案是，设计一种离心压缩机，包括：至少一级叶轮、设有排气口的蜗壳、连通叶轮和蜗壳的级流道、通过进气管路向级流道输送冷媒的冷媒输入装置，进气管路中设有调节冷媒输送量的调节阀。

优选的，调节阀打开时，冷媒输入装置中的压力大于级流道中的压力。

优选的，调节阀连接有控制其工作状态的控制系统。

优选的，控制系统包括：检测离心压缩机的实际运行参数的检测装置、与检测装置连接的控制模块，控制模块根据实际运行参数控制调节阀的开关。

优选的，当实际运行参数大于预设运行参数时，控制模块关闭调节阀。

优选的，当实际运行参数小于预设运行参数时，控制模块打开调节阀。

优选的，当实际运行参数等于预设运行参数时，控制模块打开调节阀。

优选的，运行参数为运行负荷。

优选的，运行负荷为制冷量。

优选的，冷媒输入装置为换热器。

优选的，换热器的进口连接离心压缩机的排气口，换热器的出口通过进气管路连通级流道。

优选的，换热器为冷凝器。

优选的，级流道上设有若干个喷射孔，喷射孔环绕叶轮的中心轴均匀排布，进气管路将冷媒从喷射孔送入级流道中。

优选的，所有喷射孔连通围成一个360度包围叶轮的环形喷射孔。

优选的，喷射孔设有位于级流道上的喷射口，喷射孔中的冷媒流动方向与级流道中经过喷射口处的冷媒流动方向之间的夹角为锐角。

优选的，级流道上还设有连通外部的至少一个补气口。

优选的，离心压缩机还包括：串联在进气管路和级流道之间的储气腔。

优选的，储气腔与离心压缩机的吸气口独立分隔设置。

优选的，储气腔呈包围所述离心压缩机的吸气口的环形储气腔。

在优选实施例中，离心压缩机包括：同轴设置的初级叶轮和次级叶轮，初级叶轮靠近离心压缩机的吸气口，次级叶轮靠近蜗壳。级流道包括：连通初级叶轮和次级叶轮的中间级流道、连通中间级流道和蜗壳的出口级流道。

其中，初级叶轮的外圈安装有初级扩压器，次级叶轮的外圈安装有次级扩压器，初级扩压器和次级扩压器之间连接有回流器，初级叶轮和次级叶轮通过过流板分隔。初级扩压器、过流板和回流器之间形成中间级流道，次级扩压器与回流器之间形成出口级流道。

优选的，初级扩压器上设有喷射孔，喷射孔的一端连通中间级流道、另一端连通进气管路。

优选的，回流器上设有连通外部的补气口。

本实用新型还提出了一种空调系统，包括上述离心压缩机。

与现有技术相比，本实用新型的级流道通过进气管路连接冷媒输入装置，由调节阀控制冷媒输送量的大小，在离心压缩机小负荷运行时，将冷媒输入装置内的高压气态冷媒喷射到级流道中形成高速气体，在补充级流道内部气体的同时，将级流道内部的分离团带走，避免离心压缩机喘振，从而提升离心压缩机的运行范围。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型中离心压缩机的冷媒流向示意图；

图2是本实用新型中离心压缩机的局部放大图；

图3是本实用新型中初级扩压器的结构示意图；

图4是本实用新型中初级扩压器的剖面示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提出的离心压缩机，包括：至少一级叶轮、设有排气口的蜗壳1、连通叶轮和蜗壳1的级流道2、向级流道2输送冷媒的冷媒输入装置3、连接冷媒输入装置3和级流道2的进气管路4，进气管路4中设有调节冷媒输送量的调节阀5。调节阀5连接有控制其工作状态的控制系统，控制系统包括：检测离心压缩机的实际运行参数的检测装置、与检测装置连接的控制模块，检测装置将检测到的实际运行参数发送给控制模块，控制模块将实际运行参数与预设运行参数对比后，根据对比结果控制调节阀5的开关。

在优选实施例中，运行参数为运行负荷，运行负荷选为压缩机的制冷量，冷媒输入装置3为换热器，换热器的进口连接离心压缩机的排气口，换热器的出口通过进气管路4连通级流道2，在空调系统中此处的换热器为冷凝器。具体的控制状态如下，当实际运行负荷大于预设运行负荷时，压缩机的制冷量较大，级流道2内气态冷媒流量大，级流道2各处的流速高，级流道2内的气体处于正常工作状态，压缩机不会发生喘振现象，此时控制模块关闭调节阀5；当实际运行参数小于或等于预设运行参数时，压缩机的制冷量较小，级流道2内的气体流量小于额定工况时候的流量，级流道2各处的流体速度较低，容易产生边界层分离现象，气体分离现象严重即会引起压缩机的喘振，此时控制模块打开调节阀5，冷媒输入装置3内部设有高压气态冷媒，调节阀5打开时，冷媒输入装置3中的压力大于级流道2中的压力，以使得高压气体从进气管路4进入级流道2中，补充级流道2中的流量及增大级流道2内的流体速度，避免压缩机在小负荷工作状态时发生喘振，达到拓宽离心机运行范围的效果。

较优的，如图1、2所示，级流道2上设有若干个喷射孔21，喷射孔21环绕叶轮的中心轴均匀排布，喷射孔21倾斜设置，喷射孔21设有位于级流道2上的喷射口，喷射孔21中的冷媒流动方向和级流道2中经过喷射口处的冷媒流动方向之间的夹角为锐角，进气管路4将冷媒从喷射孔21顺着级流道2中的冷媒流动方向高速喷入级流道2中，高速喷射进去的流体有效提升了级流道2内流体的速度，进一步避免压缩机喘振的发生。更优的，如图3、4所示，所有喷射孔21连通围成一个360度包围叶轮的环形喷射孔，这样可以使从冷媒输入装置3喷射到级流道2内的气体比较均匀，减少级流道2内部损失。级流道2上还设有至少一个补气口22，补气口22的一端连通级流道2、另一端连通外部。

如图1所示，离心压缩机还包括：串联在进气管路4和级流道2之间的储气腔6，储气腔6与离心压缩机的吸气口7通过密封件分隔相互独立设置，储气腔6呈包围吸气口7的环形储气腔，冷媒更均匀的从环形储气腔进入级流道2。

在优选实施例中，如图2至4所示，离心压缩机包括：同轴设置的初级叶轮8和次级叶轮9，级流道包括：中间级流道23和出口级流道24，中间级流道23连通初级叶轮8和次级叶轮9，出口级流道24连通中间级流道和蜗壳1的，初级叶轮8的外圈安装有初级扩压器10，次级叶轮9的外圈安装有次级扩压器11，初级扩压器10和次级扩压器11之间连接有回流器12，初级叶轮8和次级叶轮9通过过流板13分隔，初级扩压器10、过流板13和回流器12之间形成中间级流道23，次级扩压器11与回流器12之间形成出口级流道24，上述的喷射孔21设置在初级扩压器10上，补气口22设置在回流器12上。当然，实际设计中可根据需要在初级叶轮8和次级叶轮9之间同轴设置多级中间叶轮，其结构与两级叶轮类似，每个叶轮的外圈均设置扩压器，相邻两个扩压器连接回流器，相邻的叶轮之间通过过流板分隔。

本实用新型还提出了一种空调系统，包括上述离心压缩机。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种离心压缩机，包括：至少一级叶轮、设有排气口的蜗壳（1）、连通所述叶轮和所述蜗壳（1）的级流道（2），其特征在于，还包括：通过进气管路（4）向所述级流道（2）输送冷媒的冷媒输入装置（3），所述进气管路（4）中设有调节冷媒输送量的调节阀（5）。

2.如权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，所述调节阀（5）打开时，所述冷媒输入装置（3）中的压力大于所述级流道（2）中的压力。

3.如权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，所述调节阀（5）连接有控制其工作状态的控制系统。

4.如权利要求3所述的离心压缩机，其特征在于，所述控制系统包括：检测所述离心压缩机的实际运行参数的检测装置、与所述检测装置连接的控制模块，所述控制模块根据所述实际运行参数控制所述调节阀（5）的开关。

5.如权利要求4所述的离心压缩机，其特征在于，当所述实际运行参数大于预设运行参数时，所述控制模块关闭所述调节阀（5）。

6.如权利要求4所述的离心压缩机，其特征在于，当所述实际运行参数小于预设运行参数时，所述控制模块打开所述调节阀（5）。

7.如权利要求4所述的离心压缩机，其特征在于，当所述实际运行参数等于预设运行参数时，所述控制模块打开所述调节阀（5）。

8.如权利要求4所述的离心压缩机，其特征在于，所述运行参数为运行负荷。

9.如权利要求8所述的离心压缩机，其特征在于，所述运行负荷为制冷量。

10.如权利要求1至9任一项所述的离心压缩机，其特征在于，所述冷媒输入装置（3）为换热器。

11.如权利要求10所述的离心压缩机，其特征在于，所述换热器的进口连接所述排气口，所述换热器的出口通过所述进气管路（4）连通所述级流道（2）。

12.如权利要求11所述的离心压缩机，其特征在于，所述换热器为冷凝器。

13.如权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，所述级流道（2）上设有若干个喷射孔（21），所述进气管路（4）将冷媒从所述喷射孔（21）送入所述级流道（2）中。

14.如权利要求13所述的离心压缩机，其特征在于，所述喷射孔（21）环绕所述叶轮的中心轴均匀排布。

15.如权利要求14所述的离心压缩机，其特征在于，所有所述喷射孔（21）连通围成一个360度包围所述叶轮的环形喷射孔。

16.如权利要求13所述的离心压缩机，其特征在于，所述喷射孔（21）设有位于所述级流道（2）上的喷射口，所述喷射孔（21）中的冷媒流动方向和所述级流道（2）中经过喷射口处的冷媒流动方向之间的夹角为锐角。

17.如权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，所述级流道（2）上还设有连通外部的至少一个补气口（22）。

18.如权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，还包括：串联在所述进气管路（4）和级流道（2）之间的储气腔（6）。

19.如权利要求18所述的离心压缩机，其特征在于，所述储气腔（6）与所述离心压缩机的吸气口（7）独立分隔设置。

20.如权利要求18所述的离心压缩机，其特征在于，所述储气腔（6）为包围所述离心压缩机的吸气口（7）的环形储气腔。

21.如权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，所述离心压缩机设有同轴设置的初级叶轮（8）和次级叶轮（9），所述初级叶轮（8）靠近所述离心压缩机的吸气口（7），所述次级叶轮（9）靠近所述蜗壳（1）。

22.如权利要求21所述的离心压缩机，其特征在于，所述级流道（2）包括：连通所述初级叶轮（8）和所述次级叶轮（9）的中间级流道（23）、连通所述中间级流道（23）和所述蜗壳（1）的出口级流道（24）。

23.如权利要求22所述的离心压缩机，其特征在于，所述初级叶轮（8）的外圈安装有初级扩压器（10），所述次级叶轮（9）的外圈安装有次级扩压器（11），所述初级扩压器（10）和次级扩压器（11）之间连接有回流器（12），所述初级叶轮（8）和所述次级叶轮（9）通过过流板（13）分隔；所述初级扩压器（10）、过流板（13）和回流器（12）之间形成所述中间级流道（23），所述次级扩压器（11）与回流器（12）之间形成所述出口级流道（24）。

24.如权利要求23所述的离心压缩机，其特征在于，所述初级扩压器（10）上设有喷射孔（21），所述喷射孔（21）的一端连通所述中间级流道（23）、另一端连通所述进气管路（4）。

25.如权利要求23所述的离心压缩机，其特征在于，所述回流器（12）上设有连通外部的补气口（22）。

26.一种空调系统，其特征在于，包括：如权利要求1至25任一项所述的离心压缩机。