CN2777449Y - 双螺杆压缩机－膨胀机工况转换控制装置 - Google Patents

Abstract

双螺杆压缩机－膨胀机工况转换控制装置，主要具有双螺杆压缩机、双螺杆膨胀机以及控制阀等。在压缩机以及膨胀机的进气端和排气端设有一个控制体，控制体内部装有一个控制滑块，滑块两端串接于旁通管路中。通过阀门控制以及系统中CO₂高压气体的推力使滑块移动与制冷剂管路连通，由此改变制冷剂的正、反流动方向，避免了普通空调热泵系统中采用四通阀进行工况转换过程中所存在的CO₂高低压之间的泄漏问题。同时也解决了热短路问题，本实用新型的优点在于，结构简单、控制方便，为CO₂双螺杆压缩膨胀机的应用提供了更好的支持。

Description

双螺杆压缩机-膨胀机工况转换控制装置

                              技术领域

本实用新型属于制冷空调或供暖设备中的控制装置。

                              背景技术

在CO₂为工质跨临界制冷循环中，采用节流阀对系统的节流损失相对于传统工质如HCFC和HFC等要大，所以为了使CO₂制冷系统和传统工质相媲美，需要采用膨胀机回收膨胀功来提高系统效率。CO₂跨临界制冷循环由于冷凝侧压力在临界点以上，故工质为超流体状态，其密度与液体的密度相似，但粘度要比液体小的多，流动性好。根据超流体的物理特性，理想的CO₂膨胀机应具有以下几个条件：(1)耐高压；(2)效率高；(3)运行稳定、可靠，体积小，便于应用在民用或车用空调；(4)具有良好的密封性能。分析以上要求，目前的膨胀机中，螺杆膨胀机是最理想的选择。传统工质中使用的螺杆压缩机的排气压力上限为85bar，进排气间的压力差为35bar。以CO₂作为工质的跨临界循环系统的运行中高压100bar，低压45bar。压缩机轴向负荷过大，对止推轴承的影响很大。为了将螺杆机械应用在CO₂跨临界循环系统中，同时也为了提高系统的循环效率，将螺杆式膨胀机和螺杆式压缩机做成同轴一体，以便回收的膨胀功直接驱动压缩机。

在传统的热泵空调系统中，冬夏转换过程中需要使用四通阀来改变制冷剂流动方向，但是CO₂系统运行压力高，致使制冷剂冷热回路在四通阀处的泄漏增大，系统的效率受到影响。将膨胀机和压缩机做成同轴，通过进排气过程的控制，可以不使用四通阀就能很好地实现制冷与热泵工况的冬夏转换。

                              发明内容

本实用新型的目的是提供一种可以提高CO₂跨临界循环效率同时又能满足制冷与热泵式空调系统所需的双螺杆压缩机一膨胀机转换控制装置。

本实用新型的结构如附图1-4所示。双螺杆压缩机-膨胀机工况转换控制装置，具有双螺杆压缩机1、双螺杆膨胀机2以及相应的冬季、夏季控制阀。在压缩机1的进气端与排气端各设有一个控制体11。控制体11一端与压缩机进气口4连接，另一端与压缩机排气口3连接，控制体内部装有一个控制滑块8，控制滑块一端与旁通管路9-1连接，另一端与旁通管路9-2连接。旁通管路9为CO₂高压气体管路，为便于说明，所以将旁通管路与阀门5-1连接的一段定义为9-1，与阀门5-2连接的一段定义为9-2。控制阀门5根据冬、夏季工况转换的需要而设置，所以控制阀5-1可认为是冬季控制阀，控制阀5-2可认为是夏季控制阀。冬季控制阀5-1和夏季控制阀5-2串接于旁通管路9上。滑块8的移动依靠旁通管路9-1或9-2中CO₂高压气体的推力。由于压缩机1与膨胀机2是同轴连接的，所以控制体11也可装于双螺杆膨胀机2的进气端与排气端。即控制体11一端与膨胀机进气口6连接，另一端与膨胀机排气口7连接。这时系统的设置与装在压缩机1中的设置完全相同，所起的作用也相同。冬、夏不同季节的循环通过移动滑块8使系统制冷剂改变流向来实现。

                            附图说明

附图1为夏季系统循环示意图。

附图2为冬季季系统循环示意图。

附图3为压缩机冬季工况控制体管路连接图。

附图4为压缩机夏季工况控制体管路连接图。

其中：1-压缩机；2-膨胀机；3-压缩机排气口；4-压缩机进气口；5-控制阀；6-膨胀机进气口；7-膨胀机排气口；8-滑块；9-旁通管路；10-工质管路；11-控制体；12-室外侧；13-室内侧。

                            具体实施方式

以双螺杆压缩膨胀机工作为例。如图1-2所示，压缩机和膨胀机为同轴运动，无论在制冷或热泵工况下，在不改变电机旋转方向的情况下通过控制体中的滑块8即实现制冷剂的正、反向流动。夏季制冷工况制冷剂流动如图1中实线所示，图中虚线表示控制体11不与压缩机或膨胀机连通。冬季热泵工况制冷剂流动如图2中实线所示，虚线表示控制体11不与压缩机或膨胀机连通。本实施例以压缩机热泵工况进气为例，采用如图3所示的管路连接方式(冬季热泵)。此时控制阀5-2打开，高压CO₂气体通过旁通管路9-2进气推动滑块8向左移动使得滑块右侧的通孔与工质管路10-2连通，制冷剂进气如图3中箭头所示，此时制冷剂流动方向如图2所示。室内侧13为气体冷却器，室外侧12为蒸发器来实现制热功能。当工况转换到夏季制冷的时候，控制阀5-2关闭，控制阀5-1打开，高压CO₂气体通过旁通管路9-1推动滑块8向右移动使得滑块左侧的通孔与工质管路10-1连通，制冷剂排气如图4中箭头所示，此时制冷剂流动方向如图1所示，室内侧13为蒸发器，室外侧12为气体冷却器，由此来实现制冷功能。这样，通过冬夏季两个控制阀的通断即可实现制冷系统制冷剂流动方向的改变，避免了四通阀进行工况转换过程中存在的热短路问题，以及CO₂高低压之间的泄漏问题。

本实用新型的优点在于，结构简单、控制方便，为CO₂双螺杆压缩膨胀机的应用提供了更好的支持。

Claims (2)

1.双螺杆压缩机—膨胀机工况转换控制装置，主要具有双螺杆压缩机(1)、双螺杆膨胀机(2)以及控制阀(5)，其特征是压缩机(1)的进气端与排气端各设有一个控制体(11)，控制体(11)一端与压缩机进气口(4)连接，另一端与压缩机排气口(3)连接，控制体(11)内部装有一个控制滑块(8)，控制滑块一端与旁通管路(9-1)连接，另一端与旁通管路(9-2)连接，控制阀(5-1)和(5-2)串接于旁通管路(9)上。

2.按照权利要求1所述的双螺杆压缩机—膨胀机工况转换控制装置，其特征是所述的控制体(11)可装于所述双螺杆膨胀机(2)的进气端和排气端，控制体(11)一端与膨胀机进气口(6)连接，另一端与膨胀机排气口(7)连接。

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