一种耦合补气和复合滑阀的单螺杆制冷压缩机热泵系统

摘要

一种耦合补气和复合滑阀的单螺杆制冷压缩机热泵系统，属于压缩机技术领域。旨在利用复合滑阀对单螺杆制冷压缩机的容量和内容积比进行调节，同时利用补气增加热泵系统的制热量，属于流体机械领域。本发明提出将补气和复合滑阀耦合实现补气的同时可以实现变內容积比。因此应用耦合补气和复合滑阀的单螺杆制冷压缩机于热泵系统中，不仅可以使热泵系统在低温环境中提高系统性能，也能在偏离设计工况的其它工况下降低热泵系统整体的功耗。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型单螺杆制冷压缩机，旨在利用复合滑阀对单螺杆制冷压缩机的容量和内容积比进行调节，同时利用补气增加压缩机排气量，属于流体机械领域。

背景技术

对于热泵用压缩机，容量和内容积比进行调节可以满足用户的不同需求。容量的调节可满足对热负荷的需求，内容积比则用来调节热泵系统内外压比的匹配程度，也就是说匹配环境的变化。复合滑阀是由同轴双滑块组成的一种单滑阀结构，可以同时实现容量和内容比的调节。但在内容积比调节的过程中，热泵的制热量会随着内容积比的增加会有所下降，可能达不到热用户的热负荷需求。

当在恶劣环境条件(低温环境)下，热泵/制冷系统的制热量会有所下降，通常会通过补气方式增加压缩机的流量，进而增加整个热泵系统的制热量。在系统中增加一种经济器系统向压缩机内进行补气便可以实现提高制热量的目的。经济器系统主要有两种形式：分别是闪发器前节流系统和过冷器系统。闪发器前节流系统是从冷凝器出来的液体经过一级节流元件节流后进入闪发器。分离出来的气体作为中间补气直接进入压缩机。过冷器系统是将冷凝器出口的制冷剂液体一部分经节流元件降压到中间压力后流入过冷器，在过冷器中吸收冷凝器出来的另一部分高压制冷剂液体的热量，自身蒸发后进入压缩机的补气通道，高压制冷剂液体则经过冷器过冷，再经节流阀节流后进入蒸发器蒸发。由于低温环境的存在，会出现压缩机内外压比差别较大的情况，也就是压缩机容易出现很强烈的欠压缩状态，会增加压缩机的功耗。

发明内容

为了提高在低温环境下热泵系统的制热性能且实现匹配用户的需求，本发明提出了耦合补气和复合滑阀单螺杆制冷压缩机。

一种耦合补气和复合滑阀的单螺杆制冷压缩机热泵系统，其特征在于，与复合滑阀耦合的补气系统是基于闪发器前节流系统和过冷器系统，分为耦合闪发器补气和复合滑阀的热泵系统或耦合过冷器补气和复合滑阀的热泵系统；

耦合闪发器补气和复合滑阀的热泵系统:压缩机(1)出口设有第一压力传感器(2)，压缩机(1)出口与冷凝器(3)进口连接，冷凝器(3)出口与一级节流元件(4)进口连接，一级节流元件(4)出口与闪发器(5)进口连接，闪发器(5)气体出口直接与压缩机(1)补气口相通，闪发器(5)的液体出口依次经过二次节流元件(6)、蒸发器(7)与压缩机(1)进口连接，压缩机(1)进口设有第二压力传感器(8)。

耦合过冷器补气和复合滑阀的热泵系统：压缩机(1)出口设有第一压力传感器(2)，压缩机(1)出口与冷凝器(3)进口连接，冷凝器(3)出口同时分为两路，一路经由一级节流元件(4)、过冷器(9)与压缩机(1)补气口连接，另一路直接经由过冷器(9)、二次节流元件(6)、蒸发器(7)与压缩机(1)进口连接，压缩机(1)进口设有第二压力传感器(8)；冷凝器(3)出口分为的两路在过冷器(9)中进行热交换；

所述的耦合补气和复合滑阀的单螺杆制冷压缩机热泵系统包括控制器(10)，控制器(10)分别与动力装置(12)、第一压力传感器(2)和第二压力传感器(8)连接，动力装置(12)与压缩机(1)内的滑阀(11)连接用于驱动滑阀(11)的移动，控制器(10)根据第一压力传感器(2)和第二压力传感器(8)测得的压力比控制动力装置(12)从而驱动滑阀(11)的滑动。

当热泵处于低温环境下运行时，制热量会降低会出现不能满足热用户的供热需求。此时，热泵系统开启补气模式，经过冷凝器(3)出来的液体经过闪发器(5)或者减压阀(4)和过冷器(9)处理后的气体通过补气口进入压缩机(1)，从而使热泵系统增加制热量。随着环境温度的变化，压缩机的内外压缩比会发生变化甚至会出现很大的差距；热泵系统根据压缩机前后第一压力传感器(2)和第二压力传感器(8)进行判断，进而通过调节复合滑阀的位置达到系统的最小功耗。

本发明结构简单，可同时进行补气和内容积比调节。系统根据压缩机前后压力传感器数据进行內容积比控制，无需手动控制，提高智能化。

附图说明

图1，耦合闪发器补气和复合滑阀的热泵系统示意图；

图2，耦合过冷器补气和复合滑阀的热泵系统示意图；

图3，复合滑阀移动控制示意图；

压缩机1、第一压力传感器2、冷却器3、一级节流元件4、闪发器5、二级节流元件6、蒸发器7、第二压力传感器8、过冷器9、控制器10、滑阀11、动力装置12。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1:对于耦合闪发器补气和复合滑阀的热泵系统，压缩机(1)出口设有第一压力传感器2，气体从压缩机(1)出来后进入冷凝器(3)，气体在冷凝器(3)冷却后进入一级节流元件(4)，节流为中压力的气液混合物后进入闪发器(5)，闪发器(5)出来的气体直接与压缩机(1)补气口相通，闪发器(5)出来的液体依次经过二次节流元件(6)、蒸发器(7)进入压缩机(1)。压缩机(1)进口设有第二压力传感器(8)。

当外部环境变化导致热泵系统内压力变化时，第一压力传感器(2)和第二压力传感器(8)测出系统在中压比工况下工作时，系统内控制器(10)向压缩机(1)内的动力装置(12)发出信号，动力装置(12)则会推动滑阀(11)滑动到相应的位置。当第一压力传感器(2)和第二压力传感器(8)测出系统在高压比工况下工作时，同样压缩机(1)内滑阀(11)接到信号会移动到高压比对应的位置。

实施例2:对于耦合过冷器补气和复合滑阀的热泵系统，压缩机(1)出口设有第一压力传感器2，气体从压缩机(1)出来后进入冷凝器(3)，气体在冷凝器(3)冷却后进入一级节流元件(4)，节流为中压力的气液混合物后进入过冷器(9)，吸热后的气体直接通过压缩机补气口进入压缩机(1)。冷凝器(3)出来的气体直接进入过冷器(9)加热经节流的气液混合物，直接从过冷器(9)出来的液体依次经过二次节流元件(6)、蒸发器(7)进入压缩机(1)。压缩机(1)进口设有第二压力传感器(8)。

当外部环境变化导致热泵系统内压力变化时，第一压力传感器(2)和第二压力传感器(8)测出系统在中压比工况下工作时，系统内控制器(10)向压缩机(1)内的动力装置(12)发出信号，动力装置(12)则会推动滑阀(11)滑动到相应的位置。当第一压力传感器(2)和第二压力传感器(8)测出系统在高压比工况下工作时，同样压缩机(1)内滑阀(11)接到信号会移动到高压比对应的位置。

实施例1和2中的中压比、高压比可根据需要设计。