压缩机系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于制热或制冷的压缩机系统，其设置有补气支路，补气支路向压缩机系统的压缩机的补气口供给中压工质，在补气支路中串联有扩张腔体，扩张腔体呈筒形，具有设置在轴向两端的入口和出口，并且扩张腔体的径向横截面面积大于入口和出口的径向横截面面积。该压缩机系统能够有效地降低补气支路中的噪音和振动。
【专利说明】
压缩机系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于制热或制冷的压缩机系统。
【背景技术】
[0002]本节提供对本实用新型的背景的一些介绍，其未必是现有技术。
[0003]已知可采用喷气增焓的方式来提高压缩系统的制热量，喷气增焓管路连接至压缩机的补气口，以向压缩机的中压部位补充工质，从而增加压缩机排气量，进而提高低温下的制热量。类似地，也可以采用补充工质(补气)的方式来提高压缩机系统的制冷量。然而
【申请人】发现，在这些补气支路中，振动和噪音均较大，目前的压缩机系统中未对此进行处理。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的一个目的在于提供一种用于减小压缩机系统的补气支路的噪音和振动的压缩机系统。
[0005]根据本实用新型的一方面，提供了一种用于制热或制冷的压缩机系统，其中，压缩机系统设置有补气支路，补气支路向压缩机系统的压缩机的补气口供给中压工质，在补气支路中串联有扩张腔体，扩张腔体呈筒形，具有设置在轴向两端的入口和出口，并且扩张腔体的径向横截面面积大于入口和出口的径向横截面面积。
[0006]可选地，扩张腔体内设置有与入口连通的管道段和/或与出口连通的管道段，管道段的径向横截面面积小于扩张腔体的径向横截面面积。
[0007]可选地，管道段与扩张腔体的轴向方向平行。
[0008]可选地，扩张腔体内设置有与入口连通的管道段和与出口连通的管道段，与入口连通的管道段的末端和与出口连通的管道段的末端彼此偏离。
[0009]可选地，管道段具有相对于扩张腔体的轴向方向倾斜的部段。
[0010]可选地，压缩机系统的补气支路的管道与管道段相连接或一体形成。
[0011 ]可选地，扩张腔体内设置有与出口连通的管道段，在与出口连通的管道段上设置有多个微孔。
[0012]可选地，扩张腔体设置在补气支路上靠近压缩机的位置处。
[0013]可选地，在补气支路中还串联有能够控制补气支路的通断状态的电磁阀，扩张腔体设置在电磁阀的相对于中压工质流动方向而言的下游。
[0014]可选地，补气支路中还串联有能够防止补气支路中的中压工质逆向流动的单向阀，扩张腔体设置在单向阀的相对于中压工质流动方向而言的下游。
[0015]可选地，单向阀设置在电磁阀的下游。
[0016]可选地，在扩张腔体内设置有能够防止补气支路中的中压工质逆向流动的单向阀丰旲块。
[0017]可选地，扩张腔体内设置有与入口连通的管道段和与出口连通的管道段，单向阀模块连接至与入口连通的管道段，在与出口连通的管道段上设置有多个微孔。
[0018]可选地，在补气支路中串联有多个扩张腔体。
[0019]可选地，多个扩张腔体具有不同的结构或尺寸。
[0020]可选地，压缩机系统还包括压缩机、冷凝器、主膨胀阀、蒸发器以及经济器，压缩机系统的管路设置成使得来自压缩机的排气口的工质在经过冷凝器后进入经济器，并且在经济器中分为两部分，第一工质部分从经济器进入主膨胀阀并返回压缩机的进气口，用作中压工质的第二工质部分通过补气支路回到压缩机的补气口。
[0021]可选地，经济器包括经济器膨胀阀和换热器，换热器包括彼此流体隔离的第一通道和第二通道，第一工质部分经过第一通道，第二工质部分经过经济器膨胀阀节流后，在换热器的第二通道中与第一工质部分进行换热。
[0022]可选地，经济器包括闪蒸罐，第一工质部分为闪蒸罐中的液态工质，第二工质部分为闪蒸罐中的气态工质。
[0023]可选地，压缩机系统中的压缩机是涡旋压缩机、转子压缩机或螺杆压缩机。
[0024]根据本实用新型的压缩机系统的优点在于，其能够很好地抑制补气支路中的噪音和振动，并且其结构简单、成本低廉。
【附图说明】
[0025]通过以下参照附图的描述，本实用新型的一个或几个实施例的特征和优点将变得更加容易理解，其中:
[0026]图1是现有技术的具有补气支路的压缩机系统的示意图。
[0027]图2是具有根据本实用新型一种实施方式的扩张腔体的压缩机系统的示意图。
[0028]图3是图2中的扩张腔体的剖面图。
[0029]图4示出了扩张腔体的一种变型的剖面图。
[0030]图5示出了扩张腔体的另一种变型的剖面图。
[0031 ]图6示出了扩张腔体的另一种变形的剖面图。
[0032]图7示出了扩张腔体的另一种变形的剖面图。
[0033]图8示出了扩张腔体的另一种变型的剖面图。
[0034]图9示出了另一种压缩机系统的示意图，其中串联了三个扩张腔体。
[0035]图10示出了另一种压缩机系统的示意图，其具有与图2中不同的经济器。
【具体实施方式】
[0036]下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。
[0037]下面将参照图1描述能够应用本实用新型的压缩机系统I。压缩机系统I包括:涡旋压缩机2;冷凝器3，冷凝器3由换热器构成;主膨胀阀4，主膨胀阀4例如是电子膨胀阀或热力膨胀阀；以及蒸发器5，蒸发器5也由换热器构成。从蒸发器5出来的较低压力的工质蒸气进入压缩机2的吸气口2a并进行压缩，使得其温度和压力均升高，然后工质离开压缩机2的排气口 2b进入冷凝器3。在冷凝器3中，工质释放热量，冷凝成常温、压力较高的液体，经主膨胀阀4节流后，成为温度和压力均较低的液体并送入蒸发器5，在蒸发器5中吸热蒸发而成为温度较高而压力较低的蒸气，再送入压缩机的进气口2a，从而完成一个工作循环。当冷凝器3位于室内、蒸发器5位于室外时，可以认为该工作循环是制热循环。压缩机系统I还可以具有四通换向阀(未示出)，使得室内的换热器3用作蒸发器，而室外的换热器5用作冷凝器，实现对室内的制冷，在此不再详细介绍这种情况。
[0038]在寒冷地区，当室外温度很低时，室外的蒸发器5的热交换能力下降，压缩机进气口的回气量减少，压缩机功率降低，不能发挥最好效果。但通过压缩机上的中间压力补气口补充工质，从而增加压缩机排气量，室内的换热器制热的循环工质量增加，实现制热量增加。这种提高压缩机制热量的方式称为喷气增焓。当蒸发温度(室外温度)和冷凝温度(室内温度)相差越大时，会产生越好的效果，所以在低温环境下效果更明显。
[0039]为了实现喷气增焓，除了以上描述的工质循环路径(主回路)Pl以外，压缩机系统I还设置有补气支路P2。在这种压缩机系统I中，设置有经济器6(如图1中的点划线所示)，其例如包括经济器膨胀阀6a和换热器6b。换热器6b具有互相流体隔离的第一通道61和第二通道62(如虚线所示)，来自冷凝器3的一部分工质(下称第一工质部分)直接经过换热器6b的第一通道61，随后进入主膨胀阀4。来自冷凝器3的另一部分工质(下称第二工质部分)依次经过经济器膨胀阀6a、换热器6b的第二通道62并回到压缩机2的与中压部位连通的补气口2c。经过经济器膨胀阀6a节流后，第二工质部分的温度和压力均降低，因此，当第二工质部分随后进入换热器6b的第二通道62时，温度相对较低的第二工质部分与第一工质部分发生热交换，从而降低第一工质部分的温度，而适当提高第二工质部分的温度。将压缩机系统I中位于换热器6b的第二通道62下游的路径称为补气支路P2。
[0040]通过设置喷气增焓，一方面，对主回路Pl中的工质(第一工质部分)进行节流前降温，以增大焓差；另一方面，对经过经济器膨胀阀6a节流的低温低压工质(第二工质部分)进行预热，以达到合适的中压，提供给压缩机进行二次压缩，由此，压缩机的压缩过程变为准二级压缩过程。
[0041]可选地，在补气支路P2上还可能安装有电磁阀7和/或单向阀8，电磁阀7用于控制补气支路P2的通断状态，从而实现喷气增焓的打开/关闭状态之间的切换;单向阀8用于防止中压工质反向流动。
[0042]以涡旋压缩机为例，动涡旋与定涡旋(均未示出)形成若干个封闭的压缩腔，随着动涡旋相对于定涡旋的绕动，压缩腔从由动涡旋和定涡旋构成的涡旋压缩机构的工质入口向排气口移动，并且体积逐渐减小，将进气口 2a吸入的工质的压力逐渐提高。由于补气支路P2进入压缩机2的中压腔的补气口 2c位置是固定的，而中压腔的压力随着动涡旋绕动而变化，所以补气支路P2的出口处的压力是波动的。而在补气支路P2的入口处，离开经济器6的工质的压力是基本稳定的，因此，入口与出口之间的压力差在补气支路P2中产生压力脉动，该压力脉动的频率取决于具体的补气口位置设计和压缩机的运转频率。这容易引起管路上的各装置(例如阀)或管路本身剧烈的抖动，不仅会产生噪音，还容易导致管路连接处发生断裂。在现有技术中，针对定频压缩机，往往通过对管路的固有频率进行设计来减小振动和噪音。然而，当压缩机2是变频压缩机时，由于转速范围较宽，所以压力脉动的频率更广，噪音和振动问题也更加严重，并且无法通过调整管路的固有频率来解决。
[0043]为此，参见图2，在根据本实用新型一种实施方式的压缩机系统I中，在补气支路P2中串联地设置有一个扩张腔体9。在补气支路P2上设置有电磁阀7和/或单向阀8的情况下，扩张腔体9优选地设置在靠近压缩机2的位置，例如设置在电磁阀7的下游或单向阀8的下游，以抑制来自压缩机补气口 2c传来的压力脉动传递到电磁阀7或单向阀8。当然，扩张腔体9也可以设置在电磁阀7的上游或单向阀8的上游。
[0044]如图3所示，扩张腔体9大致呈封闭的中空筒形，并且具有设置在轴向两端的入口9a和出口 9b。扩张腔体9可以具有圆形、方形或任意形状的内部径向横截面，并且其内部径向横截面面积SI明显大于入口 9a的径向横截面面积S2和出口 9b的径向横截面面积S3 (S2可以等于或不等于S3)。在本实施方式中，补气支路管道P2a、P2b分别从扩张腔体的轴向两侧连接于入口 9a和出口 9b。具体地，补气支路管道P2a、P2b插入穿过扩张腔体9的轴向端板9c和9d，终止于入口 9a和出口 9b (入口 9a和出口 9b分别设置在轴向端板9c和9d中)，并且密封地连接至扩张腔体9，例如通过焊接、粘接等方式密封地连接。由此，补气支路P2中的第二工质部分也经过扩张腔体9。
[0045]利用入口9a、出口9b的径向横截面面积S2、S3与扩张腔体9的径向横截面面积SI之间的突变(包括突然增大和突然减小)引起声阻抗变化，使得声波产生反射或干涉现象，从而降低由扩张腔体9向外辐射的声能。能够通过改变扩张腔体9的内部几何尺寸(如长度)来调节扩张腔体9所衰减的噪音频率，并且能够通过调整入口 9a、出口 9b与扩张腔体9的内部横截面积之比来调节扩张腔体对噪音的衰减幅度。
[0046]下面参照图4至图9介绍扩张腔体9的变型。
[0047]如图4所示，补气支路管道P2a的一部分9e插入穿过扩张腔体9的轴向端板9c上的入口 9a并延伸到扩张腔体9的内部，而补气支路管道P2b终止于轴向端板9d中的出口 9b。管道段9e的径向横截面面积小于扩张腔体9的径向横截面面积。能够通过调节补气支路管道P2b的插入扩张腔体9的部段9e的长度来改变扩张腔体9所衰减的噪音频率。替代性地，扩张腔体9可以本身包括管道段9e，S卩，管道段9e固定至扩张腔体9的端板9c，而补气支路管道P2a经由入口 9a与管道段9e相连。
[0048]在图5所示的变型中，补气支路管道P2a终止于轴向端板9c中的入口9a，而补气支路管道P2b的一部分9f插入穿过扩张腔体9的轴向端板9d上的出口 9b并延伸到扩张腔体9的内部。管道段9f的径向横截面面积小于扩张腔体9的径向横截面面积。与图4所示的变型类似，能够通过调节补气支路管道P2b的插入扩张腔体9的部段9f的长度来改变扩张腔体9所衰减的噪音频率。替代性地，扩张腔体9可以本身包括管道段9f，S卩，管道段9f固定至扩张腔体9的端板9d，而补气支路管道P2b经由出口 9b与管道段9f相连。
[0049]在图6所示的变型中，补气支路管道P2a、P2b分别插入穿过扩张腔体9的轴向端板9c和9d，并且其一部分9e、9f伸入到扩张腔体9的内部。管道段9e、9f的径向横截面面积小于扩张腔体9的径向横截面面积。与以上图4和图5所示的变型类似，能够通过调节补气支路管道P2a、P2b插入扩张腔体9的部段9e、9f的长度来改变扩张腔体9所能吸收的噪音频率。替代性地，扩张腔体9也可以本身包括管道段9e和9f，即，管道段9e和9f分别固定至扩张腔体9的端板9c和9d，而补气支路管道P2a、P2b分别经由入口 9a和出口 9b与管道段9e和9f相连。
[0050]如图7所示，在图6所示变型的基础上，在部段9e和部段9f上设置有多个微孔9g。由于补气支路P2中的中压工质不可避免地带有一定量的润滑油，在图5和图6所示变型中，这些润滑油有可能沉积在扩张腔体9的角落中，即管道段9e和9f与扩张腔体9的内壁之间，这些区域形成润滑油的“死区”。而在图7的变型中，能够通过微孔9g将“死区”中的润滑油吸到出口侧管道段9f中，从而加入循环过程。也可以仅在部段9f上设置微孔9g，但是在图7所示的变型中，在安装时无需区分扩张腔体9的入口 9a和出口 9b，进而能够减小安装所需的时间和工作。
[0051]虽然在图3和图4中，管道段9e和9f均平行于扩张腔体9的轴向方向，并且管道段9e的出气端和9f的进气端相互面对。但是能够理解，也可以将管道段9e和9f设置成使得管道段9e的出气端与管道段9f的进气端不彼此正对。例如，管道段9e和管道段9f可以相互错开，或者管道段9e和9f也可以具有相对于扩张腔体9的轴向方向倾斜的部段，以使得它们各自的出气端和进气端倾斜地指向扩张腔体9的周壁。由此，能够更加有利于声波在扩张腔体9内进行反射、干涉等作用，进一步提高扩张腔体9的降噪效果。
[0052]经过实验对比了不同转速下、与不使用扩张腔体的情况相比，当使用扩张腔体时，相同位置处的补气支路内部压力脉动衰减可达85%_99%。并且在使用扩张腔体之后，管道内部的压力脉动的值不随主膨胀阀(如电子膨胀阀)的开度变化而变化。
[0053]在图8所示的变型中，在扩张腔体9中设置有单向阀模块98，以防止中压工质反向流动。当同时应用单向阀模块98和微孔9g时，应考虑避免出现工质通过微孔9g而绕过单向阀模块98的情况，所以在本变型中，位于下游的管道段9f上设置有微孔，并且将单向阀模块98设置在未设置微孔的上游管道段9e上。单向阀模块98也可以固定在图4至图6所示的、未设置微孔的管道段9e或9f上。通过将单向阀的功能整合到扩张腔体9中，省略了补气支路P2上的单向阀，能够减少补气支路P2上的零件数量以达到节约空间的目的。
[0054]下面参照图9描述根据另一种压缩机系统10。如图9所示，该系统的补气支路P2上串联有多个(图中示出三个)扩张腔体91、92、93，这些扩张腔体可以是相同类型或不同类型。例如，它们可以具有不同的长度或截面面积比，或者呈图3至图8中所示出的不同类型。优选地，通过选择扩张腔体的类型和尺寸，可以使得扩张腔体91、92、93能够衰减不同频率的噪音。能够采用多个较小的扩张腔体来实现一个较大的扩张腔体所能实现的噪音衰减效果，这些扩张腔体的安装方式更加灵活(例如能够在带有拐角的管道上安装)，所占用的空间更小。
[0055]虽然在以上描述中经济器6包括经济器膨胀阀6a和换热器6b，但经济器6也可以呈闪蒸罐的形式。如图10所示，在压缩机系统20中，由压缩机2压缩后的高温高压的工质从排气口 2b进入冷凝器3，在冷凝器3中，工质释放热量，冷凝成常温、压力较高的液体，并进入闪蒸罐6。在闪蒸罐6中，由于截面的突然变化，工质发生闪蒸，产生液体工质以及气体工质，图10中的线L显示出闪蒸罐6中的液位。闪蒸罐6中的液体工质(第一工质部分)经由主回路Pl进入蒸发器5，在蒸发器5中吸热蒸发而成为温度较高而压力较低的蒸气，再送入压缩机2的进气口 2a，从而完成一个工作循环。闪蒸罐6中的气体工质(第二工质部分)经由补气支路P2进入压缩机2的补气口 2b然后进入中压腔，由压缩机2进行压缩。补气支路P2也用作喷气增焓管路，并且能够提升制热效果。
[0056]在使用闪蒸罐作为经济器的压缩机系统中，可以类似地设置以上所描述的各种类型的扩张腔体9，以衰减噪音和振动。将不再详细描述这些实施方式。
[0057]虽然在以上各实施方式中使用了涡旋压缩机，并且使用了喷气增焓来提高制热效果，然而能够理解，本实用新型并不局限于此。可以采用其它类型的压缩机，如转子压缩机或螺杆式压缩机，并且也可以用于制冷过程的补气。在螺杆压缩机制冷系统中，在蒸发温度较低的情况下，也可以采用经济器补气循环来提高制冷效率。由于螺杆式压缩机的补气口也位于中压部位，而中压部位的压力存在波动，所以也能够类似地在补气支路中设置根据本实用新型的扩张腔体。采用螺杆式压缩机的系统可以呈类似图2和图10所示的形式，并且其可以采用图3-图9所示的单个或多个扩张腔体，在此将不再赘述。
[0058]尽管在此已详细描述本实用新型的各种实施方式，但是应该理解本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的【具体实施方式】，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。
【主权项】
1.一种用于制热或制冷的压缩机系统，其特征在于，所述压缩机系统设置有补气支路，所述补气支路向所述压缩机系统的压缩机的补气口供给中压工质，在所述补气支路中串联有扩张腔体，所述扩张腔体具有设置在轴向两端的入口和出口，并且所述扩张腔体的径向横截面面积大于所述入口和所述出口的径向横截面面积。2.根据权利要求1所述的压缩机系统，其特征在于，所述扩张腔体内设置有与所述入口连通的管道段和/或与所述出口连通的管道段，所述管道段的径向横截面面积小于所述扩张腔体的径向横截面面积。3.根据权利要求2所述的压缩机系统，其特征在于，所述管道段与所述扩张腔体的轴向方向平行。4.根据权利要求1所述的压缩机系统，其特征在于，所述扩张腔体内设置有与所述入口连通的管道段和与所述出口连通的管道段，与所述入口连通的管道段的末端和与所述出口连通的管道段的末端彼此偏离。5.根据权利要求2所述的压缩机系统，其特征在于，所述管道段具有相对于所述扩张腔体的轴向方向倾斜的部段。6.根据权利要求2所述的压缩机系统，其特征在于，所述压缩机系统的补气支路的管道与所述管道段相连接或一体形成。7.根据权利要求1所述的压缩机系统，其特征在于，所述扩张腔体内设置有与所述出口连通的管道段，在与所述出口连通的管道段上设置有多个微孔。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的压缩机系统，其特征在于，所述扩张腔体设置在所述补气支路上靠近所述压缩机的位置处。9.根据权利要求1所述的压缩机系统，其特征在于，在所述补气支路中还串联有能够控制所述补气支路的通断状态的电磁阀，所述扩张腔体设置在所述电磁阀的相对于中压工质流动方向而言的下游。10.根据权利要求9所述的压缩机系统，其特征在于，所述补气支路中还串联有能够防止所述补气支路中的中压工质逆向流动的单向阀，所述扩张腔体设置在所述单向阀的相对于中压工质流动方向而言的下游。11.根据权利要求10所述的压缩机系统，其特征在于，所述单向阀设置在所述电磁阀的下游。12.根据权利要求1所述的压缩机系统，其特征在于，在所述扩张腔体内设置有能够防止所述补气支路中的中压工质逆向流动的单向阀模块。13.根据权利要求12所述的压缩机系统，其特征在于，所述扩张腔体内设置有与所述入口连通的管道段和与所述出口连通的管道段，所述单向阀模块连接至与所述入口连通的管道段，在与所述出口连通的管道段上设置有多个微孔。14.根据权利要求1至7中的任一项所述的压缩机系统，其特征在于，在所述补气支路中串联有多个扩张腔体。15.根据权利要求14所述的压缩机系统，其特征在于，所述多个扩张腔体具有不同的结构或尺寸。16.根据权利要求1至7中的任一项所述的压缩机系统，其特征在于，所述压缩机系统还包括压缩机、冷凝器、主膨胀阀、蒸发器以及经济器，所述压缩机系统的管路设置成使得来自所述压缩机的排气口的工质在经过所述冷凝器后进入所述经济器，并且在所述经济器中分为两部分，第一工质部分从所述经济器进入所述主膨胀阀并返回所述压缩机的进气口，用作所述中压工质的第二工质部分通过所述补气支路回到所述压缩机的补气口。17.根据权利要求16所述的压缩机系统，其特征在于，所述经济器包括经济器膨胀阀和换热器，所述换热器包括彼此流体隔离的第一通道和第二通道，所述第一工质部分经过所述第一通道，所述第二工质部分经过所述经济器膨胀阀节流后，在所述换热器的所述第二通道中与所述第一工质部分进行换热。18.根据权利要求16所述的压缩机系统，其特征在于，所述经济器包括闪蒸罐，所述第一工质部分为所述闪蒸罐中的液态工质，所述第二工质部分为所述闪蒸罐中的气态工质。19.根据权利要求1至7中的任一项所述的压缩机系统，其特征在于，所述压缩机系统中的压缩机是涡旋压缩机、转子压缩机或螺杆压缩机。
【文档编号】F04C29/06GK205478341SQ201620065412
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】周启明, 马燕, 王石
【申请人】艾默生环境优化技术(苏州)有限公司