一種可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境溫度越低，對空調(diào)制熱量的需求越大，但目前單級壓縮的熱栗只能做到零下20度(室外環(huán)境溫度)以上正常啟動運行，且制熱量嚴(yán)重衰減，制熱效果不能保證，機組可靠性也受到嚴(yán)峻的考驗。
[0003]相比單級壓縮熱栗，帶有噴氣增焓雙級壓縮系統(tǒng)在低溫下制熱量較大，能效較高。且雙級壓縮系統(tǒng)能減少單級壓縮機的壓比，降低排氣溫度，同時可提高吸氣效率和壓縮效率，從而提升制熱量和制熱效率。
[0004]現(xiàn)有的雙級壓縮機由于高壓缸容積與低壓缸容積固定，其容積比為固定值，因而壓縮機的高低壓級排量比固定，而任何一種排量比固定的壓縮機在某個特定工況只有一個能效最高值，隨著空調(diào)負(fù)載變化，能效變化較大，經(jīng)濟(jì)性不理想。另一方面，在名義制冷工況下，雙級壓縮系統(tǒng)的最佳高低壓級壓縮比在0.9左右，而在低溫制熱工況下，高低壓級的壓縮比在0.6左右最佳，而一種固定壓縮比的雙級壓縮系統(tǒng)無法同時滿足制冷和制熱的能效要求。
[0005]現(xiàn)有的雙級壓縮系統(tǒng)，僅能依靠兩個變頻壓縮機串聯(lián)的方式實現(xiàn)高低壓級排量比的變化，系統(tǒng)復(fù)雜，系統(tǒng)成本高，且回油可靠性差。
[0006]由于現(xiàn)有技術(shù)中的雙級壓縮系統(tǒng)存在能效變化較大、一種固定壓縮比無法同時滿足制冷和制熱的能效要求、經(jīng)濟(jì)性不理想的技術(shù)問題，因此本發(fā)明研究設(shè)計出一種可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)及其控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的雙級壓縮系統(tǒng)存在能效變化較大、一種固定壓縮比無法同時滿足制冷和制熱的能效要求、經(jīng)濟(jì)性不理想的缺陷，從而提供一種可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)及其控制方法。
[0008]本發(fā)明提供一種可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)，包括壓縮機，其中所述壓縮機包括串聯(lián)的低壓缸和高壓缸，其中所述低壓缸包括至少兩個并聯(lián)的氣缸，所述可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)還包括控制所述至少兩個并聯(lián)的氣缸中的至少一個氣缸進(jìn)行滿載運行和/或空載運行的控制機構(gòu)。
[0009]優(yōu)選地，所述高壓缸為一個，為第三氣缸，其中低壓缸包括兩個，分別為第一氣缸和第二氣缸。
[0010]優(yōu)選地，所述第一氣缸能夠?qū)崿F(xiàn)空載運行或滿載運行兩種運行模式，而所述第二氣缸和所述第三氣缸一直滿載運行。
[0011 ]優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝粴飧诪榭蛰d時，此時低壓缸中僅第二氣缸在工作，冷媒經(jīng)過第二氣缸壓縮后與中間噴氣混合后進(jìn)入所述第三氣缸進(jìn)行第二級壓縮。
[0012]優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝粴飧诪闈M載時，此時低壓缸的第一氣缸和第二氣缸都進(jìn)行工作，冷媒分別進(jìn)入第一氣缸和第二氣缸，經(jīng)過第一氣缸和第二氣缸分別壓縮后的冷媒與中間噴氣混合，然后進(jìn)入第三氣缸進(jìn)行第二級壓縮。
[0013]優(yōu)選地，所述控制機構(gòu)包括與所述低壓缸吸氣口相連通的管路結(jié)構(gòu)和設(shè)置于所述管路結(jié)構(gòu)上的電磁閥結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，當(dāng)所述低壓缸包括第一氣缸和第二氣缸時，所述管路結(jié)構(gòu)包括與所述第一氣缸的吸氣口相連通的第一管路，以及包括與所述第二氣缸的吸氣口相連通的第二管路。
[0015]優(yōu)選地，所述電磁閥結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述第一管路上的第一電磁閥和設(shè)置于所述第二管路上的第二電磁閥。
[0016]本發(fā)明還提供一種可變?nèi)蓦p級壓縮控制方法，其使用前述的可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)通過所述控制機構(gòu)對其進(jìn)行變?nèi)蓦p級壓縮的控制調(diào)節(jié)。
[0017]優(yōu)選地，當(dāng)所述控制機構(gòu)包括第一電磁閥和第二電磁閥時，在系統(tǒng)需要進(jìn)行雙缸模式運行時，將第一電磁閥開啟，第二電磁閥關(guān)閉，則壓縮機第一氣缸空載運行，此時壓縮系統(tǒng)進(jìn)入雙缸運行模式。
[0018]優(yōu)選地，當(dāng)所述控制機構(gòu)包括第一電磁閥和第二電磁閥時，在系統(tǒng)需要進(jìn)行三缸模式運行時，第二電磁閥開啟，第一電磁閥關(guān)閉，則壓縮機第一氣缸滿載運行;此時壓縮系統(tǒng)進(jìn)入三缸運行模式。
[0019]優(yōu)選地，所述第一電磁閥1和/或第二電磁閥2的開啟和/或關(guān)閉，根據(jù)整機負(fù)載及室內(nèi)外環(huán)境溫度的情況而進(jìn)行控制。
[0020]優(yōu)選地，當(dāng)系統(tǒng)制冷運行時，判斷室外環(huán)境溫度和室內(nèi)機負(fù)荷率之后執(zhí)行操作動作:當(dāng)室外環(huán)境溫度及室內(nèi)機負(fù)荷相對較低時，開啟第一電磁閥，關(guān)閉第二電磁閥，此時壓縮機以雙缸模式運行；當(dāng)室外環(huán)境溫度及室內(nèi)機負(fù)荷相對較高時，開啟第一電磁閥，關(guān)閉第二電磁閥，此時壓縮機以三缸模式運行。
[0021]優(yōu)選地，當(dāng)系統(tǒng)制熱運行時，判斷室外環(huán)境溫度和室內(nèi)機負(fù)荷率之后執(zhí)行操作動作:當(dāng)室外環(huán)境溫度相對較高、及室內(nèi)機負(fù)荷率相對較低時，開啟第一電磁閥，關(guān)閉第二電磁閥，此時壓縮機以雙缸模式運行；當(dāng)室外環(huán)境溫度相對較低、及室內(nèi)機負(fù)荷率相對較高時，開啟第二電磁閥，關(guān)閉第一電磁閥，此時壓縮機以三缸模式運行。
[0022]本發(fā)明提供的可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)及其控制方法具有如下有益效果:
[0023]1.本發(fā)明的可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)，能在一個壓縮機上實現(xiàn)高低壓級排量比可變，其能效變化較小、能同時滿足制冷和制熱的能效要求、大大提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；
[0024]2.本發(fā)明的可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)，相對比兩個壓縮機串聯(lián)的系統(tǒng)更加簡單，成本更低，且不存在兩個壓縮機均油不平衡等問題；
[0025]3.另外還能提高系統(tǒng)的運行溫度范圍和運行效率，且還能提高雙級壓縮系統(tǒng)的可靠性，從而大大提高了雙級壓縮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)的制冷運行范圍及變?nèi)菘刂茍D；
[0028]圖3是本發(fā)明的可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)的制熱運行范圍及變?nèi)菘刂茍D。
[0029]圖中附圖標(biāo)記表示為:
[0030]1 一壓縮機，101—第一氣缸的吸氣口，102—第二氣缸的吸氣口，2—第一管路，3—第二管路，4 一第一電磁閥，5—第二電磁閥，6—氣液分離器，7—室外換熱器，8—四通閥，9 一電子膨脹閥1，10—閃蒸器，11 一電子膨脹閥2(補氣閥)，12—壓縮機自帶汽液分離器。
【具體實施方式】
[0031]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)，包括壓縮機，其中所述壓縮機包括串聯(lián)的低壓缸和高壓缸，其中所述低壓缸包括至少兩個并聯(lián)的氣缸，所述可變?nèi)蓦p級壓縮系統(tǒng)還包括控制所述至少兩個并聯(lián)的氣缸中的至少一個氣缸進(jìn)行滿載運行或空載運行的控制機構(gòu)。
[0032]通過上述的結(jié)構(gòu)能夠在一個壓縮機上實現(xiàn)高低壓級排量比(或容積比)可變，相對比兩個壓縮機串聯(lián)的系統(tǒng)而言其能效變化較小、能同時滿足制冷和制熱的能效要求、大大提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性;并且結(jié)構(gòu)更加簡單，成本更低，且不存在兩個壓縮機均油不平衡等問題;另外還能提高系統(tǒng)的運行溫度范圍和運行效率，且還能提高雙級壓縮系統(tǒng)的可靠性，從而大大提高了雙級壓縮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
[0033]優(yōu)選地，所述高壓缸為一個，為第三氣缸，其中低壓缸包括兩個，分別為第一氣缸和第二氣缸。這是一種優(yōu)選的壓縮機的氣缸的結(jié)構(gòu)和實施方式，能夠通過并聯(lián)設(shè)置的第一和第二氣缸根據(jù)不同實際需求情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，再結(jié)合作為高壓缸的第三氣缸，從而實現(xiàn)高低壓級排量比可變，能效變化小，滿足制冷和制熱的能效需求，且提高經(jīng)濟(jì)性的效果和目的。
[0034]優(yōu)選地，所述第一氣缸能夠?qū)崿F(xiàn)空載運行或滿載運行兩種運行模式，而所述第二氣缸和所述第三氣缸一直滿載運行。這是一種優(yōu)選的實施方式，通過第二氣缸和第三氣缸的一直滿載運行能夠有效保證雙級壓縮的正常進(jìn)行，同時再結(jié)合調(diào)節(jié)第一氣缸實現(xiàn)空載運行或滿載運行的手段，從而調(diào)節(jié)該壓縮機實現(xiàn)雙缸-三缸模式之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)高低壓級排量比的變化，達(dá)到使得系統(tǒng)能效變化小，能夠同時滿足制冷、制熱能效需求的目的。
[0035]優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝粴飧诪榭蛰d時，此時低壓缸(也為低壓級)中僅第二氣缸在工作，冷媒經(jīng)過第二氣缸壓縮后與中間噴氣混合后進(jìn)入所述第三氣缸進(jìn)行第二級壓縮，此時高低壓級排量比較大(排