[发明专利]具有连续功率调节的涡旋机器

说明书

本申请是2001年10月11日递交的名称为“具有连续功率调节的涡 旋机器”的第01138459.X号申请的分案申请。

技术领域

本发明总的来说涉及涡旋压缩机，更加具体地说，涉及这种压缩机 的延迟吸入型的连续功率调节系统。

背景技术

通用的夏天高峰需求限制控制在历史上是驱动需求，而该驱动需求 落后于制冷压缩机的卸载需要。卸载所使用的传统方法使室内恒温器大 约每隔15分钟执行空气调节系统的开/关负载循环。这种方法的缺点是， 执行这个系统的控制和通信硬件费用高于需方控制的节省，并且由于关 闭循环较长，因此这个系统所提供的舒适性变差了。另一个通用的方法 是变速空气调节系统，这些调节系统可以使功率连续地向下调节到大约 功率的75％-80％。但是，不仅速度变换器较贵，而且它们还由于谐振 荡而减少了功率供给质量，因此失去了通用的固有利益。使用两速或者 反向马达的两级压缩机是另一种选择，但是这些系统只具有有限的功 率，因为在速度改变之间马达不得不关闭1-2分钟来确保可靠性。实 现这种卸载的一种可能性是使用功率调节压缩机。

为了实现制冷压缩机的功率调节，因此产生了各种各样的系统，它 们中的大多数延迟由涡卷件所限制出的运动流体腔的初始密封位置。在 一种形式中，这些系统通常采用一对排出通道，这些排出通道在吸入压 力和最外一对运动流体腔之间连通。典型地，这些通道在外罩的外端的 密封位置的360度内通到运动流体腔中。一些系统为每个这样的排出通 道采用了独立的阀件。这些阀件用来同时工作，从而确保了两个流体腔 之间的压力平衡。其它系统采用了辅助通道来使两个排出通道处于流体 连通，因此可以使用一个阀来控制功率调节。

最近，产生了一种用于延迟吸入型的涡旋压缩机的功率调节系统， 在该系统中，阀环可移动地支撑在非轨道运行的涡卷件上。设置了致动 活塞，该活塞进行工作从而使阀环相对于非轨道运行的涡卷件进行旋 转，从而可以有选择地打开和关闭一个或者多个排出通道，这些排出通 道与所选择出来的运动流体腔处于连通之中，从而使这些腔与吸口相 通。安装有这种功率调节系统的涡旋形的压缩机公开在美国专利 No.5678985和6123517中，这些专利的内容在这里引入以作参考。在这 些功率调节系统中，致动活塞通过流体压力来工作，而该流体压力由电 磁阀来控制。在这种设计的一个变形中，电磁阀和流体压力供给和排出 管路设置在压缩机壳体的外部。在这种设计的另一个变形中，电磁阀设 置在压缩机壳体的外部，但是流体压力供给和排出管路设置在压缩机壳 体的内部中。

发明内容

本发明的目的是解决需求限制控制和系统的舒适性和可靠性之间 的难题。上述功率调节系统提供了两级涡旋压缩机，该压缩机可使用螺 线管机构进行卸载从而工作在接近65％的功率上。这种螺线管机构可 以通过室内恒温器来直接致动，或者它可以通过系统控制模块来致动。 如果希望的话，接近65％的这种较小的功率状态实际上可以是不同的 百分比。螺线管可以可靠地“飞速接通”(switch on the fly)，因此通过 脉冲宽度调制控制可以在小功率(即65％)和全功率(100％)之间提 供连续功率控制，因此在高峰需求减少(peak demand reduction)和舒 适性之间提供了较好的平衡。

为了实现上述目的，本发明提供一种空气调节系统，它包括：涡旋 压缩机，所述涡旋压缩机包括两个涡卷件，两个涡卷件具有相互啮合的 外罩，所述压缩机可以在小功率状态和第二功率状态之间有选择地进行 工作；阀件，所述阀件相对于所述两个涡卷件能在使所述涡旋压缩机处 于所述大功率状态的第一位置和使所述涡旋压缩机处于所述小功率状 态的第二位置之间移动；电磁阀，它与所述阀件连接，从而使所述阀件 在所述第一位置和所述第二位置之间以可变的循环时间进行循环；及控 制器，它与所述电磁阀连接，所述控制器能进行工作，从而控制使用脉 冲宽度调制的所述电磁阀，从而响应控制信号使所述压缩机在所述小功 率状态和所述大功率状态之间连续地进行循环。