[实用新型]两级转子式压缩机及带变容量除霜的热泵循环系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及压缩机，尤其是涉及一种两级转子式压缩机及带变容量除霜的热泵循环系统。

背景技术

目前高背压两级滚动转子式压缩机示意图如图1，其包括两个压缩单元(一级压缩机单元1和二级压缩单元2)，各压缩单元分别为转子式压缩机构并且二级压缩单元2的排量小于一级压缩单元1的排量。电机3通过曲轴带动两压缩单元运行。从蒸发器出口来的低压Ps气体通过一级吸气口4进入一级压缩单元，经过一级压缩后，形成中间压力Pm，后通过一级排气孔5排出到壳体外，一级排气口5排出的中压气体可以直接进入二级吸气孔6，或通过中间冷却器进行冷却后，进入二级吸气口6，再经过二级压缩单元5压缩后，形成高压Pd气体并排到壳体内部，后进入二级排气口7排出，进入冷凝器(或气冷器)。

目前采用热气旁通除霜和逆循环除霜原理图如图2～4所示，图中实线为正常热泵运行，虚线为除霜运行；图2为带高压旁通除霜的热泵循环系统：该系统包括压缩机、气冷器8、过滤器9、电子膨胀阀10、电磁阀11、蒸发器12、气液分离器13，所述的气冷器8依次连接过滤器9和电子膨胀阀10后，与电磁阀11并联，并联后一端连接压缩机的二级排气口7，另一端连接蒸发器12，蒸发器12通过气液分离器13连接压缩机的一级吸气口4，正常热泵循环时电磁阀11关闭，二级排气口7排出的高压气体依次经过气冷器8冷却、过滤器9过滤，电子膨胀阀10膨胀、蒸发器12蒸发、气液分离器13气液分离，返回压缩机的一级吸气口4；除霜循环时，电磁阀11打开，电子膨胀阀10全开，二级排气口7排出的气体通过电磁阀11直接进入蒸发器12蒸发，然后经气液分离器13分离后进入一级吸气口4，采用二级排气进行除霜。如图3所示为带中压旁通除霜的热泵循环系统：电磁阀11连接二级吸气口6，正常热泵循环时电磁阀11关闭；除霜循环时，电磁阀11打开，采用一级排气进行除霜；图4为采用逆循环除霜的热泵循环系统：通过四通换向阀11’控制热泵剂流向。四通换向阀11’连接二级排气口7，正常热泵运行时二级排气经过四通换向阀流向冷凝器(气冷器)；除霜运行时，四通换向阀换向，二级排气经过四通换向阀流向蒸发器。

以上高背压两级转子式压缩机在启动、低负荷运行和除霜过程中可能遇到一下四个方面的问题：

1.在启动阶段：

在启动前，系统压力处于平衡状态，一级吸气压力相对较高；启动后参见图5，一级排气迅速形成较高的压力Pm，此时由于二级压缩单元的排量较小且二级排气侧容量较大，高压侧压力Pd上升速度相对较慢，因此可能会出现二级吸气压力大于二级排气压力的现象(即Pm＞Pd)，从而导致二级排气阀始终处于打开状态，这样不利于二级排气阀的可靠性的保证，此时制冷剂经过二级排气阀时可能已出现节流现象；由于二级叶片的背压为壳体内的压力Pd，Pd＜Pm时，会出现其背压小于二级吸气腔(Pm)或二级排气腔的压力，从而导致叶片运行不稳定，可能出现叶片和活塞脱离，撞击，“腾跃”现象；

2.低负荷运行(低压比运行)

两级滚动转子式压缩机运行中，如图6所示，吸气压力Ps保持不变，随着总压比的降低，总压比逐渐由一级压缩完成，当总压比降低到一定数值时，存在一个临界压比(Pc)，此时总压比的压缩完全由一级完成，即此时中间压力Pm和高压侧压力Pd相等，二级已不产生压缩；当总压比继续降低时，可能会出现中间压力Pm大于高压侧压力Pd的现象。当出现Pm＞Pd现象时，同样会出现上述问题。临界压比的大小与一/二级的容积比等压缩机结构有关；

3.除霜运行过程

无论是采用热气旁通除霜还是逆循环除霜，当向除霜循环转换时，都会出现吸气压力增高，排气压力下降的现象；如图7所示，为氟利昂热泵剂在除霜过程中吸/排气压力的变化过程，其中图7a中-●-为排气，-■-为吸气，图7b中——为热气旁通除霜的排气压力，……为热气旁通除霜的吸气压力，-·-为逆循环除霜的吸气压力，-为逆循环除霜的排气压力，即当采用上述两级转子式压缩机时，除霜过程中，可能出现总压比小于临界压比(Pc)的现象，此时Pm＞Pd，因此会出现上述同样的问题。如果是CO₂系统，由于运行时压差更大大，向除霜循环转换时，吸排气压力的变换可能更剧烈，压比可能更小；

4.除霜时间：

除霜时间较长，则被加热侧的温度波动会较大，对加热侧的舒适度和系统性能会造成一定不利影响。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种运行稳定、提高压缩机的可靠性，减少噪音，减少除霜时间，提高加热侧的舒适度和系统性能的两级转子式压缩机及带变容量除霜的热泵循环系统。