[发明专利]螺杆压缩机及其控制方法和制冷系统

说明书

本申请提供一种螺杆压缩机及其控制方法和制冷系统。该螺杆压缩机包括螺旋形转子(1)、变频电机(2)、第一滑阀(3)和第二滑阀(4)，变频电机(2)与螺旋形转子(1)驱动连接，驱动螺旋形转子(1)转动，第一滑阀(3)和第二滑阀(4)沿轴向可滑动地设置在螺旋形转子(1)的外周侧，第一滑阀(3)设置在螺旋形转子(1)的进气端，第二滑阀(4)设置在螺旋形转子(1)的排气端。根据本申请的螺杆压缩机，能够使压缩机在全工况范围内保持高能效，提高压缩机综合部分负荷能效值。

技术领域

本申请涉及空气调节技术领域，具体涉及一种螺杆压缩机及其控制方法和制冷系统。

背景技术

随着制造技术的发展，制冷系统得到普及，其中蒸汽式制冷系统作为主要的制冷方式被广泛应用于各种领域。在蒸汽式制冷系统中，主要包括压缩机、冷凝器、油气分离器、蒸发器、节流元件等零部件，其中压缩机作为核心部件，不仅为制冷系统提供动力源，而且还直接影响系统的能力、性能、噪声和可靠性等方面的品质。

螺杆压缩机作为容积式压缩机的一种，其工作原理主要是依靠一对内嵌于汽缸中具有螺旋形状的转子相互啮合，将低温低压的制冷剂吸入，通过螺旋齿槽容积的改变强制使制冷剂体积缩小，从而达成提高制冷剂压力和温度的目的，当制冷剂达到一定压力时，制冷剂再次被强制从汽缸排出，不断的吸、排气过程实现制冷系统中制冷剂的循环流动。

由于螺杆压缩机属于强制压缩过程，压缩过程具有内部压缩、不受外界环境工况影响的特点，其内压比与外压比的不匹配现象会造成能量的浪费，所以压缩机的内压比设定直接决定制冷性能的优劣。螺杆压缩机内压比主要通过主要运行工况时排气孔口的开设位置进行设定，在变工况时，若压缩机的内压比与环境外压比不匹配，将会造成压缩机性能系数不同程度降低，经济效益差。

压缩机内压比可以通过内容积比表示，压缩机内容积比是指压缩机吸入的体积与排出的体积的比值VI，压缩机的内压比可以用VI的指数K表示，其中K为绝热压缩机过程的绝热指数。

螺杆压缩机输气量调节主要有变转速调节和变容量调节两种方式，对于变转速调节是通过改变电机的转速，实现单位时间内输气量的变化；变容量调节主要是通过在两转子之间设置轴向移动的滑阀，滑阀在轴向位置的移动改变转子的有效工作长度，从而实现输气量连续调节的目的。

目前，通常采用变频电机和内容积比调节滑阀的形式进行变负荷和变内容积比调节以获得高性能螺杆压缩机，但此种结合方式具有以下不足：

压缩机小负荷时，变频电机转速过低，转子齿顶线速度不足以形成有效密封，造成压缩机内部泄漏量大，压缩机整机性能降低；低压比工况时，需要小压缩机内容积比，但压缩机内容积比调节滑阀无法调至小内容积比，压缩机存在过压缩现象，压缩机整机性能降低。

因此，现有技术中的螺杆压缩机存在着变转速和变内容积比的调节方式在小负荷、小压比工况时无法高效运行，综合部分负荷能效比(IPLV)值低的问题。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种螺杆压缩机及其控制方法和制冷系统，能够使压缩机在全工况范围内保持高能效，提高压缩机综合部分负荷能效值。

为了解决上述问题，本申请提供一种螺杆压缩机，包括螺旋形转子、变频电机、第一滑阀和第二滑阀，变频电机与螺旋形转子驱动连接，驱动螺旋形转子转动，第一滑阀和第二滑阀沿轴向可滑动地设置在螺旋形转子的外周侧，第一滑阀设置在螺旋形转子的进气端，第二滑阀设置在螺旋形转子的排气端。

优选地，第一滑阀连接有第一驱动机构，第一驱动机构驱动第一滑阀沿螺旋形转子的轴向滑动，第二滑阀连接有第二驱动机构，第二驱动机构驱动第二滑阀沿螺旋形转子的轴向滑动。

优选地，螺杆压缩机还包括控制器，控制器用于控制变频电机的转速、第一滑阀和第二滑阀的滑动位置。