空调系统

技术领域

本发明涉及空调设备领域，具体而言，涉及一种空调系统。

背景技术

随着制冷空调新国标能效标准的实施，压缩机及空调系统对能效及成本的要求越来越高，压缩机及其对应空调系统小型化和高速化的需求越来越强烈。变频压缩机作为空调系统核心零部件，近年来得到了快速发展，通过变频控制可以实现小系列压缩机高速运行匹配大匹数的空调系统。

然而，小型化的压缩机高转速运行时，压缩机的性能、油循环率OCR(英文名OilCirculation Rate，油循环率OCR是指压缩机稳定运行时，排出压缩机的润滑油的质量流量与润滑油及冷媒混合物的质量流量之和的比值)、噪音及可靠性是设计的重点、难点问题，也是困扰行业发展的共性难点问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种空调系统，以解决现有技术中的压缩机的可靠性较差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种空调系统，包括压缩机，压缩机包括转子，转子具有至少一个转子流通孔，至少一个转子流通孔的流通截面积总和为Sr；压缩机具有至少一个排气孔，至少一个排气孔的气流流通截面积总和为S，压缩机的排量为V，空调系统的额定制冷量为Q；其中，k＝(V*Sr)/(S*Q)，k≥1.05。

进一步地，k≤2。

进一步地，1.33≤k≤1.9。

进一步地，k＝1.56。

进一步地，k＝1.87。

进一步地，压缩机为变频压缩机，变频压缩机的频率为10Hz至200Hz。

进一步地，转子具有至少两个转子流通孔，各个转子流通孔的流通截面积相等。

进一步地，压缩机包括气缸组件，至少一个排气孔设置在气缸组件上。

进一步地，气缸组件包括至少一个气缸，各个气缸上设置有至少一个排气孔。

进一步地，压缩机具有至少两个排气孔，各个排气孔的气流流通截面积相等。

本发明的空调系统包括压缩机，压缩机包括转子，转子具有至少一个转子流通孔，至少一个转子流通孔的流通截面积总和为Sr；压缩机具有至少一个排气孔，至少一个排气孔的气流流通截面积总和为S，压缩机的排量为V，空调系统的额定制冷量为Q；其中，k＝(V*Sr)/(S*Q)，k≥1.05。当k值小于1.05时，V设计偏小，压缩机体积小，S也会相应偏小，压缩机运行频率过高，气阀最大冲击速度增大，气阀可靠性降低；Sr过小，压缩机油循环率过高；故该空调系统中的k值满足k≥1.05，解决了压缩机性能较差和可靠性较低的问题，并且避免压缩机油循环率过高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的空调系统的压缩机的剖视图；

图2示出了图1中的空调系统的压缩机的第一个截面处的剖视图；

图3示出了图1中的空调系统的压缩机的第二个截面处的剖视图；

图4示出了根据本发明的空调系统的示意图；

图5为本发明的空调系统的气阀最大冲击速度、压缩机油循环率趋势及压缩机成本趋势与(V*Sr)/(S*Q)的关系曲线。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、压缩机；20、转子；21、转子流通孔；30、排气孔；40、气缸组件；50、气缸；60、气阀；

2、冷凝器；3、节流装置；4、蒸发器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供了一种空调系统，请参考图1至图5，包括压缩机10，压缩机10包括转子20，转子20具有至少一个转子流通孔21，至少一个转子流通孔21的流通截面积总和为Sr；压缩机10具有至少一个排气孔30，至少一个排气孔30的气流流通截面积总和为S，压缩机10的排量为V，空调系统的额定制冷量为Q；其中，k＝(V*Sr)/(S*Q)，k≥1.05。

本发明的空调系统包括压缩机10，压缩机10包括转子20，转子20具有至少一个转子流通孔21，至少一个转子流通孔21的流通截面积总和为Sr；压缩机10具有至少一个排气孔30，至少一个排气孔30的气流流通截面积总和为S，压缩机10的排量为V，空调系统的额定制冷量为Q；其中，k＝(V*Sr)/(S*Q)，k≥1.05。当k值小于1.05时，V设计偏小，压缩机体积小，S也会相应偏小，压缩机运行频率过高，气阀最大冲击速度增大，气阀可靠性降低；Sr过小，压缩机油循环率过高；故该空调系统中的k值满足k≥1.05，解决了压缩机性能较差和可靠性较低的问题，并且避免压缩机油循环率过高。

其中，V单位为cm

其中，压缩机的排量即压缩机的排气量。

具体地，Q的取值范围为2300W至30000W。

在本实施例中，k≤2。当k值超过2时，V设计偏大，压缩机体积增大，成本增加，不满足小型化低成本设计要求；并且，此时压缩机油循环率增大，存在缺油磨损的风险。

可选地，1.33≤k≤1.9。此时，气阀最大冲击速度更小，压缩机的可靠性较好，且成本更低，压缩机油循环率更低。

可选地，k＝1.56。此时，压缩机油循环率最低，性能较好。

可选地，k＝1.87。此时，压缩机及空调系统的综合性能较好。

在本实施例中，压缩机10为变频压缩机，变频压缩机的频率为10Hz至200Hz。常规压缩机运行频率在120Hz以下，本申请的压缩机为高运行频率压缩机。

在本实施例中，转子20具有至少两个转子流通孔21，各个转子流通孔21的流通截面积相等。这样的设置便于压缩机的加工，并且使得转子在运行中保持平衡。

在本实施例中，压缩机10包括气缸组件40，至少一个排气孔30设置在气缸组件40上。

在本实施例中，气缸组件40包括至少一个气缸50，各个气缸50上设置有至少一个排气孔30。

可选地，各个气缸50上设置有至少两个排气孔30，各个排气孔30的气流流通截面积不相等，这样的设置可以实现气缸50具有不同的排气压力。

在本实施例中，压缩机具有至少两个排气孔30，各个排气孔30的气流流通截面积相等。这样的设置便于压缩机的加工。

在本实施例中，空调系统还包括冷凝器2、节流装置3及蒸发器4。

在本实施例中，压缩机还包括至少一个气阀60，多个气阀60与多个排气孔30一一对应地设置，各个气阀60用于打开或关闭相应的排气孔30。

传统的压缩机采用大排量中低频率运行，本申请采用小排量高频率运行，小型化设计对压缩机成本有严格要求，排量过大会使得体积增加，成本增加，压缩机高频运行时，转子流通孔的设计非常重要。综合考虑成本及压缩机的可靠性，排量、排气孔的气流流通截面积总和及额定制冷量与转子流通孔配合设计存在较优值。

本申请主要针对压缩机高速化、小型化及低成本设计中出现的压缩机可靠性差、性能低、油循环率高及成本高的问题进行设计创新。针对不同额定制冷量Q的空调系统，在确定空调系统的额定制冷量Q时，通过高速化、小型化设计研究压缩机排量V、转子流通孔的流通截面总和Sr及排气孔的气流流通截面积总和S的配合关系，通过大量试验测试及仿真计算确定的本申请的技术方案及参数设计范围能保证压缩机及空调系统在高速运行时的可靠性、油循环率、能效及成本要求。

具体地，压缩机高速运行时，S过小会导致冷媒排气流速增大，气阀冲击速度增加，气阀可靠性降低，同时压缩机润滑油被排气大量带出压缩机使得油循环率大幅增加，压缩机存在缺油磨损风险。为了有效地解决上述问题，保证压缩机高频运行时满足油循环率、可靠性及成本要求，通过大量仿真及实验测试发现，空调系统的额定制冷量Q确定后，当k值超过2时，V设计偏大，压缩机体积增大，成本增加，不满足小型化低成本设计要求，压缩机油循环率增大，存在缺油磨损的风险。当k值小于1.05时，V设计偏小，压缩机体积小，S也会相应偏小，压缩机运行频率过高，气阀最大冲击速度增大，气阀可靠性降低，Sr过小，压缩机油循环率过高不满足设计要求。

具体地，图5为本发明实施例压缩机气阀最大冲击速度V1、压缩机油循环率趋势及压缩机成本趋势与(V*Sr)/(S*Q)关系曲线，通过实验测试及仿真分析发现当气阀最大冲击速度V1超过12m/s时，气阀经过长期可靠性试验会出现断裂问题，当压缩机排量过小，运行频率过高时，气阀排气速度增大，达到一定限制后气阀断裂出现可靠性问题，同时由于排气流速的增大油循环率大幅上升，存在缺油风险，按照可靠性要求，k最小极值为1.05。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的空调系统包括压缩机10，压缩机10包括转子20，转子20具有至少一个转子流通孔21，至少一个转子流通孔21的流通截面积总和为Sr；压缩机10具有至少一个排气孔30，至少一个排气孔30的气流流通截面积总和为S，压缩机10的排量为V，空调系统的额定制冷量为Q；其中，k＝(V*Sr)/(S*Q)，k≥1.05。当k值小于1.05时，V设计偏小，压缩机体积小，S也会相应偏小，压缩机运行频率过高，气阀最大冲击速度增大，气阀可靠性降低；Sr过小，压缩机油循环率过高；故该空调系统中的k值满足k≥1.05，解决了压缩机性能较差和可靠性较低的问题，并且避免压缩机油循环率过高。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。