一种涡旋压缩机及空调系统

技术领域

本发明实施例涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种涡旋压缩机及空调系统。

背景技术

目前，空气源热泵在冬季寒冷地区使用时，通常是选用单机补气增焓涡旋压缩机或单机双级涡旋压缩机。

现有的单机补气增焓涡旋压缩机，在低环境温度制热的工况下，受补气方式的影响，在环境温度低于零下12℃时，其能效会急剧下降，当环境温度降至零下25℃时，由于压缩比过大，机组无法运行，而采用单机双级涡旋压缩机，基于其双级压缩的结构特点能够分担高低压比，允许较大的设计压比，补气量大且补气腔体大，压缩机抗液击能力强，单机双级涡旋压缩机可以在超低环境温度的工况下正常运行，同时其补气量大，低环境温度制热时也可保证高效运行，解决了传统单机补气增焓涡旋压缩机低环境温度制热衰减大、能效差的问题。

然而，由于单机双级涡旋压缩机的设计压比较大，在高环境温度制冷的工况下，压缩机实际工作压比要小于设计压比，因此会导致压缩机输出压力大于所需压力，从而导致压缩机部分所做功为无用功，能效降低，在高环境温度制冷的工况下，单机双级涡旋压缩机与单机补气增焓涡旋压缩机相比，能效劣势明显。

发明内容

本发明实施例提供一种涡旋压缩机及空调系统，以解决现有单机涡旋压缩机无法兼顾在低环境温度制热的工况下高能效制热，以及在高环境温度制冷的工况下高能效制冷的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种涡旋压缩机，所述涡旋压缩机包括：固定盘，电磁线圈，离合滑块，静涡旋盘，动涡旋盘和调节涡旋盘；

所述静涡旋盘与所述固定盘固定连接；所述动涡旋盘与所述静涡旋盘铰接；

所述调节涡旋盘设置在所述固定盘与所述动涡旋盘之间，所述离合滑块穿设于所述调节涡旋盘；

所述电磁线圈与所述固定盘固定连接，所述离合滑块设置有磁铁，所述电磁线圈用于带动所述离合滑块与所述动涡旋盘卡接，或，带动所述离合滑块与所述固定盘卡接；

在所述离合滑块与所述动涡旋盘卡接的情况下，所述动涡旋盘与所述调节涡旋盘同步转动；

在所述离合滑块与所述固定盘卡接的情况下，所述动涡旋盘与所述调节涡旋盘相对转动。

可选地，所述离合滑块具有环形柱状结构，且所述环形柱状结构与所述电磁线圈同轴设置；

所述调节涡旋盘沿周向设置有第一通孔，所述环形柱状结构沿轴向设置有第一凸起结构，所述第一凸起结构穿设于所述第一通孔。

可选地，所述动涡旋盘设置有第一凹槽结构；

在所述离合滑块与所述动涡旋盘卡接的情况下，所述第一凹槽结构与所述第一凸起结构凹凸配合。

可选地，所述固定盘设置有第二凸起结构，所述离合滑块设置有第二凹槽结构；

在所述离合滑块与所述固定盘卡接的情况下，所述第二凹槽结构与所述第二凸起结构凹凸配合。

可选地，所述固定盘的内壁沿周向设置有第三凹槽结构，所述电磁线圈嵌设于所述第三凹槽结构，其中，所述固定盘的内壁为设置有所述调节涡旋盘的腔体表面。

可选地，所述固定盘的周向设置有第二通孔；所述固定盘的轴向设置有第三通孔。

可选地，所述涡旋压缩机还包括：单向阀；

所述单向阀设置在所述第三通孔处，且与所述固定盘固定连接；所述单向阀用于排出压缩空气。

可选地，所述涡旋压缩机还包括：电机；

所述电机的输出轴与所述动涡旋盘固定连接。

可选地，所述涡旋压缩机还包括：轴承；

所述轴承的内圈与所述电机的输出轴固定连接，所述轴承的外圈与所述静涡旋盘固定连接。

本发明实施例还提供了一种空调系统，所述空调系统包括上述任一项所述的涡旋压缩机。

本发明实施例提供的一种涡旋式压缩机及空调系统，由于电磁线圈可以带动离合滑块与动涡旋盘卡接，使得调节涡旋盘与动涡旋盘之间无相对转动，当动涡旋盘转动时，调节涡旋盘随动涡旋盘同步转动，此时，由动涡旋盘与静涡旋盘之间形成的第一压缩部进行制冷剂的压缩工作，涡旋压缩机为一级压缩，在高环境温度制冷的工况下，能够满足使用需求，同时还能够保证高能效；电磁线圈还可以带动离合滑块与固定盘卡接，使得调节涡旋盘与固定盘之间无相对转动，当动涡旋盘转动时，动涡旋盘可以相对调节涡旋盘转动，此时，在动涡旋盘与静涡旋盘之间形成的第一压缩部进行制冷剂压缩工作的同时，由动涡旋盘与调节涡旋盘之间形成的第二压缩部也能够对制冷剂进行压缩工作，使得经第一压缩部压缩后的制冷剂能够进入第二压缩部被继续压缩，涡旋压缩机为二级压缩，在低环境温度制热的工况下，能够满足使用需求，同时还能够保证高能效，进而实现单机涡旋压缩机兼顾在低环境温度制热的工况下高能效制热，以及在高环境温度制冷的工况下高能效制冷的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种涡旋压缩机的结构示意图；

图2是本发明实施例的一种涡旋压缩机的制冷剂气体流向示意图；

图3是本发明实施例的一种涡旋压缩机的局部放大图；

图4是本发明实施例的一种涡旋压缩机离合滑块与动涡旋盘卡接的示意图；

图5是本发明实施例的一种涡旋压缩机离合滑块与固定盘卡接的示意图；

图6是本发明实施例的一种离合滑块的结构示意图。

附图标记说明：

10-固定盘，101-第二凸起结构，102-第三凹槽结构，20-电磁线圈，30-离合滑块，301-第一凸起结构，302-第二凹槽结构，40-静涡旋盘，50-动涡旋盘，501-第一凹槽结构，60-调节涡旋盘，70-轴承，80-电机，90-单向阀，11-进气管，12-排气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种涡旋压缩机，所述涡旋压缩机包括：固定盘10，电磁线圈20，离合滑块30，静涡旋盘40，动涡旋盘50和调节涡旋盘60；所述静涡旋盘40与所述固定盘10固定连接；所述动涡旋盘50与所述静涡旋盘40铰接；所述调节涡旋盘60设置在所述固定盘10与所述动涡旋盘50之间，所述离合滑块30穿设于所述调节涡旋盘60；所述电磁线圈20与所述固定盘10固定连接，所述离合滑块30设置有磁铁，所述电磁线圈20用于带动所述离合滑块30与所述动涡旋盘50卡接，或，带动所述离合滑块30与所述固定盘10卡接；在所述离合滑块30与所述动涡旋盘50卡接的情况下，所述动涡旋盘50与所述调节涡旋盘60同步转动；在所述离合滑块30与所述固定盘10卡接的情况下，所述动涡旋盘50与所述调节涡旋盘60相对转动。

参见图1和图3，动涡旋盘50与静涡旋盘40之间形成有第一压缩部，制冷剂可以通过涡旋压缩机的进气管11进入第一压缩部，动涡旋盘50可以相对静涡旋盘40转动，使得第一压缩部的腔体容积发生变化，对进入腔体的制冷剂进行压缩后排出到涡旋式压缩机筒体设有的通道中，完成一级压缩。

调节涡旋盘60设置在动涡旋盘50与固定盘10之间，动涡旋盘50与固定盘10可以约束调节涡旋盘60沿动涡旋盘50转动轴线方向的窜动，在实际应用中，在调节涡旋盘60与动涡旋盘50接触的位置可以设置弹性件，以保证调节涡旋盘60与动涡旋盘50形成腔体的密封性能。

在高环境温度制冷的工况下，电磁线圈20可以通过电流控制磁极变化，排斥离合滑块30，带动离合滑块30与动涡旋盘50卡接，由于离合滑块30穿设于调节涡旋盘60，同时离合滑块30与动涡旋盘50卡接，可以约束调节涡旋盘60，使调节涡旋盘60与动涡旋盘50无相对转动，当动涡旋盘50转动时，通过离合滑块30可以带动调节涡旋盘60同步转动，即调节涡旋盘60与动涡旋盘50形成了一个整体，此时，由动涡旋盘50与静涡旋盘40之间形成的第一压缩部压缩制冷剂做功，涡旋压缩机为一级压缩。

在低环境温度制热的工况下，电磁线圈20可以通过电流控制磁极变化，吸附离合滑块30，带动离合滑块30与固定盘10卡接，由于离合滑块30穿设于调节涡旋盘60，同时离合滑块30与固定盘10卡接，可以约束调节涡旋盘60，使调节涡旋盘60与固定盘10无相对转动，当动涡旋盘50转动时，动涡旋盘50与调节涡旋盘60具有相对转动，此时，由动涡旋盘50与调节涡旋盘60之间形成的第二压缩部的腔体容积发生变化，可以对进入腔体的制冷剂进行压缩，使得经第一压缩部压缩后的制冷剂能够进入第二压缩部被继续压缩，实现制冷剂的二级压缩。

本发明实施例提供的涡旋压缩机能够在低环温制热时双级压缩，提供大补气量，满足高能效需求，经试验证明，在7℃环境工况下制热COP(Coefficient Of Performance性能系数)可达3.6，在零下12℃环境工况下制热COP可达2.85，优于单机双级涡旋压缩机在同样工况下的COP值，且在零下35℃环境工况下，能够实现稳定制热；同时，在高环温制冷的工况下，COP可达3.1，能够实现兼顾在低环境温度制热的工况下高能效制热，以及在高环境温度制冷的工况下高能效制冷的优点。

参见图2，固定盘10可以设置有圆形通气孔，经过一级压缩的制冷剂经由圆形通气孔进入动涡旋盘50和调节涡旋盘60组成的第二压缩部，经过第二压缩部二级压缩的制冷剂可以依次经由固定盘10的排气孔、涡旋压缩机排气管12后排出压缩机，完成系统的压缩循环。

本发明实施例提供的一种涡旋式压缩机，由于电磁线圈20可以带动离合滑块30与动涡旋盘50卡接，使得调节涡旋盘60与动涡旋盘50之间无相对转动，当动涡旋盘50转动时，调节涡旋盘60随动涡旋盘50同步转动，此时，由动涡旋盘50与静涡旋盘40之间形成的第一压缩部进行制冷剂的压缩工作，涡旋压缩机为一级压缩，在高环境温度制冷的工况下，能够满足使用需求，同时还能够保证高能效；电磁线圈20还可以带动离合滑块30与固定盘10卡接，使得调节涡旋盘60与固定盘10之间无相对转动，当动涡旋盘50转动时，动涡旋盘50可以相对调节涡旋盘60转动，此时，在动涡旋盘50与静涡旋盘40之间形成的第一压缩部进行制冷剂压缩工作的同时，由动涡旋盘50与调节涡旋盘60之间形成的第二压缩部也能够对制冷剂进行压缩工作，使得经第一压缩部压缩后的制冷剂能够进入第二压缩部被继续压缩，涡旋压缩机为二级压缩，在低环境温度制热的工况下，能够满足使用需求，同时还能够保证高能效，进而实现单机涡旋压缩机兼顾在低环境温度制热的工况下高能效制热，以及在高环境温度制冷的工况下高能效制冷的优点。

在本发明实施例中，所述离合滑块30具有环形柱状结构，且所述环形柱状结构与所述电磁线圈20同轴设置；所述调节涡旋盘60沿周向设置有第一通孔，所述环形柱状结构沿轴向设置有第一凸起结构301，所述第一凸起结构301穿设于所述第一通孔。

参见图6，离合滑块30具有环形柱状结构，该环形柱状结构中间空心部分可以套装有调节涡旋盘60，调节涡旋盘60轴向可以设置有第一通孔，该第一通孔的轴线可以基本上平行于调节涡旋盘60的轴线设置，离合滑块30的第一凸起结构301穿过第一通孔，进而通过约束离合滑块30实现对调节涡旋盘60的约束，结构简单，安全可靠。

在实际应用中，在环形柱状结构垂直其轴线的端面上，第一凸起结构301可以沿环形柱状结构的周向均匀对称布置，例如，沿周向可以设置有八个第一凸起结构301，八个第一凸起结构301可以关于环形柱状结构的轴线中心对称设置，即，相邻第一凸起结构301所对中心角相等，结构简单，便于加工，还能保证离合滑块30与调节涡旋盘60之间运动传递的可靠性与稳定性。第一凸起结构301可以为柱状结构，例如，三棱柱、圆柱、长方体等，本发明实施例对此不做限制。

在本发明实施例中，所述动涡旋盘50设置有第一凹槽结构501；在所述离合滑块30与所述动涡旋盘50卡接的情况下，所述第一凹槽结构501与所述第一凸起结构301凹凸配合。

参见图4，离合滑块30的第一凸起结构301穿设于调节涡旋盘60，在离合滑块30与动涡旋盘50卡接的情况下，该第一凸起结构301可以与动涡旋盘50的第一凹槽结构501凹凸配合，通过凹凸配合的该结构，动涡旋盘50可以将运动传递给离合滑块30，进而通过离合滑块30，将运动传递给调节涡旋盘60，结构简单，安全可靠。

需要注意的是，在电磁线圈20排斥离合滑块30的过程中，离合滑块30可能存在未卡入动涡旋盘50的情况，此时，随着动涡旋盘50的旋转，离合滑块30的第一凸起结构301可以划入第一凹槽结构501，实现离合滑块30与动涡旋盘50的成功卡接。

在实际应用中，离合滑块30的第一凸起结构301朝向动涡旋盘50的端面也可以设有凹槽部，动涡旋盘50可以设有凸起部，该凹槽部可以与凸起部凹凸配合，实现离合滑块30与动涡旋盘50的卡接。

在本发明实施例中，所述固定盘10设置有第二凸起结构101，所述离合滑块30设置有第二凹槽结构302；在所述离合滑块30与所述固定盘10卡接的情况下，所述第二凹槽结构302与所述第二凸起结构101凹凸配合。

参见图5，第二凹槽结构302与第二凸起结构101凹凸配合，通过凹凸配合的该结构，固定盘10可以约束调节涡旋盘60沿周向的转动，当动涡旋盘50转动时，可以实现动涡旋盘50与调节涡旋盘60的相对转动，进而实现第二压缩部压缩制冷剂做功，结构简单，安全可靠。

在本发明实施例中，所述固定盘10的内壁沿周向设置有第三凹槽结构102，所述电磁线圈20嵌设于所述第三凹槽结构102，其中，所述固定盘10的内壁为设置有所述调节涡旋盘60的腔体表面。

参见图4和图5，电磁线圈20嵌设于第三凹槽结构102，通过控制电磁线圈20的电流，可以控制电磁线圈20的磁极变化，实现对离合滑块30的排斥与吸附，结构简单，功能可靠，还可以避免对压缩机内部腔体密封性能造成影响。

在本发明实施例中，所述固定盘10的周向设置有第二通孔；所述固定盘10的轴向设置有第三通孔。

参见图2，可以在固定盘10周向设置第二通孔用于将第一压缩部压缩后的气体导入第二压缩部继续压缩做功，或者将第一压缩部压缩后的气体经过第二压缩部排出；固定盘10的轴向设置有第三通孔，第三通孔可以将压缩后的气体导通至压缩机的排气腔体，结构简单，便于实现。

在本发明实施例中，所述涡旋压缩机还包括：单向阀90；所述单向阀90设置在所述第三通孔处，且与所述固定盘10固定连接；所述单向阀90用于排出压缩空气。在第三通孔处设置单向阀90，可以避免排气腔体中的压缩气体经由第三通孔再次进入压缩部，结构简单，便于实现。

在本发明实施例中，所述涡旋压缩机还包括：电机80；所述电机80的输出轴与所述动涡旋盘50固定连接。通过电机80可以驱动动涡旋盘50转动，实现涡旋压缩机的压缩功能，结构简单，便于实现。

在本发明实施例中，所述涡旋压缩机还包括：轴承70；所述轴承70的内圈与所述电机80的输出轴固定连接，所述轴承70的外圈与所述静涡旋盘40固定连接。通过在静涡旋盘40与电机80的输出轴之间设置轴承70，可以使第一压缩部压缩后的气体经由轴承70内外圈之间的间隙排入压缩机通体的通道中，同时，还能够保证电机80输出轴运动的可靠性与稳定性。

本发明实施例还提供了一种空调系统，所述空调系统包括上述的涡旋压缩机。

本发明实施例提供的一种空调系统，由于电磁线圈20可以带动离合滑块30与动涡旋盘50卡接，使得调节涡旋盘60与动涡旋盘50之间无相对转动，当动涡旋盘50转动时，调节涡旋盘60随动涡旋盘50同步转动，此时，由动涡旋盘50与静涡旋盘40之间形成的第一压缩部进行制冷剂的压缩工作，涡旋压缩机为一级压缩，在高环境温度制冷的工况下，能够满足使用需求，同时还能够保证高能效；电磁线圈20还可以带动离合滑块30与固定盘10卡接，使得调节涡旋盘60与固定盘10之间无相对转动，当动涡旋盘50转动时，动涡旋盘50可以相对调节涡旋盘60转动，此时，在动涡旋盘50与静涡旋盘40之间形成的第一压缩部进行制冷剂压缩工作的同时，由动涡旋盘50与调节涡旋盘60之间形成的第二压缩部也能够对制冷剂进行压缩工作，使得经第一压缩部压缩后的制冷剂能够进入第二压缩部被继续压缩，涡旋压缩机为二级压缩，在低环境温度制热的工况下，能够满足使用需求，同时还能够保证高能效，进而实现单机涡旋压缩机兼顾在低环境温度制热的工况下高能效制热，以及在高环境温度制冷的工况下高能效制冷的优点。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。