科创中国
带有三级补气的滚动转子压缩机及空调系统
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-11-30 21:55:46
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 孙裕坤 | 2022-11-30 21:55:47
目前，滚动转子压缩机广泛应用于家用空调领域，它具有效率高、灵活、轻便的优点。但是，当滚动转子压缩机应用于低温制热工况时，会出现以下问题：(1)压缩机吸气比容增加，导致制冷剂循环流量减少，制热量衰减；(2)压比增大导致压缩功增加；(3)低温下压缩机压比增加导致压缩过程中制冷剂泄漏量增加，降低了压缩机的容积效率和等熵效率。滚动转子压缩机在低温环境下遇到的上述问题限制了其在北方寒冷地区和严寒地区的推广应用。为了改进滚动转子压缩机在低温工况下的系统性能，通常采用压缩中间补气技术，在两个串联压缩机或者两个转子中间的连接管上进行补气，称为双级压缩中间补气。中间补气技术能够增加冷凝器质量流量，使系统的制热量得到了有效提升，已经成为解决较低外温工况下空气源热泵性能衰减的重要技术途径。双级压缩形式将补气口设置在两个压缩腔之间，每个压缩腔排气口均设置排气单向阀。这一结构降低了单个压缩腔的吸排气压比，因此，在大压比工况下，压缩过程的制冷剂泄露量得以大幅降低，压缩机效率得以提升，但压缩过程的两次排气过程导致排气损失增加；在小压比运行工况下，其效率要低于单转子压缩机。此外，双级转子压缩机中的两个压缩腔固定的吸气容积比导致其在变工况时不能保持最佳效率。此外，一次中间补气并不能实现最大程度的压缩机效率的提升。
本项目提供了一种带有三级补气的滚动转子压缩机及空调系统，滚动转子压缩机包括第一级压缩单元(10)和第二级压缩单元(20)以及补气装置，第一级压缩单元(10)和第二级压缩单元(20)均包括气缸、端板、滚动转子和滑板，每个气缸上设有进气口和排气口，补气装置分别设置在第二级压缩单元(20)、第一级压缩单元(10)和第二级压缩单元(20)之间的管路及第一级压缩单元(10)上，以增加制冷剂流量和降低制冷剂温度。本发明的技术方案有效提升压缩机制冷剂循环量，降低了压缩过程的制冷剂温度，提升了压缩机效率。
本项目可在我国北方地区采暖热泵中广泛使用。
研究团队长期以来持续在高效空调、热泵系统方向开展研究工作。研究核心包括高效压缩机、新型制冷剂、新型调整策略、新型系统设计方法等。
本项目补气装置分别对第二级压缩单元 、第一级压缩单 元和第二级压缩单元之间的管路及第 一级压缩单元中的制冷剂进行增加和降温 ，实现了三级补气 ，补气量更大，充分发挥了中间补气的最大潜力，提升效率 。并且对所在处的制冷剂进行降温 ，进而降低压缩机出口的排气温度，保证压缩单元能够安全工作。相对于传统两级压缩转子压缩机，该技术能显著提升超低温环境的制热性能。同时，避免了使用三级等以上的压缩形式，明显减低压缩机体积和成本。
技术已经完成实验室样机验证。接下来，需要开展工程样机的研制及规模性能及可靠性验证。最后推向市场。
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