空调器及其压缩机组件的制作方法
空调器及其压缩机组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及制冷设备领域，尤其是涉及一种空调器及其压缩机组件。
【背景技术】
[0002] 作为HCFC (氢氯氟化碳）例如R22、以及HFC (氢氟化碳）例如R410A或R407C的 替代制冷剂，碳氢制冷剂R290(丙烷）得到业界的广泛关注。然而，将R290用于制冷系统 时，有一个很重要的课题就是其具有高可燃性，中国国家标准GB4706. 32-2012中均有限制 制冷系统的制冷剂充注量的要求。
[0003] 与传统的R410A及R22制冷剂相比，相同能力的R290制冷系统的制冷剂充注量大 幅降低。在旋转式压缩机上，一般会安装有用于气液分离作用的储液器。对于R410A及R22 制冷剂，当制冷系统的能力和制冷剂充注量确定后，可以根据经验数据和经验公式，计算得 到合适的储液器的容积大小，从而可以很快选择合适的储液器，缩短压缩机开发周期，并减 少压缩机试制评价此时，成本较低。
[0004] 然而，由于R290的液态密度与R410A、R22差异很大，并且，对于相同排量的压缩 机，采用R290制冷剂时的制冷能力与R410A、R22相比相对变化很大，再加上制冷系统的制 冷剂充注量有限制要求，因此，无法根据现有的技术来帮助R290压缩机的开发，从而带来 了压缩机开发周期长，研发成本高的问题，并且，如果储液器选择不合适，可能会导致压缩 机出现压缩液态冷媒的情况发生，极端情况下会导致压缩机的失效。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的 在于提出一种用于空调器的压缩机组件，所述用于空调器的压缩机组件的储液器的选择准 确性高，从而提高了采用R290制冷剂的压缩机组件的开发效率。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种具有上述压缩机组件的空调器。
[0007] 根据本发明第一方面实施例的用于空调器的压缩机组件，包括：压缩机，所述压缩 机包括壳体、电机和压缩机构，所述电机和压缩机构均设在所述壳体内，所述电机与所述压 缩机构相连；和储液器，所述储液器设在所述壳体外部，且所述储液器的出口与所述压缩机 构内部连通，所述储液器的容积为V，其中所述V满足：
其中，所述 h。为所述空调器在房间内的安装高度，所述V为采用的制冷剂为R290的所述压缩机的排气 量。
[0008] 根据本发明实施例的用于空调器的压缩机组件，可以保证当R290制冷系统满足 标准要求的制冷剂充注量的限制要求时，储液器能够满足气液分离的使用要求，从而不会 出现压缩机压缩液态制冷剂的情况，提高了压缩机组件的可靠性。另外，采用上述公式可以 帮助压缩机开发人员快速准确地选择合适的储液器，提高了压缩机的开发效率。
[0009] 进一步地，所述V进一步满足：
[0010] 更进一步地，所述V进一步满足：
[0011] 可选地,所述 h。为 0. 6m、I. 0m、I. 8m 或 2. 2m。
[0012] 可选地，所述空调器为壁挂式分体空调器，所述h。为I. 8m。
[0013] 根据本发明第二方面实施例的空调器，包括根据本发明上述第一方面实施例的用 于空调器的压缩机组件。
[0014] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0015] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中 ：
[0016] 图1是根据本发明实施例的用于空调器的压缩机组件的示意图；
[0017] 图2是根据本发明另一个实施例的压缩机组件的示意图；
[0018] 图3是根据本发明实施例的不同的空调器与其收集的液态制冷剂占空调器总充 注的制冷剂的比例的示意图，其中每个空调器中充注的制冷剂为R290。
[0019] 附图标记：
[0020] 100 :压缩机组件；
[0021] 1:压缩机；
[0022] 2:储液器；21 :排气管。
【具体实施方式】
[0023] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"上"、"下"、"左"、"右"、"坚直"、 "水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"轴向"、"径向"、"周向"等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明 的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，"多个"的含义是两个或两个以上。
[0025] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的 普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0026] 下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的用于空调器的压缩机组件100。
[0027] 如图1和图2所示，根据本发明第一方面实施例的用于空调器的压缩机组件100， 包括压缩机1和储液器2。其中，压缩机1可以为旋转式压缩机，但不限于此。
[0028] 压缩机1包括壳体、电机和压缩机构，电机和压缩机构均设在壳体内，电机与压缩 机构相连，当压缩机1运行时，可以对进入到压缩机构的压缩腔内的制冷剂例如R290进行 压缩。储液器2设在壳体外部，且储液器2的出口与压缩机构内部连通。
[0029] 参照图1和图2,储液器2固定在壳体的外周壁上，也就是说，储液器2相对于壳 体是固定不动的，储液器2的入口适于与空调器的制冷系统的回气口相连，储液器2的出口 与压缩机构的压缩腔连通，从而制冷系统中的制冷剂可以通过储液器2的入口进入储液器 2内部，储液器2可以对进入到其内的制冷剂进行气液分离以防止液击，并将气态制冷剂通 过储液器2的出口送至压缩机1内部进行压缩。其中，储液器2可以通过一个出气管21与 压缩腔连通，如图1所示；当然，储液器2也可以通过两个出气管21与压缩腔连通，如图2 所示。
[0030] 储液器2的容积（即储液器2的内部容积）为V，其中V满足：
[0032] 其中，h。为空调器在房间内的安装高度，V为采用的制冷剂为R290的压缩机1的 排气量。这里，需要说明的是，当空调器为空调一体机时，h。为该空调一体机在房间内的安 装高度；当空调器为空调分体机时，空调器包括空调器室内机和空调器室外机，此时h。为空 调器室内机在房间内的安装高度。其中，压缩机1的排气量V(单位 ：cm3/reV)为压缩机构 的活塞每转动一圈，排出的制冷剂的体积。由于空调器的安装高度h。、压缩机1的排气量V 对于本领域的技术人员是可以理解，在此不再详细描述。
[0033] 从而，只要知道压缩机1的排气量V，就可以根据上述公式计算出储液器2的容积 V，从而缩短了压缩机组件100的开发周期，降低了研发成本。
[0034] 进一步地，V进一步满足：
>.更进一步地，V进一步满足：
由此，采用尺寸较大的储液器2,可以有效保证压缩机组件100的 安全性。
[0035] 可选地，h。为0.6m、1.0m、1.8m或2. 2m等。例如当空调器为壁挂式分体空调器时， h。可以为1.8m;当空调器为吊顶式空调器时，h。可以为2. 2m。可以理解，h。的具体数值可 以根据不同类型的空调器而适应性改变，本发明对此不作特殊限定。
[0036] 根据本发明实施例的用于空调器的压缩机组件100,可以保证当R290制冷系统满 足标准要求的制冷剂充注量的限制要求时，储液器2能够满足气液分离的使用要求，从而 不会出现压缩机1压缩液态制冷剂的情况，提高了压缩机组件100的可靠性。另外，采用上 述公式可以帮助压缩机开发人员快速准确地选择合适的储液器2,提高了压缩机1的开发 效率。
[0037] 本发明通过实验数据和理论计算，推导出适合采用R290制冷剂的压缩机组件100 的储液器2的选择方法，以提高压缩机组件100的开发效率。具体过程介绍如下 ：
[0038] 第一点、在中国国家标准GB4706. 32-2012中，R290制冷系统的制冷剂充注量是根 据下面的公式来计算得到的：
[0039] mnax = 2. 5 X (LFL)(5/4) X h〇 X (A)1/2 ?
[0040] 式中：
[0041] mmax :制冷系统中的制冷剂允许最大封入量（kg);
[0042] A:房间面积（m2);
[0043] LFL :R290制冷剂的最低燃烧极限（kg/m3);
[0044] h。：空调器在房间内的安装高度（m)。
[0045] 由此得出，使用R290制冷剂的制冷系统，在不同面积的房间里使用，制冷系统的 最大制冷剂封入量，如下表1所示。
[0046] 表1标准允许的R290制冷系统制冷剂充注量
[0048] 第二点、根据空调行业的经验，用户在选择制冷系统时，可以根据房间的朝向和房 间的面积初步确定所需要的制冷系统的大小，经验数据如下表2所示。
[0049] 表2制冷系统大小（制冷量）选择经验数据
[0051] 根据表2,不同朝向的房间由于受到光照时间等因素的差异，单位面积所需要的制 冷量不同，考虑到本发明所提出的是一种近似方法，目的是为了提高储液器2选择时的准 确率，因此，在本发明中，可以采用平均值来近似计算推导。
[0052] 需要说明的是，表2中的数据是实际使用时对制冷量的需要状况，与使用何种制 冷剂无关，属于广泛适合的经验值。也就是说，表2中的每平米制冷量及其平均值F适用于 R290制冷剂，也适用于R22、R410A等制冷剂。
[0053] 第三点、试制出R290压缩机样机，并将其搭载到R290制冷系统中进行匹配试验， 以了解R290在制冷系统中的性能表现。得到的压缩机样机的排气量 v(cm3/rev)与制冷系 统的制冷能力Q (W)的数据，计算得到单 位排量的R290压缩机1对应的制冷量K，如下表3 所示。
[0054] 表3 R290压缩机排量与系统制冷量的关系
[0056] 根据试验结果，R290压缩机1单位排量的制冷量K约为143W。这里，需要说明的 是，本试验的数据是具有代表性的结果，即在大多数应用情况下，上表3中的数据均适用， 这与本发明所提供的选择方法的目的一致。
[0057] 第四点、需要确定在采用R290制冷剂的制冷系统中，明确在特殊工况下会有多少 制冷剂需要利用储液器2进行气液分离。其中，可以利用带有刻度的收集装置，确认在不同 能力的制冷系统中，收集到的液态制冷剂占制冷系统总充注的制冷剂的比例。图3列出了 五种不同的制冷系统的最大收集到的液态制冷剂量占对应的制冷系统的总充注的制冷剂 量的比值H的结果数据。
[0058] 在图3中，横坐标1-5分别表示五台不同能力大小和能效级别的制冷系统，纵坐标 表示每台制冷系统在使用的各工况下，收集到的最多的液态制冷剂的占比，图中按从小到 大的顺序以由左至右的方式表示。其中，5系统（即图3中位于最右侧的制冷系统）中收集 到的最大的液态制冷剂占系统总充注量的比例H达到了 53%，而1系统（即图3中位于最 左侧的制冷系统）中收集到的最大制冷剂占比H为28 %。
[0059] 也就是说，压缩机1所需要的储液器2容积根据制冷系统的不同而不同，最小的储 液器2容积需要能够容纳总充注量在液态时的28%的容量，最大时只要有53%的容量比例 即可。这样，可以大幅减小储液器2的容积选择范围，提高开发效率。
[0060] 根据以上试验数据和理论分析，特别是第四点中，已经提出了储液器2容积与系 统总充注量的关系。但是，要能够得到更为准确的关系式，还需要研究例如液态制冷剂的密 度变化情况、制冷系统的安装高度变化等因素的影响，从而综合采用更准确的估算公式。
[0061] 下面确定使用的房间面积与压缩机1的排气量V的关系：
[0062] 假定某房间所需要的制冷量为P (W)，使用的压缩机1排气量V (cm3/reV)，则根据 上表3中得到的R290压缩机1单位排量的制冷量K的关系可以得到：
[0063] P = KXv (2)
[0064] 由于K的范围相对较小，在计算时可以直接按平均值K = 143W/(cm3/rev)计算。
[0065] 根据上表2,每平米需要的制冷量F最大值为220W，最小值为150W，F的平均值为 190W，简化按平均值处理，则有：
[0067] 根据公式（1)、（2)、（3)，则得到R290制冷系统允许的制冷剂充注量为：
[0069] 若R290制冷剂的饱和液体密度为P (kg/m3)，则充注到制冷系统的制冷剂体积为 T(m3)，有：
[0071] 根据图3中的回到储液器2的制冷剂与系统充注的制冷剂的比例关系范围，当充 注的制冷剂体积最大时，以最大的比例H计算时，得到需要的储液器2最大容积V (ml)如下 式：
[0073] 当充注的制冷剂体积最小时，以最小的比例H计算时，得到需要的储液器2最小容 积V (ml)如下式：
[0075] 根据制冷剂性质表，查到R290制冷剂饱和液体密度如下表4所示：
[0076] 表4不同温度下R290饱和液体密度
[0078] 在常见的压缩机1的使用温度范围内，当P越大时，根据上式（5)，则充注的制冷 剂的液体体积越小，那么，在相同的回液比例下，储液器2的容积需求也就越小。以保守的 思路来考虑，应选择相对较大的储液器2,以确保安全性；而选择较小的储液器2,则可以降 低成本，减小压缩机1的体积，此时，则应以最大的密度来计算。
[0079] 因此，根据式（6)，当充注的制冷剂体积最大时，以最小的密度P计算时，得到需 要的储液器2最大容积V(ml):
[0081] 当充注的制冷剂体积最小时，以最大的密度P计算时，得到需要的储液器2最小 容积v(ml):
[0083] 若以平均值简化计算，根据表4计算得到平均密度P = 501. 4kg/m3,则得到简化 计算的储液器2容积V的平均下限值要求：
[0085] 另外，目前压缩机1例如旋转式压缩机主要应用在壁挂式分体空调器中，按照表1 的要求，其安装高度h。按I. 8m计算，能够满足当前旋转式压缩机的大多数应用要求。
[0086] 综合以上分析，当R290压缩机1应用于制冷系统中，且该制冷系统满足上述标准 关于制冷剂的充注量限制要求时，可以根据式（8)、（9)、（10)分别得到储液器2容积V(ml) 的选择范围。
[0087] 将相关数据分别代入式（8)、（9)、（10)中，分别得到式（11)、（12)、（13):
[0091] 在式（11)、（12)、（13)中，式（11)给出了具有较大安全性的储液器2选择方案，而 式（12)则给出了最小储液器2时的选择方案，可应用于低成本要求或对压缩机1的储液器 2占用空间有严格要求时的情况，当然，也可应用于系统的制冷剂充注量低于标准要求的限 制值时的情况。按式（13)选择的储液器2方案具有广泛适用的特点。
[0092] 下面参照图1和图2对根据本发明多个实施例的用于空调器的压缩机组件100进 行详细说明。
[0093] 实施例一、
[0094] 如图1所示，旋转式压缩机包括壳体及其围成的内部空间，在壳体的外部设置有 储液器2,储液器2的入口与制冷系统的低压侧换热器（图未示出）相连，储液器2的出口 与设置在旋转式压缩机壳体上的吸气路径相连。
[0095] 由于R290为可燃制冷剂，根据中国国家标准GB4706. 32-2012的规定，使用R290 的制冷系统有制冷剂充注量限制要求，其限制值由公式（1)计算得到。由此，使用R290制 冷剂的制冷系统，在不同的面积房间里使用，制冷系统根据公式（1)可计算出最大制冷剂 充注量限制要求。
[0096] 旋转式压缩机主要应用在壁挂式分体空调系统中，按照表1的要求，其安装高度 h0按I. 8m计算，能够满足当前旋转式压缩机的大多数应用要求，这也与本发明提出的用以 提高旋转式压缩机的开发效率相符。
[0097] 在本实施例中，储液器2具有内部容积V(ml)，压缩机的排量为v(Cm3/re V)，安装 高度h0为I. 8m时，则储液器2的设计容积可根据公式Pl 83.4X▲来选择。可以保证当 制冷系统满足标准要求的制冷剂充注量限制要求时，储液器2能够满足气液分离的使用要 求，旋转式压缩机不会压缩过量液态冷媒，从而保证旋转式压缩机的可靠性。
[0098] 实施例二、
[0099] 在本实施例中，储液器2的设计容积按照公式
来选择，此时，储液器2 相对较小，当对旋转式压缩机的储液器2尺寸有严格要求时，或当制冷系统的制冷剂充注 量较限制值低时，更能满足使用要求，并具有成本低的优点。
[0100] 由于本实施例中的旋转式压缩机的其它结构与实施例一中的旋转式压缩机的相 应结构相同，这里不再赘述。
[0101] 实施例三、
[0102] 在本实施例中，储液器2的设计容积按照公式
来选择，此时，与实施 例一相比，可以减小储液器2尺寸；而与实施例二相比，则具有广泛适用的特点，当制冷系 统的充注量低于标准要求或为了选择更准确的储液器2时可以采用。
[0103] 由于本实施例中的旋转式压缩机的其它结构与实施例一中的旋转式压缩机的相 应结构相同，这里不再赘述。
[0104] 根据本发明第二方面实施例的空调器（图未示出），包括根据本发明上述第一方 面实施例的用于空调器的压缩机组件100。
[0105] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示意性实施例"、 "示例"、"具体示例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结 构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的 示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特 点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0106] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种用于空调器的压缩机组件，其特征在于，包括： 压缩机，所述压缩机包括壳体、电机和压缩机构，所述电机和压缩机构均设在所述壳体 内，所述电机与所述压缩机构相连；和 储液器，所述储液器设在所述壳体外部，且所述储液器的出口与所述压缩机构内部连 通，所述储液器的容积为V，其中所述V满足：其中，所述h。为所述空调器在房间内的安装高度，所述V为采用的制冷剂为R290的所 述压缩机的排气量。2. 根据权利要求1所述的用于空调器的压缩机组件，其特征在于，所述V进一步满足：3. 根据权利要求2所述的用于空调器的压缩机组件，其特征在于，所述V进一步满足：4. 根据权利要求1-3中任一项所述的用于空调器的压缩机组件，其特征在于，所述h。 为 0· 6m、1.0 m、I. 8m 或 2. 2m。5. 根据权利要求4所述的用于空调器的压缩机组件，其特征在于，所述空调器为壁挂 式分体空调器，所述h。为1.8m。6. -种空调器，其特征在于，包括根据权利要求1-4中任一项所述的用于空调器的压 缩机组件。
【专利摘要】本发明公开了一种空调器及其压缩机组件，所述压缩机组件包括：压缩机和储液器，压缩机包括壳体、电机和压缩机构，电机和压缩机构均设在壳体内，电机与压缩机构相连；储液器设在壳体外，且储液器的出口与压缩机构内部连通，储液器的容积为V，V满足：其中，h0为空调器在房间内的安装高度，v为采用的制冷剂为R290的压缩机的排气量。根据本发明实施例的压缩机组件，可以保证当R290制冷系统满足标准要求的制冷剂充注量的限制要求时，储液器能够满足气液分离的使用要求，从而不会出现压缩机压缩液态制冷剂的情况，提高了压缩机组件的可靠性，且可以帮助压缩机开发人员快速准确地选择合适的储液器，提高了压缩机的开发效率。
【IPC分类】F25B31/02
【公开号】CN105485967
【申请号】CN201410483200
【发明人】高斌, 喻继江, 郑立宇
【申请人】广东美芝制冷设备有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月19日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及制冷设备领域，尤其是涉及一种空调器及其压缩机组件。
【背景技术】
[0002] 作为HCFC (氢氯氟化碳）例如R22、以及HFC (氢氟化碳）例如R410A或R407C的 替代制冷剂，碳氢制冷剂R290(丙烷）得到业界的广泛关注。然而，将R290用于制冷系统 时，有一个很重要的课题就是其具有高可燃性，中国国家标准GB4706. 32-2012中均有限制 制冷系统的制冷剂充注量的要求。
[0003] 与传统的R410A及R22制冷剂相比，相同能力的R290制冷系统的制冷剂充注量大 幅降低。在旋转式压缩机上，一般会安装有用于气液分离作用的储液器。对于R410A及R22 制冷剂，当制冷系统的能力和制冷剂充注量确定后，可以根据经验数据和经验公式，计算得 到合适的储液器的容积大小，从而可以很快选择合适的储液器，缩短压缩机开发周期，并减 少压缩机试制评价此时，成本较低。
[0004] 然而，由于R290的液态密度与R410A、R22差异很大，并且，对于相同排量的压缩 机，采用R290制冷剂时的制冷能力与R410A、R22相比相对变化很大，再加上制冷系统的制 冷剂充注量有限制要求，因此，无法根据现有的技术来帮助R290压缩机的开发，从而带来 了压缩机开发周期长，研发成本高的问题，并且，如果储液器选择不合适，可能会导致压缩 机出现压缩液态冷媒的情况发生，极端情况下会导致压缩机的失效。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的 在于提出一种用于空调器的压缩机组件，所述用于空调器的压缩机组件的储液器的选择准 确性高，从而提高了采用R290制冷剂的压缩机组件的开发效率。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种具有上述压缩机组件的空调器。
[0007] 根据本发明第一方面实施例的用于空调器的压缩机组件，包括：压缩机，所述压缩 机包括壳体、电机和压缩机构，所述电机和压缩机构均设在所述壳体内，所述电机与所述压 缩机构相连；和储液器，所述储液器设在所述壳体外部，且所述储液器的出口与所述压缩机 构内部连通，所述储液器的容积为V，其中所述V满足：
其中，所述 h。为所述空调器在房间内的安装高度，所述V为采用的制冷剂为R290的所述压缩机的排气 量。
[0008] 根据本发明实施例的用于空调器的压缩机组件，可以保证当R290制冷系统满足 标准要求的制冷剂充注量的限制要求时，储液器能够满足气液分离的使用要求，从而不会 出现压缩机压缩液态制冷剂的情况，提高了压缩机组件的可靠性。另外，采用上述公式可以 帮助压缩机开发人员快速准确地选择合适的储液器，提高了压缩机的开发效率。
[0009] 进一步地，所述V进一步满足：
[0010] 更进一步地，所述V进一步满足：
[0011] 可选地,所述 h。为 0. 6m、I. 0m、I. 8m 或 2. 2m。
[0012] 可选地，所述空调器为壁挂式分体空调器，所述h。为I. 8m。
[0013] 根据本发明第二方面实施例的空调器，包括根据本发明上述第一方面实施例的用 于空调器的压缩机组件。
[0014] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0015] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中 ：
[0016] 图1是根据本发明实施例的用于空调器的压缩机组件的示意图；
[0017] 图2是根据本发明另一个实施例的压缩机组件的示意图；
[0018] 图3是根据本发明实施例的不同的空调器与其收集的液态制冷剂占空调器总充 注的制冷剂的比例的示意图，其中每个空调器中充注的制冷剂为R290。
[0019] 附图标记：
[0020] 100 :压缩机组件；
[0021] 1:压缩机；
[0022] 2:储液器；21 :排气管。
【具体实施方式】
[0023] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"上"、"下"、"左"、"右"、"坚直"、 "水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"轴向"、"径向"、"周向"等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明 的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，"多个"的含义是两个或两个以上。
[0025] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的 普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0026] 下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的用于空调器的压缩机组件100。
[0027] 如图1和图2所示，根据本发明第一方面实施例的用于空调器的压缩机组件100， 包括压缩机1和储液器2。其中，压缩机1可以为旋转式压缩机，但不限于此。
[0028] 压缩机1包括壳体、电机和压缩机构，电机和压缩机构均设在壳体内，电机与压缩 机构相连，当压缩机1运行时，可以对进入到压缩机构的压缩腔内的制冷剂例如R290进行 压缩。储液器2设在壳体外部，且储液器2的出口与压缩机构内部连通。
[0029] 参照图1和图2,储液器2固定在壳体的外周壁上，也就是说，储液器2相对于壳 体是固定不动的，储液器2的入口适于与空调器的制冷系统的回气口相连，储液器2的出口 与压缩机构的压缩腔连通，从而制冷系统中的制冷剂可以通过储液器2的入口进入储液器 2内部，储液器2可以对进入到其内的制冷剂进行气液分离以防止液击，并将气态制冷剂通 过储液器2的出口送至压缩机1内部进行压缩。其中，储液器2可以通过一个出气管21与 压缩腔连通，如图1所示；当然，储液器2也可以通过两个出气管21与压缩腔连通，如图2 所示。
[0030] 储液器2的容积（即储液器2的内部容积）为V，其中V满足：
[0032] 其中，h。为空调器在房间内的安装高度，V为采用的制冷剂为R290的压缩机1的 排气量。这里，需要说明的是，当空调器为空调一体机时，h。为该空调一体机在房间内的安 装高度；当空调器为空调分体机时，空调器包括空调器室内机和空调器室外机，此时h。为空 调器室内机在房间内的安装高度。其中，压缩机1的排气量V(单位 ：cm3/reV)为压缩机构 的活塞每转动一圈，排出的制冷剂的体积。由于空调器的安装高度h。、压缩机1的排气量V 对于本领域的技术人员是可以理解，在此不再详细描述。
[0033] 从而，只要知道压缩机1的排气量V，就可以根据上述公式计算出储液器2的容积 V，从而缩短了压缩机组件100的开发周期，降低了研发成本。
[0034] 进一步地，V进一步满足：
>.更进一步地，V进一步满足：
由此，采用尺寸较大的储液器2,可以有效保证压缩机组件100的 安全性。
[0035] 可选地，h。为0.6m、1.0m、1.8m或2. 2m等。例如当空调器为壁挂式分体空调器时， h。可以为1.8m;当空调器为吊顶式空调器时，h。可以为2. 2m。可以理解，h。的具体数值可 以根据不同类型的空调器而适应性改变，本发明对此不作特殊限定。
[0036] 根据本发明实施例的用于空调器的压缩机组件100,可以保证当R290制冷系统满 足标准要求的制冷剂充注量的限制要求时，储液器2能够满足气液分离的使用要求，从而 不会出现压缩机1压缩液态制冷剂的情况，提高了压缩机组件100的可靠性。另外，采用上 述公式可以帮助压缩机开发人员快速准确地选择合适的储液器2,提高了压缩机1的开发 效率。
[0037] 本发明通过实验数据和理论计算，推导出适合采用R290制冷剂的压缩机组件100 的储液器2的选择方法，以提高压缩机组件100的开发效率。具体过程介绍如下 ：
[0038] 第一点、在中国国家标准GB4706. 32-2012中，R290制冷系统的制冷剂充注量是根 据下面的公式来计算得到的：
[0039] mnax = 2. 5 X (LFL)(5/4) X h〇 X (A)1/2 ?
[0040] 式中：
[0041] mmax :制冷系统中的制冷剂允许最大封入量（kg);
[0042] A:房间面积（m2);
[0043] LFL :R290制冷剂的最低燃烧极限（kg/m3);
[0044] h。：空调器在房间内的安装高度（m)。
[0045] 由此得出，使用R290制冷剂的制冷系统，在不同面积的房间里使用，制冷系统的 最大制冷剂封入量，如下表1所示。
[0046] 表1标准允许的R290制冷系统制冷剂充注量
[0048] 第二点、根据空调行业的经验，用户在选择制冷系统时，可以根据房间的朝向和房 间的面积初步确定所需要的制冷系统的大小，经验数据如下表2所示。
[0049] 表2制冷系统大小（制冷量）选择经验数据
[0051] 根据表2,不同朝向的房间由于受到光照时间等因素的差异，单位面积所需要的制 冷量不同，考虑到本发明所提出的是一种近似方法，目的是为了提高储液器2选择时的准 确率，因此，在本发明中，可以采用平均值来近似计算推导。
[0052] 需要说明的是，表2中的数据是实际使用时对制冷量的需要状况，与使用何种制 冷剂无关，属于广泛适合的经验值。也就是说，表2中的每平米制冷量及其平均值F适用于 R290制冷剂，也适用于R22、R410A等制冷剂。
[0053] 第三点、试制出R290压缩机样机，并将其搭载到R290制冷系统中进行匹配试验， 以了解R290在制冷系统中的性能表现。得到的压缩机样机的排气量 v(cm3/rev)与制冷系 统的制冷能力Q (W)的数据，计算得到单 位排量的R290压缩机1对应的制冷量K，如下表3 所示。
[0054] 表3 R290压缩机排量与系统制冷量的关系
[0056] 根据试验结果，R290压缩机1单位排量的制冷量K约为143W。这里，需要说明的 是，本试验的数据是具有代表性的结果，即在大多数应用情况下，上表3中的数据均适用， 这与本发明所提供的选择方法的目的一致。
[0057] 第四点、需要确定在采用R290制冷剂的制冷系统中，明确在特殊工况下会有多少 制冷剂需要利用储液器2进行气液分离。其中，可以利用带有刻度的收集装置，确认在不同 能力的制冷系统中，收集到的液态制冷剂占制冷系统总充注的制冷剂的比例。图3列出了 五种不同的制冷系统的最大收集到的液态制冷剂量占对应的制冷系统的总充注的制冷剂 量的比值H的结果数据。
[0058] 在图3中，横坐标1-5分别表示五台不同能力大小和能效级别的制冷系统，纵坐标 表示每台制冷系统在使用的各工况下，收集到的最多的液态制冷剂的占比，图中按从小到 大的顺序以由左至右的方式表示。其中，5系统（即图3中位于最右侧的制冷系统）中收集 到的最大的液态制冷剂占系统总充注量的比例H达到了 53%，而1系统（即图3中位于最 左侧的制冷系统）中收集到的最大制冷剂占比H为28 %。
[0059] 也就是说，压缩机1所需要的储液器2容积根据制冷系统的不同而不同，最小的储 液器2容积需要能够容纳总充注量在液态时的28%的容量，最大时只要有53%的容量比例 即可。这样，可以大幅减小储液器2的容积选择范围，提高开发效率。
[0060] 根据以上试验数据和理论分析，特别是第四点中，已经提出了储液器2容积与系 统总充注量的关系。但是，要能够得到更为准确的关系式，还需要研究例如液态制冷剂的密 度变化情况、制冷系统的安装高度变化等因素的影响，从而综合采用更准确的估算公式。
[0061] 下面确定使用的房间面积与压缩机1的排气量V的关系：
[0062] 假定某房间所需要的制冷量为P (W)，使用的压缩机1排气量V (cm3/reV)，则根据 上表3中得到的R290压缩机1单位排量的制冷量K的关系可以得到：
[0063] P = KXv (2)
[0064] 由于K的范围相对较小，在计算时可以直接按平均值K = 143W/(cm3/rev)计算。
[0065] 根据上表2,每平米需要的制冷量F最大值为220W，最小值为150W，F的平均值为 190W，简化按平均值处理，则有：
[0067] 根据公式（1)、（2)、（3)，则得到R290制冷系统允许的制冷剂充注量为：
[0069] 若R290制冷剂的饱和液体密度为P (kg/m3)，则充注到制冷系统的制冷剂体积为 T(m3)，有：
[0071] 根据图3中的回到储液器2的制冷剂与系统充注的制冷剂的比例关系范围，当充 注的制冷剂体积最大时，以最大的比例H计算时，得到需要的储液器2最大容积V (ml)如下 式：
[0073] 当充注的制冷剂体积最小时，以最小的比例H计算时，得到需要的储液器2最小容 积V (ml)如下式：
[0075] 根据制冷剂性质表，查到R290制冷剂饱和液体密度如下表4所示：
[0076] 表4不同温度下R290饱和液体密度
[0078] 在常见的压缩机1的使用温度范围内，当P越大时，根据上式（5)，则充注的制冷 剂的液体体积越小，那么，在相同的回液比例下，储液器2的容积需求也就越小。以保守的 思路来考虑，应选择相对较大的储液器2,以确保安全性；而选择较小的储液器2,则可以降 低成本，减小压缩机1的体积，此时，则应以最大的密度来计算。
[0079] 因此，根据式（6)，当充注的制冷剂体积最大时，以最小的密度P计算时，得到需 要的储液器2最大容积V(ml):
[0081] 当充注的制冷剂体积最小时，以最大的密度P计算时，得到需要的储液器2最小 容积v(ml):
[0083] 若以平均值简化计算，根据表4计算得到平均密度P = 501. 4kg/m3,则得到简化 计算的储液器2容积V的平均下限值要求：
[0085] 另外，目前压缩机1例如旋转式压缩机主要应用在壁挂式分体空调器中，按照表1 的要求，其安装高度h。按I. 8m计算，能够满足当前旋转式压缩机的大多数应用要求。
[0086] 综合以上分析，当R290压缩机1应用于制冷系统中，且该制冷系统满足上述标准 关于制冷剂的充注量限制要求时，可以根据式（8)、（9)、（10)分别得到储液器2容积V(ml) 的选择范围。
[0087] 将相关数据分别代入式（8)、（9)、（10)中，分别得到式（11)、（12)、（13):
[0091] 在式（11)、（12)、（13)中，式（11)给出了具有较大安全性的储液器2选择方案，而 式（12)则给出了最小储液器2时的选择方案，可应用于低成本要求或对压缩机1的储液器 2占用空间有严格要求时的情况，当然，也可应用于系统的制冷剂充注量低于标准要求的限 制值时的情况。按式（13)选择的储液器2方案具有广泛适用的特点。
[0092] 下面参照图1和图2对根据本发明多个实施例的用于空调器的压缩机组件100进 行详细说明。
[0093] 实施例一、
[0094] 如图1所示，旋转式压缩机包括壳体及其围成的内部空间，在壳体的外部设置有 储液器2,储液器2的入口与制冷系统的低压侧换热器（图未示出）相连，储液器2的出口 与设置在旋转式压缩机壳体上的吸气路径相连。
[0095] 由于R290为可燃制冷剂，根据中国国家标准GB4706. 32-2012的规定，使用R290 的制冷系统有制冷剂充注量限制要求，其限制值由公式（1)计算得到。由此，使用R290制 冷剂的制冷系统，在不同的面积房间里使用，制冷系统根据公式（1)可计算出最大制冷剂 充注量限制要求。
[0096] 旋转式压缩机主要应用在壁挂式分体空调系统中，按照表1的要求，其安装高度 h0按I. 8m计算，能够满足当前旋转式压缩机的大多数应用要求，这也与本发明提出的用以 提高旋转式压缩机的开发效率相符。
[0097] 在本实施例中，储液器2具有内部容积V(ml)，压缩机的排量为v(Cm3/re V)，安装 高度h0为I. 8m时，则储液器2的设计容积可根据公式Pl 83.4X▲来选择。可以保证当 制冷系统满足标准要求的制冷剂充注量限制要求时，储液器2能够满足气液分离的使用要 求，旋转式压缩机不会压缩过量液态冷媒，从而保证旋转式压缩机的可靠性。
[0098] 实施例二、
[0099] 在本实施例中，储液器2的设计容积按照公式
来选择，此时，储液器2 相对较小，当对旋转式压缩机的储液器2尺寸有严格要求时，或当制冷系统的制冷剂充注 量较限制值低时，更能满足使用要求，并具有成本低的优点。
[0100] 由于本实施例中的旋转式压缩机的其它结构与实施例一中的旋转式压缩机的相 应结构相同，这里不再赘述。
[0101] 实施例三、
[0102] 在本实施例中，储液器2的设计容积按照公式
来选择，此时，与实施 例一相比，可以减小储液器2尺寸；而与实施例二相比，则具有广泛适用的特点，当制冷系 统的充注量低于标准要求或为了选择更准确的储液器2时可以采用。
[0103] 由于本实施例中的旋转式压缩机的其它结构与实施例一中的旋转式压缩机的相 应结构相同，这里不再赘述。
[0104] 根据本发明第二方面实施例的空调器（图未示出），包括根据本发明上述第一方 面实施例的用于空调器的压缩机组件100。
[0105] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示意性实施例"、 "示例"、"具体示例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结 构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的 示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特 点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0106] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种用于空调器的压缩机组件，其特征在于，包括： 压缩机，所述压缩机包括壳体、电机和压缩机构，所述电机和压缩机构均设在所述壳体 内，所述电机与所述压缩机构相连；和 储液器，所述储液器设在所述壳体外部，且所述储液器的出口与所述压缩机构内部连 通，所述储液器的容积为V，其中所述V满足：其中，所述h。为所述空调器在房间内的安装高度，所述V为采用的制冷剂为R290的所 述压缩机的排气量。2. 根据权利要求1所述的用于空调器的压缩机组件，其特征在于，所述V进一步满足：3. 根据权利要求2所述的用于空调器的压缩机组件，其特征在于，所述V进一步满足：4. 根据权利要求1-3中任一项所述的用于空调器的压缩机组件，其特征在于，所述h。 为 0· 6m、1.0 m、I. 8m 或 2. 2m。5. 根据权利要求4所述的用于空调器的压缩机组件，其特征在于，所述空调器为壁挂 式分体空调器，所述h。为1.8m。6. -种空调器，其特征在于，包括根据权利要求1-4中任一项所述的用于空调器的压 缩机组件。
【专利摘要】本发明公开了一种空调器及其压缩机组件，所述压缩机组件包括：压缩机和储液器，压缩机包括壳体、电机和压缩机构，电机和压缩机构均设在壳体内，电机与压缩机构相连；储液器设在壳体外，且储液器的出口与压缩机构内部连通，储液器的容积为V，V满足：其中，h0为空调器在房间内的安装高度，v为采用的制冷剂为R290的压缩机的排气量。根据本发明实施例的压缩机组件，可以保证当R290制冷系统满足标准要求的制冷剂充注量的限制要求时，储液器能够满足气液分离的使用要求，从而不会出现压缩机压缩液态制冷剂的情况，提高了压缩机组件的可靠性，且可以帮助压缩机开发人员快速准确地选择合适的储液器，提高了压缩机的开发效率。
【IPC分类】F25B31/02
【公开号】CN105485967
【申请号】CN201410483200
【发明人】高斌, 喻继江, 郑立宇
【申请人】广东美芝制冷设备有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月19日
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