[发明专利]热泵装置

说明书

本发明涉及一种使用涡旋压缩机的热泵装置的空气调节器及冷冻装置。

下文利用图2说明以往的热泵装置。压缩机100、蒸发器210、冷凝器220、膨胀阀230按照图2所示的方式连接在一起。控制装置240是控制压缩机100的转速的例如变换器的电力变换装置。控制装置240在作为热泵的一个例子的空气调节器中，在可变的范围内，根据可变及运转的ON·OFF的控制来调节对压缩机100的转速的控制，使室内温度成为控制目标的设定温度。另外，控制装置240还用来调节膨胀阀230的开度、流向蒸发器210及冷凝器220的通风量。这样的热泵装置进行控制后，能得到进行冷冻循环的控制时所需要的冷冻能力，并在室内温度达到设定温度时对各种控制量进行调节，控制所消耗的电力。

适于这种热泵装置的压缩机有涡旋压缩机，该涡旋压缩机通过将旋转涡旋件和非旋转涡旋件(固定涡旋件)相互组合在一起而形成压缩室，其中旋转涡旋件和非旋转涡旋件都是通过在端板上形成涡卷状的卷而构成的。这种涡旋压缩机在压缩机运转过程中，由压缩室内的压力产生沿着使旋转涡旋件和非旋转涡旋件分离方向的力。针对该分离力，必须形成推压两个涡旋件方向的力。

具体地说，至少在旋转涡旋件和非旋转涡旋件的任何一方上，在端板(或称作镜板)的压缩室的相反一侧设置背面压力区域，把压力流体导入该背面压力区域，在让旋转涡旋件和非旋转涡旋件相互接近的方向上产生力(推压力)。其背面压力的大小通过把该背面压力设计为吸入压力与排出压力之间的中间压力的机构实现，即把该背面压力设计为：吸入压力等的(热泵装置内部的压力)×(常数)+(常数)的中间压力。

作为这种把压力导入背压室的技术已是公知技术，例如特开平7-217557号公报(文献1)及特开昭64-381号公报(文献2)所公开的技术方案。

在文献1中，记载了用管路通过压力调节阀把背压室与吸入侧连接在一起、当压差大于通过初期设定由压力调节旋钮所设定的弹簧力时、打开压力调节阀、使压差成为与弹簧力相抵的压差的方案。

在文献2中，记载了设定两个把旋转涡旋件的背面区域划分成同心圆状的压力区域、通过把高压导入内侧区域、根据条件把低压或高压的压力导入外侧区域、从而改变推压力的方案。

在上述文献1中，一旦背压室的压力成为与吸入压力对应的能和设定的弹簧力相抵的压力时，即背压室的压力为吸入压力加克服弹簧力的压力，这使吸入压力与背压室压力的关系一定，得不到更合适的压力。

另外，在文献2中，根据高低压差对背压室外侧区域的压力进行两极切换，高压与低压是什么样的压力并不明确，因而背压室的平均压力只有两种类型，与文献1一样得不到合适的压力。

因此，本发明的目的是提供一种能使背压室的压力成为合适的压力的热泵装置。

为了完成上述目的，本发明提供一种热泵装置，该热泵装置包括：涡旋压缩机、热交换器和膨胀装置，所述的涡旋压缩机具有在端板上形成涡卷状卷的旋转涡旋件、在端板上形成涡卷状卷的非旋转涡旋件、以及把压力导入该旋转涡旋件或非旋转涡旋件的压缩室相反一侧的背压室，该热泵装置还包括用于检测热泵装置或涡旋压缩机的电力消耗的装置和根据该检测装置的输出而增减上述背压室的压力的装置。

附图简介

图1是本发明热泵装置的构成图；

图2是以往热泵装置的构成图；

图3是背面压力与压缩电力消耗的关系示意图；

图4是背面压力控制的算法示意图；

图5是背面压力控制的算法示意图；

图6表示背面压力控制结构的实施例；

图7是表示背面压力控制结构的实施例；

图8是表示背面压力控制结构的实施例；

图9是表示背面压力控制结构的实施例；

图10是表示背面压力控制结构的实施例；

图11是表示背面压力控制结构的实施例；

图12是表示背面压力控制结构的实施例；

图13是表示背面压力控制结构的实施例；

图14是表示背面压力控制结构的实施例；

图15是表示背面压力控制结构的实施例；

图16是表示背面压力控制结构的实施例；

图17是表示背面压力控制结构的实施例；

图18是表示背面压力控制结构的实施例；

图19是进行容量控制的压缩机例子的示意图；

图20是容量控制时的PV曲线图；

图21是容量控制时压缩室内压力的分布示意图；

图22是压力比控制时的PV曲线图；

图23是压力比控制时的压缩室内压力的分布示意图。