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CN111365261A - 多联机空调系统 - Google Patents

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CN111365261A
CN111365261A CN201811595299.4A CN201811595299A CN111365261A CN 111365261 A CN111365261 A CN 111365261A CN 201811595299 A CN201811595299 A CN 201811595299A CN 111365261 A CN111365261 A CN 111365261A
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CN
China
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compressor
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CN201811595299.4A
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刘华
张治平
李宏波
陈玉辉
钟瑞兴
叶文腾
亓静利
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
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Abstract

本发明提供一种多联机空调系统，包括离心式压缩机(100)，所述离心式压缩机(100)包括转子，所述转子的主轴(101)上设有多级叶轮、轴向轴承和径向轴承，所述轴向轴承和径向轴承中的至少一个为气体轴承。提供多级叶轮改善了多联机空调系统的压缩比不高的问题，通过使用气体轴承改善了在转子高转速下的油润滑轴承的温度升高以及摩擦损耗大的问题。

Description

多联机空调系统
技术领域
本发明涉及暖通设备技术领域，尤其涉及多联机空调系统。
背景技术
多联机空调系统由于制冷量覆盖范围广，被广泛应用于家用中央空调、商场、工厂、医院等各类建筑场所。目前多联机空调系统普遍采用压缩机为涡旋压缩机。涡旋压缩机相比离心式压缩机，效率较低。如果将离心式压缩机应用于多联机系统，将明显提升多联机系统的能效。多联机空调系统的工作范围宽，从-30℃到50℃。普通的双级制冷离心压缩机压比通常在5以内。若要将离心压缩机应用于多联机空调系统，需要离心式压缩机的工作压比达到10，这对离心压缩机的设计是一个挑战。应用于多联机空调系统的离心式压缩机冷量小，转速高，如果采用普通的油润滑轴承，轴承温升以及摩擦损耗会很大，影响压缩机运行可靠性。
发明内容
为改善上述技术缺陷，本发明提供一种多联机空调系统包括离心式压缩机，离心式压缩机包括转子，转子的主轴上设有多级叶轮、轴向轴承和径向轴承，轴向轴承和径向轴承中的至少一个为气体轴承。
在一些实施例中，离心式压缩机包括电机，电机布置在主轴的中部，多级叶轮沿着压缩机的进气方向依次设置在主轴上，并且相对于压缩机的电机对称地布置。
在一些实施例中，气体轴承选自以下中的至少一个：动压气体轴承；静压气体轴承；动静压混合轴承。
在一些实施例中，多级叶轮包括邻近压缩机的进气口布置的多个低压级叶轮和邻近压缩机的排气口布置的多个高压级叶轮。
在一些实施例中，多个高压级叶轮和多个低压级叶轮的叶轮数量均为两个。
在一些实施例中，，在电机与高压级叶轮之间设有第一径向空气轴承，在电机与低压级叶轮之间第二径向气体轴承，在第一径向空气轴承和高压级叶轮之间设有轴向止推盘和轴向气体轴承。
在一些实施例中，在多级叶轮中的至少一组两个相邻叶轮之间设有补气口。
在一些实施例中，在多级叶轮中的任意两个相邻叶轮之间均设有补气口。
在一些实施例中，在电机的定子和压缩机的外壳之间设有冷却流道，用于引入来自压缩机的冷媒供给部的冷媒。
在一些实施例中，冷却流道设置在电机的定子和压缩机的外壳中的至少一个上。
在一些实施例中，冷却流道呈螺旋的。
在一些实施例中，冷媒供给部包括多联机空调系统的冷凝器。
在一些实施例中，电机的转子和定子之间的间隙以及轴承与主轴之间的间隙均与冷却流道流体连通。
本发明提供了一种带有离心式压缩机的多联机空调系统。采用了气悬浮轴承技术，改善了高转速下油润滑轴承的温度升高以及摩擦损耗大的问题。通过采用多级叶轮压缩，改善了普通双级制冷压缩机压比低的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的实施例的结构示意图；
图2为图1中的压缩机转子的结构示意图；
图3为图1中的冷媒冷却流道的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图1所示，本发明公开一种带有离心式压缩机100的多联机空调系统，为了简化仅仅示出离心压缩机100，多联机空调系统的其他部分没有示出。
离心式压缩机100包括安装在转子的主轴101上的多级叶轮、轴向轴承、径向轴承和永磁电机102等部件，其中轴向轴承为气体轴承，或者径向轴承为气体轴承，或者轴向轴承和径向轴承都是气体轴承。气体轴承可以选自以下中的至少一个：动压气体轴承；静压气体轴承；动静压混合轴承。
相比普通制冷压缩机，该离心式压缩机采用多级压缩，具有多级叶轮，例如具有四个叶轮，为四级压缩。该压缩机能够达到较高的压比，满足机组在-30℃-50℃的环境中工作。该压缩机采用气体轴承，相比油润滑轴承，气体轴承允许压缩机有更高的转速，轴承发热量小，温升小，轴承摩擦损耗小，气体轴承相比油润滑轴承，摩擦小，温升低，更适合于高转速工作下的转子。
在一些实施例中，如图2所示，离心式压缩机100包括电机102，电机102布置在主轴101的中部，多级叶轮沿着压缩机100的进气方向依次设置在主轴101上，并且相对于压缩机100的电机102对称地布置。
高压级叶轮和低压级叶轮分别布置于主轴101的两端，邻近压缩机100的进气口118布置多个低压级叶轮，邻近压缩机100的排气口119布置多个高压级叶轮，例如数量均为两个，当然也可以为其他数量。电机102位于主轴101的中间位置，电机102与高压级叶轮105和106之间设有第一径向空气轴承111，在电机102与低压级叶轮103和104之间第二径向气体轴承112，在第一径向空气轴承111和高压级叶轮105和106之间设有轴向止推盘113和轴向气体轴承114。
低压级叶轮103和104和高压级叶轮105和106对称地布置于电机102的两端，能够使轴承的受力更加均匀，转子在运行过程中的变形状态更均匀，同时这种布置方式能够最大限度的减小转子主轴的悬臂端的长度，有利于提升转子临界转速。由于气体轴承的刚度比油润滑轴承低，转子临界转速的提升困难，该结构能够提升转子工作过程中的可靠性。
电机102布置于转子的中间位置能够最大限度减小转子端部与电机的距离，由于电机为驱动零件，向转子施加力矩，这种布局方式能够最大限度的减小转子的扭转变形，提升转子的扭转刚度，从而提升转子的可靠性。
在一些实施例中，压缩机100采用四级压缩并且多级补气，压缩机补气能够提升压缩机100的制冷循环效率，从而提升压缩机的机组能效。补气个数可以为一个、两个或者三个。如图3所示，第一补气口201位于一级叶轮103与二级叶轮104之间。连通管道109将二级叶轮104和三级叶轮105流体连通，第二补气口202位于连通管道109上，位于二级叶轮104与三级叶轮105之间。第三补气口203位于三级叶轮105与四级叶轮106之间。并不是每两个叶轮之间一定需要补气，也可以在两个叶轮之间不进行补气。
电机102与轴承在工作中会产生热量，为了保证电机102与轴承的工作可靠性，需要对电机102与轴承进行冷却，相比普通的风冷或者水冷，采用冷媒冷却效果更佳。
如图3所示，在一些实施例中，在电机102的定子1021和压缩机100的外壳107之间设有冷却流道108，用于引入来自压缩机100的冷媒供给部的冷媒。
在一些实施例中，冷却流道108设置在电机102的定子1021和压缩机100的外壳107中的至少一个上。例如冷却流道108呈螺旋的。
在一些实施例中，电机102的转子和定子之间的间隙以及轴承与主轴101之间的间隙均与冷却流道108流体连通。
这样能够保证冷媒冷却电机102与轴承，冷却电机102的冷媒来自冷凝器或者其他高压液态冷媒，经过节流装置后进入电机螺旋流道，螺旋流道设置在电机定子的外表面，保证电机定子的充分冷却。冷却轴承的流体来自于经过叶轮压缩后的流体，流体经过叶轮背后、以及气体结构的间隙流经轴承，带走轴承工作的热量，降低轴承温度。一部分流体经过电机定子与电机转子之间的缝隙，冷却电机转子，所有的流体在电机102出口汇总后流出，完成了对电机102与轴承冷却循环。
以上结合的实施例对于本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种多联机空调系统，包括离心式压缩机(100)，所述离心式压缩机(100)包括转子，所述转子的主轴(101)上设有多级叶轮、轴向轴承和径向轴承，所述轴向轴承和径向轴承中的至少一个为气体轴承。
2.根据权利要求1所述的多联机空调系统，其特征在于，所述离心式压缩机(100)包括电机(102)，所述电机(102)布置在所述主轴(101)的中部，所述多级叶轮沿着所述压缩机(100)的进气方向依次设置在所述主轴(101)上，并且相对于所述压缩机(100)的所述电机(102)对称地布置。
3.根据权利要求1所述的多联机空调系统，其特征在于，所述气体轴承选自以下中的至少一个：动压气体轴承；静压气体轴承；动静压混合轴承。
4.根据权利要求2所述的多联机空调系统，其特征在于，所述多级叶轮包括邻近所述压缩机(100)的进气口(118)布置的多个低压级叶轮和邻近所述压缩机(100)的排气口(119)布置的多个高压级叶轮。
5.根据权利要求4所述的多联机空调系统，其特征在于，所述多个高压级叶轮(105；106)和所述多个低压级叶轮(103；104)的叶轮数量均为两个。
6.根据权利要求4所述的多联机空调系统，其特征在于，在所述电机(102)与所述高压级叶轮之间设有第一径向空气轴承(111)，在所述电机(102)与所述低压级叶轮之间第二径向气体轴承(112)，在所述第一径向空气轴承(111)和所述高压级叶轮之间设有轴向止推盘(113)和轴向气体轴承(114)。
7.根据权利要求1-6中任一所述的多联机空调系统，其特征在于，在所述多级叶轮中的至少一组两个相邻叶轮之间设有补气口。
8.根据权利要求7所述的多联机空调系统，其特征在于，在所述多级叶轮中的任意两个相邻叶轮之间均设有补气口(201；202；203)。
9.根据权利要求2所述的多联机空调系统，其特征在于,在所述电机(102)的定子(1021)和所述压缩机(100)的外壳(107)之间设有冷却流道(108)，用于引入来自所述压缩机(100)的冷媒供给部的冷媒。
10.根据权利要求9所述的多联机空调系统，其特征在于，所述冷却流道(108)设置在所述电机(102)的所述定子(1021)和所述压缩机(100)的所述外壳(107)中的至少一个上。
11.根据权利要求9所述的多联机空调系统，其特征在于，所述冷却流道(108)呈螺旋的。
12.根据权利要求9所述的多联机空调系统，其特征在于，所述冷媒供给部包括所述多联机空调系统的冷凝器。
13.根据权利要求9所述的多联机空调系统，其特征在于，所述电机(102)的转子和定子之间的间隙以及所述轴承与所述主轴(101)之间的间隙均与所述冷却流道(108)流体连通。
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