CN1348064A - 具有连续功率调节的涡旋机器 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于涡旋型压缩机的、改进过的连续功率调节系统,在该系统中,电磁阀组件的阀体固定到密封壳体的内壁上,致动线圈安装在外表面上。致动线圈包括柱塞/阀件,该柱塞/阀件与设置在阀体上的通道配合,从而有选择地致动使用压缩流体的功率调节装置。这种结构提供了这样的优点,全部流体压力管路设置在密封壳体内,因此可以防止潜在的损坏,电磁线圈容易改变/更换从而提供不同的、可得到的工作电压和/或不正常工作,在最后焊接外壳之前,该系统容易测试。致动线圈通过脉冲宽度调制来控制,从而在需要卸载的时期期间内减少了压缩机的负载需求。

Description

具有连续功率调节的涡旋机器

技术领域

本发明总的来说涉及涡旋压缩机，更加具体地说，涉及这种压缩机的延迟吸入型的连续功率调节系统。

背景技术

通用的夏天高峰需求限制控制在历史上是驱动需求，而该驱动需求落后于制冷压缩机的卸载需要。卸载所使用的传统方法使室内恒温器大约每隔15分钟执行空气调节系统的开/关负载循环。这种方法的缺点是，执行这个系统的控制和通信硬件费用高于需方控制的节省，并且由于关闭循环较长，因此这个系统所提供的舒适性变差了。另一个通用的方法是变速空气调节系统，这些调节系统可以使功率连续地向下调节到大约功率的75％-80％。但是，不仅速度变换器较贵，而且它们还由于谐振荡而减少了功率供给质量，因此失去了通用的固有利益。使用两速或者反向马达的两级压缩机是另一种选择，但是这些系统只具有有限的功率，因为在速度改变之间马达不得不关闭1-2分钟来确保可靠性。实现这种卸载的一种可能性是使用功率调节压缩机。

为了实现制冷压缩机的功率调节，因此产生了各种各样的系统，它们中的大多数延迟由涡卷件所限制出的运动流体腔的初始密封位置。在一种形式中，这些系统通常采用一对排出通道，这些排出通道在吸入压力和最外一对运动流体腔之间连通。典型地，这些通道在外罩的外端的密封位置的360度内通到运动流体腔中。一些系统为每个这样的排出通道采用了独立的阀件。这些阀件用来同时工作，从而确保了两个流体腔之间的压力平衡。其它系统采用了辅助通道来使两个排出通道处于流体连通，因此可以使用一个阀来控制功率调节。

最近，产生了一种用于延迟吸入型的涡旋压缩机的功率调节系统，在该系统中，阀环可移动地支撑在非轨道运行的涡卷件上。设置了致动活塞，该活塞进行工作从而使阀环相对于非轨道运行的涡卷件进行旋转，从而可以有选择地打开和关闭一个或者多个排出通道，这些排出通道与所选择出来的运动流体腔处于连通之中，从而使这些腔与吸口相通。安装有这种功率调节系统的涡旋形的压缩机公开在美国专利No.5678985和6123517中，这些专利的内容在这里引入以作参考。在这些功率调节系统中，致动活塞通过流体压力来工作，而该流体压力由电磁阀来控制。在这种设计的一个变形中，电磁阀和流体压力供给和排出管路设置在压缩机壳体的外部。在这种设计的另一个变形中，电磁阀设置在压缩机壳体的外部，但是流体压力供给和排出管路设置在压缩机壳体的内部中。

发明内容

本发明的目的是解决需求限制控制和系统的舒适性和可靠性之间的难题。上述功率调节系统提供了两级涡旋压缩机，该压缩机可使用螺线管机构进行卸载从而工作在接近65％的功率上。这种螺线管机构可以通过室内恒温器来直接致动，或者它可以通过系统控制模块来致动。如果希望的话，接近65％的这种较小的功率状态实际上可以是不同的百分比。螺线管可以可靠地“飞速接通”(switch on the fly)，因此通过脉冲宽度调制控制可以在小功率(即65％)和全功率(100％)之间提供连续功率控制，因此在高峰需求减少(peakdemand reduction)和舒适性之间提供了较好的平衡。

本发明的控制方案包括两级压缩机，该压缩机具有整体卸载螺线管和脉冲宽度调制(PWM)控制模块，该控制模块具有软件逻辑，该软件逻辑根据外部通用的通信信号、恒温器信号和室外环境温度控制螺线管的负载-循环。还根据负载传感器来控制负载-循环，该传感器可以是设置在A/C系统内的温度、压力、电压传感器或者是电流传感器，该A/C系统显示压缩机的最大负载工作条件。压缩机马达在螺线管的负载循环期间保持连续通电。此外，蒸发器和冷凝器风扇速度还与压缩机的负载循环成比例地相应减少，从而使舒适性和系统效率达到最大。

结合附图的后面描述和附加的权利要求使本发明的其它优点和特征变得显而易见。

附图说明

在示出了目前用来实现本发明的最佳模式的附图中：

图1是安装有本发明的连续功率调节系统的涡旋形压缩机的局部剖视图；

图2是图1的压缩机的局部视图，它示出了处于关闭或者未调节的位置上的阀环；

图3是图1所示的压缩机的平面视图，其中外壳的顶部被拆下了；

图4是示出了一部分改进阀环的放大视图；

图5是安装在图1的压缩机中的阀环的透视图；

图6和7是图4的阀环的剖视图，这些剖面各自是沿着线6-6和7-7所截取的；

图8是局部剖视图，它示出了形成图1压缩机的一部分的涡卷组件，该剖面是沿着线8-8截取的。

图9是安装在图1压缩机中的致动组件的放大详细视图；

图10是图1压缩机的透视图，其中外壳的一些部分被断开；

图11是图1压缩机的局部剖视图；它示出了设置在非轨道运动的涡卷中的增压流体供给通道；

图12是安装在图1的压缩机中的电磁阀组件的放大剖视图；

图13是与图12相同的视图，但是它示出了改进过的电磁阀组件；

图14是与图9相同的视图，但是它示出了改进过的致动组件，该致动组件适合与图13的电磁阀组件一起使用；

图15是与图12和13相同的视图，但是它示出了本发明的电磁阀组件的另一个实施例；及

图16是示意图，它示出了本发明的连续功率控制系统的控制结构。

具体实施方式

现在参照附图，在这些附图中，相同标号在许多图中表示相同或者相应的零件，在图1中示出了通常用10来表示的、密封的涡旋式制冷压缩机，该压缩机安装有本发明的连续功率调节系统。

压缩机10是美国专利No.4767293所公开的那种，该专利是1988年8月30日公开的并且转让给本申请的受让人，该专利的公开内容在这里引入以作参考。压缩机10包括密封外壳12，在该外壳12内设置着轨道运行和非轨道运行的涡卷件14和16，每个涡卷件包括直立交替的螺旋形外罩18和20，这些外罩限制出运动流体腔22、24，当它们从涡卷件14和16的外边缘向内移动时，这些腔的尺寸大小逐渐减少。

设置了主支承壳体26，该壳体26由外壳12来支撑并且可移动地轨道运行的涡卷件14从而相对于非轨道运行的涡卷件16进行相对的轨道运动。非轨道运行的涡卷件16由主支承壳体26进行支撑并且固定到主支承壳体26上，从而相对于它以美国专利No.5407335所公开的合适方式来进行有限的轴向运动，该美国专利于1995年4月18日公布，并且转让给本申请的受让人，该专利的内容在这里引入以作参考。

驱动轴28由主支承壳体26可旋转地支撑，并且包括偏心销30，该销在上端可驱动地连接到轨道运行的涡卷件14上。马达转子32固定到驱动轴28的下端上并且与定子34配合，该定子34由外壳12支撑到可旋转的驱动轴28上。

外壳12包括一消音板36，该消音板36把它的内部分成处于基本上是吸入压力的第一下部室38和处于排出压力的上部室40。吸入口42设置成通到下部室38中从而供给用于压缩的冷却剂，而排出口44设置成使直接压缩过的冷却剂从排出室40通到制冷系统中。

因此如前述一样，涡旋式压缩机12是典型的涡旋型式的制冷压缩机。在工作中，当轨道运行的涡卷件14相对于非轨道运行的涡卷件16进行旋转时，通过吸入口42直接通到下部室38中的吸入气体被吸入到运动流体腔22和24中。当运动流体腔22和24向内运动时，吸入气体被压缩，并且接着通过非轨道运动的涡卷件16内的中心排出通道46和消音板36内的排出开口48而排出到排出室40中。然后，把压缩过的制冷剂通过排出口44而供给到制冷系统中。

在选择特殊应用的制冷压缩机时，在正常情况下选择这样的压缩机：该压缩机具有足够的功率来为那种应用所预期发生的大多数反向工作情况提供足够的制冷剂流，并且可以选择稍大的功率来提供更大的安全系数。但是，这种“最坏情况”的反向情况在实际工作期间极少遇到，因此在大多数工作时间内压缩机的过大功率导致压缩机工作在小负载情况下。这种工作导致该系统的总体工作效率减小。相应地，为了在通常遇到的工作情况下提高总体工作效率同时仍然使制冷压缩机可以接受“最坏情况”的工作情况，因此压缩机10设置有连续功率调节系统。该连续功率调节系统使压缩机满足夏天使用高峰所需要的限制控制和卸载。

连续功率调节系统包括：一环形阀环50，它可移动地安装在非轨道运行的涡卷件16上；一致动组件52，它支撑在壳体12内；及控制系统54，它控制致动组件的工作。

在图2和5-7可以最清楚地看出，阀环50包括通常是圆形的主体部分56，该主体部分56具有一对沿直径方向基本上相对的、径向向内延伸的突出部58和60，而这一对突出部沿轴向和圆周方向的预定大小基本上完全相同。合适的基本上相同的沿圆周方向延伸的导向表面62、64和66、68各自设置成邻近突出部58和60的轴向相对侧。此外，两对基本上相同的、沿圆周方向延伸的、轴向间隔开的导向表面70、72和74、76设置在主体56上，这些导向表面相互以沿直径方向基本上相对的关系进行设置，并且与相应的突出部58和60沿圆周方向间隔接近90度。如所示一样，导向表面72和74从主体56沿径向稍稍向内突出，如导向表面62和66一样。优选地，导向表面72、74和62、66全部轴向对准并且沿着圆的边缘，而该圆的半径稍稍小于主体56的半径。同样地，导向表面70和76从主体56沿着径向稍稍向内突出，如导向表面64和68一样，它们最好与导向表面64和68轴向对准。表面70、76和64、68也沿着圆的边缘，该圆的半径稍稍小于主体56的半径，优选地基本上等于表面72、74和62、66所沿着的圆的半径。主体56还包括沿圆周方向延伸的台肩部分78，该台肩部分在一端包括轴向延伸的、沿圆周方向面对的止动表面79。台肩部分78设置在突出部60和导向表面70、72之间。销件80也设置成在台肩部分78的一端附近轴向向上地进行延伸。阀环50可以由合适的金属如铝等制成，或者由合适的聚合成分形成，并且把销80挤压到适合的开口中，或者销80与之形成一个整体。

如前面所述，阀环50设计成可移动地安装在非轨道运行的涡卷件16上。为了容纳阀环50，非轨道运行的涡卷件16包括径向向外面对的圆柱形侧壁部分82，该侧壁部分82具有环形槽84，该槽形成于上端附近。为了使阀环50装配到非轨道运行的涡卷件16中，一对沿直径方向相对的、基本上相同的、径向向内延伸的凹槽86和88设置在非轨道运行的涡卷件16上，每个凹槽通到槽84中，这在图3中可以最清楚地看出。凹槽86和88沿圆周方向延伸的尺寸稍稍大于突出部58和60在阀环50上的圆周大小。

槽84的尺寸应使其在装配阀环时能够可移动地容纳突出部58和60，凹槽86和88的尺寸应使突出部58和60能够在槽84内移动。此外，圆柱形部分82具有这样的直径：导向表面62、64、66、68、70、72、74和76相对于非轨道运行的涡卷件16可滑动地支撑阀环50的旋转运动。

非轨道运行的涡卷件16还包括一对通常沿直径方向相对的、径向延伸的通道90和92，这些通道通到槽84的内表面中并且通常径向向内地延伸通过非轨道运行的涡卷件16的端板。轴向延伸的通道94使通道90的内端与运动流体腔22形成流体连通，同时第二轴向延伸的通道使通道92的内端与运动流体腔24形成流体连通。最好地，通道94和96是椭圆形，因此开口的尺寸达到最大，而不会具有这样的宽度：该宽度大于轨道运行的涡卷件14的外罩的宽度。通道94 设置在涡卷外罩20的内侧壁表面附近，而通道96设置在外罩20的外侧壁表面附近。另一方面，如果希望，那么通道94和96可以是圆的，但是，它们的直径应该是这样的，当它通过时，该开口不能延伸到轨道运行的涡卷件14的径向内侧上。

如参照图9所看到的一样，致动组件52包括活塞和气缸组件98及回复弹簧组件99。活塞和气缸组件98包括壳体100，该壳体100具有孔，该孔限制出气缸104，该气缸从一端向内延伸，并且活塞106可移动地设置在该气缸104内。活塞106的外端107从壳体100的一端轴向向外伸出，并且包括细长的或者椭圆形开口108，该开口适合于安装销80，从而形成一部分阀环50。细长或者椭圆形的开口108在工作期间用来容纳销80相对于活塞端107的直线运动的弧形运动。壳体100的悬挂部分110固定到尺寸大小合适的安装法兰112上，该安装法兰112适合于使壳体100通过螺栓116固定到合适的法兰件114上。例如通过支承壳体26，使法兰114也合适地支撑在外壳12内。

通道118设置在悬挂部分110上，该通道118从下端向上延伸，并且通到横向延伸的通道120中，而通道120也通到气缸104的内端处。第二横向延伸的通道124设置在悬挂部分110上，该通道124向外通过侧壁并且在它的内端处与通道118连通。第二相对较小的、横向延伸的通道128沿着流体通道120的相对方向从流体通道118进行延伸，并且向外通过壳体100的端壁130。

销件132设置成从壳体100直立，回复弹簧134的一端连接到该销件上，而该回复弹簧的另一端连接到销80的延长部分上。回复弹簧134是这样的长度和强度，以致当气缸104完全通过通道128来通风时，把环50和活塞106推到图9所示的位置上。

参照图10和12可以最清楚地看到，控制系统54包括阀体136，该阀体具有径向向外延伸的法兰137，该法兰137在一侧上具有锥形表面。阀体136插入到外壳12中的开口140中，并且通过锥形表面138靠近开口140的边缘来定位，然后焊接在壳体12上，而圆柱形部分300向外突出。阀体的圆柱形部分300包括直径增大的螺纹孔302，该孔302轴向向内延伸并且通到凹入的区域154中。

阀体136包括壳体142，该壳体142具有第一通道144，该通道从基本上是平的上表面146向下延伸，并且与第二横向延伸的通道148相交，该通道148向外通到壳体12内的开口140的区域中。第三通道150也从表面146向下延伸并且与第四横向延伸的通道152相交，该通道152也向外通到凹入的区域154中，该凹入的区域设置在主体136的端部上。

支管156通过合适的固定件密封地固定到表面146上，并且包括附件，这些附件把每个流体管路160和162的一端连接起来，从而使它们与相应的通道150和144处于密封的流体连通中。

螺线圈组件164用来密封地固定到阀体136上并且包括细长的管形件304，该管形件304具有螺纹附件306，而该螺纹附件306密封地固定到开口端上。螺纹附件306适合通过螺纹与孔302进行安装并且通过O形环308来密封。柱塞168可移动地设置在管形件304内并且通过弹簧174向外偏压，而该弹簧174压在管形件304的封闭端308上。阀件176设置在柱塞168的外端上并且与阀座178配合从而有选择地关闭通道148。螺线圈172设置在管形件304上并且通过螺母310拧在管形件304的外端上来固定。

为了把增压流体供给到致动组件52上，轴向延伸的通道179从排出口46向下延伸并且连接到非轨道运行的涡卷件16内的、通常是径向延伸的通道180中。通道180径向延伸并且向外通过非轨道运行的涡卷16的圆周侧壁，这可参照图11最清楚地看到。流体管路160的其它端密封地连接到通道180中，压缩流体从排出口46供给到阀体136中。沿圆周方向拉长的开口182设置在阀环50上，该阀环50设置成使流体管路160通过，同时使环50相对于非轨道运行的涡卷件16进行旋转运动。

为了使增压流体从阀体136供给到致动活塞和气缸组件98中，流体管路162从阀体136进行延伸并且连接到通道124中，该通道124设置在壳体100的悬挂部分110中。

只要使突出部58和60与相应的凹槽86和88对准并且使突出部58和60移到环形槽84中，就可使阀环50很容易地装配到非轨道运行的涡卷件16中。之后，通过突出部58和60的轴向上表面和下表面与导向表面62、64、66、68、70、72、74和76配合，使阀环50旋转到理想位置上，从而使阀环50可移动地支撑在非轨道运行的涡卷件50上。之后，致动组件52的壳体100设置在安装法兰114上，而活塞端107安装着销80。然后，使弹簧134的一端连接到销132上。之后，弹簧134的另一端连接到销80上，因此完成了装配过程。

在装配阀环50之前，非轨道运行的涡卷件16通过合适的螺栓184典型地固定到主支承壳体26上时，在一些情况下优选地在把非轨道运行的涡卷件16装配到主支承壳体26之前，把这种连续功率调节零件装配到非轨道运行的涡卷件16中。这只要通过沿着阀环50的边缘提供若干合适设置的弧形切口186，就可容易地实现，如图4所示。这些切口提供了固定螺栓184的入口，而阀环装配到非轨道运行的涡卷件16中。

在工作时，一个或者多个传感器188所探测到的系统工作条件表明需要压缩机的全部功率时，室内元件控制模块190响应来自传感器188的信号进行工作，从而给螺线管组件164的螺线圈172通电，因此使柱塞168与阀座178脱离接合，因此通道148和152处于流体连通之中。然后，使基本上处于排出压力中的增压流体从排出口46通过通道179、180、流体管路160、通道150、152、148、144、流体管路162和通道124、118和120流到气缸104中。然后，该流体压力使活塞106相对于气缸104向外移动，因此使阀环旋转，从而把突出部58和60以密封重叠的方式移动到通道90和92中。然后，防止吸入到运动流体腔中的吸入气体通过通道90和92排出，该运动流体腔由相互接合的涡卷件14和16来限制出。

当负荷情况变到不需要压缩机的全部功率时，传感器188将把表明这种情况的信号供给到控制器190中，该控制器使螺线管组件164的线圈172断电。然后，在弹簧174的偏压作用下使柱塞168从管形件304中向外运动，因此使阀176移动从而与座178形成密封接合，因此关闭了通道148和使增压流体停止流动。应该注意到，凹口154与排出口46处于连续的流体连通中，因此连续地承受排出压力。排出压力有助于偏压阀176，从而使之与阀座178形成流体紧密封接合，及以这种关系保持相同。

装在气缸104内的增压气体通过通道128流回到室38中，因此弹簧134使阀环50旋转回到这样的位置上：在该位置上，突出部58和60不再关闭通道90和92。弹簧134还使活塞106相对于气缸104向内移动。在这个位置上，吸入到运动流体腔中的一部分吸入气体通过通道90和92排出，直到运动流体腔不与开口94和96连通时为止，因此减少了压缩中的吸入气体量，从而减少了压缩机的功率，该运动流体腔由相互接合的涡卷件14和16限制出。应该注意到，通过把调节系统布置成使压缩机10在正常情况下处于减少的工作功率模式下(即螺线圈断电，因此没有流体压力供给到致动活塞气缸组件)，这个系统提供了这样的优点：压缩机在功率减少的模式下进行起动，因此所需要的起动扭矩较小。如果希望的话，那么可以使用费用较小的、起动扭矩较小的马达。

应该注意到，阀环在图1的调整位置和图2的未调整位置之间的移动速度直接涉及到通道128的相对尺寸大小和供给路线。换句话说，由于通道128连续通到室38中，而该室38处于吸入压力下，因此当螺线管组件164的线圈172通电时，从排出口46中流出的一部分增压流体将连续地排出到吸气压力中。该流体量通过通道128的相对尺寸大小来控制。但是，当通道128的尺寸大小减小时，使气缸104排空所需要的时间将增加，因此使从减少的功率转换到全功率所需要的时间增加了。

虽然在上述实施例中使用设置在壳体100内的通道128来排放气缸104的致动压力，从而使压缩机10回到减少的功率中，但是不用通道128而在阀体136上合适地设置排放通道也是可以的。这个实施例示出在图13和14中。图13示出了改进后的阀体136’，该阀体具有排出通道192，该通道192进行工作，从而使通道144’出口通到吸入压力中，并且因此通过管路162使气缸104通到吸口中。图14示出了改进过的活塞和气缸组件98’，在该组件中，不采用排出通道128。阀体136和活塞气缸组件98’的工作和功能在其它情况下与上面所公开的基本相同。相应地，阀体136和136’、活塞和气缸组件98和98’的相应部分基本上相同，并且每个通过相同的标号加上撇号来表示。

虽然上述实施例提供了足够的相对较低费用的功率调节装置，但也可以使用三通电磁阀，在该电磁阀中，气缸104的通风也通过阀系来控制。示出了这种装置，并且参照图15来进行描述。在这个实施例中，阀体194以与上述相同的方式固定到壳体12中，并且包括细长的中央孔196，在该中央孔196内可移动地设置着滑阀198。滑阀198通过壳体12向外延伸到螺线圈200中，并且在螺线圈200通电时，适合于从阀体194向外进行纵向移动。当线圈200断电时，线圈弹簧202进行工作从而使滑阀198偏压到阀体194中。

滑阀198包括细长的轴向延伸的中心通道204，该中心通道204的内端通过塞子206来堵住。设置了通常是径向延伸的、轴向隔开的三组通道208、210、212，每组包括一个或者多个这样的通道：这些通道从中心通道204向外延伸，而每组各自通到轴向间隔开的环形槽214、216和218中。阀体194设置有第一高压供给通道220，该供给通道220通到孔196中并且适合于连接到流体管路160中从而把压缩流体供给阀体194中。阀体中的第二通道222也通到孔196中并且造合于在它的外端连接到流体管路162中，从而使孔196与气缸104处于流体连通之中。排出通道224也设置在阀体194中，该通道的一端通到孔196中，而另一端通到壳体12的下部室38中。

在工作时，当螺线圈断电时，滑阀198将处于这样的位置：环形槽214将与通道222连通，而环形槽218与排出通道224连通，因此可以连续地使气缸104换气。这时，滑阀198设置成：环形密封件226和228位于通道220的轴向相对侧，因此可以防止压缩流体从排出口46流出。当希望致动功率调节系统来提高压缩机10的功率时，给螺线圈200通电，因此使滑阀198从阀体194向外移动。这将导致环形槽218不与排出通道224处于流体连通，同时环形槽216移动成与高压供给通道220连通。当通道222与环形槽214保持流体连通时，来自通道220的增压流体通过滑阀198内的通道210和208供给到气缸104中。在滑阀198上设置辅助的、合适的、轴向间隔开的环形密封件，从而确保滑阀198和孔196之间的密封关系。

本发明的连续功率调节系统非常适合于在最后焊接外壳之前检测。为了实现检测，只需要把增压流体供给到排出口46中并且把合适的致动电力供给到螺线圈中。然后，螺线圈循环进行工作，从而使阀环产生必须的旋转运动，因此确保了合适地装配所有的内部工作元件。增压流体通过使压缩机进行工作所产生的增压流体来供给，或者由合适的外部源来供给。

现在参照图16说明本发明的控制结构400。结构400包括恒温器402、室内元件控制模块190、室内蒸发器盘管404、室外元件406、温度传感器188和变速送风机410和412。送风机412与室内蒸发器盘管404相连，而送风机410与室外元件406内的冷凝器盘管414相连。如图16所示，结构400包括一个温度传感器188，该温度传感器监测冷却剂管路中的液体制冷剂的温度，该制冷剂管路在室外元件406和室内元件盘管404之间进行延伸，一个温度传感器188监测室外环境空气温度。控制模块190使用这些传感器中的一个或者两个。

恒温器402是这样的装置：它控制室内或者建筑物内的温度。恒温器402可以接受通用的卸载信号416，该信号表示需要卸载循环。通用的卸载信号416是任选的，并且在存在这种信号时，恒温器402将把该信号送到控制模块中，从而开始卸载循环。除了信号416之外或者取代信号416，还可以把控制模块190编程成：在任何传感器188读出超过预定温度时使卸载循环开始。

室内盘管404是典型制冷循环的一部分，该循环包括涡旋压缩机12，压缩机设置在室外元件406中。一对制冷剂管路418和420在室内盘管404和室外元件406的涡旋式压缩机12之间进行延伸。管路420是吸入制冷剂管路，该管路从室内盘管404中输送制冷剂。一个传感器188监测管路418内的制冷剂的温度。

室外元件406包括涡旋压缩机12、冷凝器414和与冷凝器414相连的送风机410。

控制模块190使涡旋压缩机12工作在它的最大功率处，直到它接受到信号来开始卸载时为止。这个信号来自通用的卸载信号416，当室外温度超过预选的温度、优选100°F时，它可以来自室外的环境传感器188，或者当管路418内的流体温度超过预定温度、优选105°F时，这个信号来自流体管路传感器188中。

在接受到卸载信号时，控制模块190把变速送风机412转换到低速、最好70％的空气流，并且通过连通管路424，向涡旋压缩机12发信号从而使之在全功率(100％)和它的减少功率、优选为65％之间跳动。除了减少蒸发器送风机421的速度之外，如果希望的话，变速送风机410的冷凝器风扇速度也可与压缩机负载循环成比例地相应减少，从而使舒适性和系统的效率最大。已经发现，通过在40秒的循环时间内使用45％的负载循环(即18秒工作和22秒关闭)，减少了接近20％的系统功率。在通过循环在100％和65％之间的压缩机描述了上面的优选系统的同时，如果希望的话压缩机可以循环在其它功率之间。例如设计有蒸气喷射和延迟吸入功率调节的压缩机设计成：通过蒸气喷射运行在120％上，在没有蒸气喷射的情况下运行在100％上，及通过延迟吸入功率调节运行在65％上。控制模块190被编程成在任何这些功率之间进行连续循环。此外，当上面所描述的系统具有监测制冷剂温度和室外环境温度的传感器188时，可以采用能确定该系统的最大负载工作条件的其它传感器。这些包括监测压力的负载传感器430、监测电压的负载传感器432、监测电流的负载传感器434、冷凝器盘管中点温度传感器436或者监测压缩机12在空气调节系统内的马达绕组的温度的温度传感器438，但不局限于此。

控制模块190可以实现的其它选择方案是采用适用的方法，该方法根据室内的恒温器误差与设定值和/或可能的室外环境采用可变的循环时间如10-30秒。这种适用的方法可以更加有效地平衡舒适性与高峰需求减少量，并且延长了螺线管的寿命。随着互联网通信的出现，现在容易实现通过互联网来接受通用的信号。因此，许多房子或者一个房子中的设备可以异相同步，从而在每个房子或者在单个房子中舒适性没有任何明显减少的情况下实现全部通用位置请求加载。

显而易见的是，确信所公开的本发明的优选实施例提供了上述的这些优点和特征，同时应该知道，在没有脱离附加的权利要求书的合适范围或者清楚含义的情况下，本发明可以改进、变形和变化。

Claims (32)

1.一种空气调节系统，它包括：

涡旋压缩机，它包括两个涡卷件，两个涡卷件具有相互啮合的外罩，所述压缩机可以在最小功率和大功率之间有选择地进行工作，所述最小功率小于所述大功率，并且大于0功率；

控制器，它与所述压缩机连通，所述控制器进行工作，从而响应外部通用的卸载控制信号使所述压缩机在所述最小功率和所述大功率之间进行循环。

2.如权利要求1所述的空气调节系统，还包括连接到所述控制器中的传感器，该传感器探测这样的情况：该情况表示所述压缩机工作在最大负载量上。

3.如权利要求1所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括连接到所述控制器中的压力传感器。

4.如权利要求1所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括连接到所述控制器中的温度传感器。

5.如权利要求4所述的空气调节系统，其中，所述情况是所述空气调节系统内的制冷剂的温度。

6.如权利要求4所述的空气调节系统，其中，所述情况是环境空气的温度。

7.如权利要求4所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括马达，该马达具有马达绕组所述情况是所述马达绕组的温度。

8.如权利要求1所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括因特网连接，所述外部通用信号通过所述因特网连接来提供。

9.如权利要求1所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括连接到所述控制器中的恒温器，所述外部通用信号提供到所述恒温器中。

10.如权利要求1所述的空气调节系统，其中，所述压缩机在所述最小功率和所述大功率之间的所述循环发生在固定的循环时间。

11.如权利要求9所述的空气调节系统，其中，所述固定循环时间等于或者小于60秒。

12.如权利要求1所述的空气调节系统，其中，所述压缩机在所述最小功率和所述大功率之间的所述循环发生在可变的循环时间。

13.如权利要求1所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括送风机马达，所述控制器使所述送风机马达的速度随着所述压缩机的所述循环同时减少。

14.如权利要求1所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括电磁阀，该电磁阀响应所述控制器来使所述压缩机在所述大功率和所述最小功率之间进行转换。

15.如权利要求14所述的空气调节系统，其中，使用脉冲宽度调制来使所述压缩机进行循环。

16.如权利要求1所述的空气调节系统，其中，使用脉冲宽度调制来使所述压缩机进行循环。

17.一种空气调节系统，它包括：

涡旋压缩机，它包括两个涡卷件，两个涡卷件具有相互啮合的外罩，所述压缩机可以在小功率和大功率之间有选择地进行工作；

电磁阀，它与所述压缩机连接，从而使所述压缩机在所述小功率和所述大功率之间进行循环；及

控制器，它与所述电磁阀连接，所述控制器进行工作，从而控制使用脉冲宽度调制的所述电磁阀，从而响应控制信号使所述压缩机在所述小功率和所述大功率之间连续地进行循环。

18.如权利要求17所述的空气调节系统，还包括连接到所述控制器中的传感器，该传感器探测这样的情况：该情况表示所述压缩机工作在最大负载量上。

19.如权利要求17所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括连接到所述控制器中的压力传感器。

20.如权利要求17所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括连接到所述控制器中的温度传感器。

21.如权利要求20所述的空气调节系统，其中，所述情况是所述空气调节系统内的制冷剂的温度。

22.如权利要求20所述的空气调节系统，其中，所述情况是环境空气的温度。

23.如权利要求20所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括马达，该马达具有马达绕组，所述情况是所述马达绕组的温度。

24.如权利要求17所述的空气调节系统，其中，所述控制器响应外部通用卸载控制信号。

25.如权利要求24所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括因特网连接，所述外部通用信号通过所述因特网连接来提供。

26.如权利要求24所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括连接到所述控制器中的恒温器，所述外部通用信号提供到所述恒温器中。

27.如权利要求17所述的空气调节系统，其中，所述压缩机在所述最小功率和所述大功率之间的所述循环发生在固定的循环时间。

28.如权利要求27所述的空气调节系统，其中，所述固定循环时间等于或者小于60秒。

29.如权利要求17所述的空气调节系统，其中，所述压缩机在所述最小功率和所述大功率之间的所述循环发生在可变的循环时间。

30.如权利要求17所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统还包括送风机马达，所述控制器使所述送风机马达的速度随着所述压缩机的所述循环同时减少。

31.一种用于涡旋压缩机的功率调节系统，它包括：

第一涡卷件，它具有第一端板和直立的第一螺旋外罩(wrap)；

第二涡卷件，它具有第二端板和直立的第二螺旋外罩，所述第一和第二螺旋外罩相互交插从而限制出至少两个运动流体腔，当它们从径向外部位置移动到径向内部位置时，这些流体腔的大小减少了；

第一流体通道，它连接在所述至少两个运动流体腔中的一个和基本上处于吸入压力的区域之间；

第二流体通道，它连接在所述至少两个运动流体腔中的第二个和基本上处于吸入压力的区域之间；

一个阀件，它进行工作从而基本上同时打开和关闭所述第一和第二流体通道，从而调节所述涡旋压缩机的功率；及

控制器，它与所述阀连接，所述控制器进行工作，从而控制使用脉冲宽度调制的所述阀，从而响应控制信号使所述压缩机在小功率和大功率之间连续地进行循环。

32.如权利要求31所述的功率调节系统，其中所述控制器进行工作，从而响应外部通用卸载控制信号使所述压缩机在所述小功率和所述大功率之间进行循环。

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