1.工作原理

双级压缩变容积比压缩机的压缩机构由高压级与低压级两级气缸串联组成，在高压级气缸与低压级气缸之间设置中间腔及级间连接通道，并与压缩机外部的中间补气管路连通。低压级气缸吸入从蒸发器出来的低温低压制冷剂气体，经低压级气缸压缩后与来自中间补气管路的中压制冷剂气体在中间腔内混合，由高压级气缸吸入压缩后排出压缩机。其中，低压级气缸由定容气缸和变容气缸两个气缸并联组成，低压级定容气缸为普通气缸，变容气缸为容积可变的特殊气缸。从制冷剂气体在压缩机内流动路径上看，双级压缩变容积比压缩机的压缩机构是由两个低压级气缸并联后与一个高压级气缸串联组成的。

在低压级变容气缸上设置控制滑片运动的机构，滑片有两种工作状态，即停止往复运动和做往复运动。当滑片停止往复运动时，滑片缩入气缸内不与滚动转子外圆表面相接触，滚动转子在气缸内空转，气缸内充满低压制冷剂气体，排气阀片关闭，这时气缸不具有压缩制冷剂气体的能力，低压级只有定容气缸工作；当滑片往复运动时，低压级定容气缸和变容气缸同时工作，低压级气缸工作容积为两个气缸工作容积之和。因此，双级压缩变容积比压缩机通过控制滑片运动来实现压缩机两种容积比的切换。

图3.6所示为双级压缩变容积比压缩机的容积比切换原理图。在图中所示的制冷剂气体流动路径中，实线表示有制冷剂气体流动，虚线表示无制冷剂气体流动。

在实际系统中，根据空气源热泵系统的控制指令进行压缩机容积比切换以及中间补气开启和关闭等操作。

图3.6　双级压缩变容积比压缩机的容积比切换原理图

2.容积比切换的方法

在滚动转子式制冷压缩机中，可以用于实现气缸变容的方法有许多种，这些方法原来主要用于单级双缸压缩机中进行输气量的调节，同样也可用于双级压缩变容积比压缩机中进行气缸容积比的切换控制。(www.daowen.com)

如图3.7和图3.8所示为珠海格力电器股份有限公司提出的一种容积比切换工作原理图，从图中可以看出，压缩机容积比切换是通过压缩机外部的电磁阀控制制冷剂气体的流动路径来实现的。

图3.7　两缸工作模式运行原理图

图3.8　三缸工作模式运行原理图

图3.7所示为两缸工作模式（大容积比）运行时压缩机的工作状态和制冷剂气体流动状态。当电磁阀1关闭，电磁阀2打开时，吸气侧的低压制冷剂气体进入滑动销钉的上部，滑动销钉的两端均为由吸气端导入的低压制冷剂气体，滑动销钉在弹簧力作用下滑入低压级变容气缸滑片上的限位孔中，将滑片锁定在气缸的滑片槽内不与滚动转子外表面接触，停止往复运动，此时，低压缩级变容气缸不压缩制冷剂气体。

图3.8所示为三缸工作模式（小容积比）运行时压缩机的工作状态和制冷剂气体流动状态。当电磁阀1打开，电磁阀2关闭时，滑动销钉的一端通入由排气端引入的高压制冷剂气体，另一端通入由吸气端引入的低压制冷剂气体，滑动销钉在气体压差的作用下克服弹簧力滑出低压级变容气缸滑片的限位孔，滑片在弹簧力和气体力压差的作用下与滚动转子外表面相接接触，并在滑片槽中做往复运动，变容气缸正常压缩制冷剂气体。此时，低压级气缸的输气量为定容气缸和变容气缸输气量之和。

由于低压级气缸的排气与闪发器分离（或中间换热器蒸发）出的制冷剂气体混合以及高压级气缸的吸气这些过程都同时在中间腔中发生，因此中间腔内的制冷剂气体压力在压缩机一个旋转周期内发生激烈的变化，气体压力脉动状态十分复杂，这不但会对压缩机的性能和噪声造成影响，而且还会导致中间补气管路的振动，产生二次噪声。除了通过压缩机结构、中间腔容积、连通通道等合理设计之外，图3.7和图3.8中所设置的中间补气缓冲器也可以极大地降低气体压力的脉动和管路系统的振动。