CN101093121B

CN101093121B - 一种多联式空调机组油平衡装置

Info

Publication number: CN101093121B
Application number: CN200610086856A
Authority: CN
Inventors: 张晓兰; 毛守博; 涂虬; 何建奇; 杜光林
Original assignee: Haier Group Corp; Qingdao Haier Air Conditioning Electric Co Ltd
Current assignee: Haier Group Corp; Qingdao Haier Air Conditioning Electric Co Ltd
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2026-06-21
Also published as: CN101093121A

Abstract

本发明公开一种多联式空调机组油平衡装置，包括若干低压式压缩机，每台压缩机的均油孔与另一压缩机的油平衡连接管之间安装有储油罐，该储油罐通过第一连接管连接该压缩机排气侧，通过第二连接管连接该压缩机吸气侧；均油过程中，所述油平衡连接管导通，需要吸油的压缩机的所述第一连接管关闭，第二连接管导通，同时，排油的压缩机的所述第一连接管导通，第二连接管关闭；所述储油罐中存储的油在排油的压缩机的排气侧压力下，流向吸油的压缩机的位于低压侧的油腔；其他工作过程中，所述油平衡管、第一连接管与第二连接管关闭。该装置的均油过程不会影响用户对空调的正常使用，并且均油过程更为迅速。

Description

一种多联式空调机组油平衡装置

技术领域

本发明涉及空调技术，具体地说涉及一种多联式空调机组油平衡装置。

背景技术

多联式空调机组是由一台或数台室外机连接数台不同或相同型式、容量的直接蒸发式室内机构成的单一制冷循环系统，可以向一个或数个不同的区域直接提供处理后的空气。多联式空调机组是将普通分体空调集中化、大型化、智能化的产品，其特点主要是室内外机自由组合，独立控制，其灵活方便，节能高效的特点越来越受到业界的关注。

压缩机并联的多联机系统运行时，由于压缩机运转状态和运行压力的不同，会造成各压缩机排气侧排出的油量和吸气侧吸入的油量不同，经过一段时间的运行，就会引起各压缩机之间的油量不均衡。如果这种不均衡状态比较严重，就会导致系统中的部分压缩机缺油，影响压缩机的润滑和冷却效果，增大压缩机内部轴和轴承磨损，并缩短该压缩机的使用寿命，进而影响整个机组的稳定性和运行性能。如果部分压缩机严重缺油时，甚至会直接导致该部分压缩机卡缸损坏。为了避免这一问题的发生，多联式空调机组必须采取适当的油平衡方式，以保证机组中的各压缩机始终都处于油量最佳状态，确保机组运行的稳定性和良好的使用效果。

目前市场上多数多联机空调机组采用油平衡运转(也称均油运转或均油过程)的方式解决油平衡问题。具体方式是，调节压缩机的运行频率或容量，使压缩机油腔之间形成压差，促使压缩机之间的油通过均油管定向流到油腔压力较低的压缩机中去，实现压缩机之间的均油。对于普通的油腔与压缩机低压侧相通的低压式的压缩机，压缩机内底部装润滑油的油腔与压缩机低压侧相通，因此压缩机低压侧的压力就可以视为是压缩机油腔的压力。在均油运转时，系统中的变频压缩机通过调节运行频率来调节低压压力，而定频压缩机则一般通过停机和开机这两种方式调节低压压力，通过上述控制使压缩机低压侧的形成所需的压力差，实现均油效果。

上述低压式多联式空调机组的均油运转虽然可以较好的实现均油的目的。但是，该均油方式仍然存在一些缺陷。

1、在机组正常运行过程中进入均油时，定频压缩机需要通过停机的方式以提高自身油腔内的压力，必然会导致室外机能力大幅度下降，从而影响用户的使用。

2、若室内机制冷(制热)负荷达到要求时进行均油，变频压缩机需要升高运行频率以降低油腔的压力、不运行的定频压缩机则需要启动以降低油腔的压力，这样就会对电能造成不必要的浪费，增加了用户的运行成本。

3、在环境温度很低制热时，通过调节压缩机的运行频率或运行容量很难达到最佳的均油压差，容易导致均油失败，会造成压缩机的损坏或减少使用寿命。

4、因均油需要，定频压缩机会频繁启停，会减少压缩机的使用寿命，极易出现因电磁阀、电子膨胀阀等部件动作不良或失效而引起压缩机损坏。

总之，现有技术下的多联式空调机组的均油运转的缺陷都是由于需要改变压缩机的运行状况，打乱了压缩机的正常的制冷制热过程造成的。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种多联式空调机组油平衡装置，该装置无需改变调节压缩机的运转过程，就可以实现多联式空调机组的均油平衡过程，从而解决现有技术下的均油过程存在的各种缺陷。

本发明提供的多联式空调机组油平衡装置，包括若干低压式压缩机，每台压缩机的均油孔与另一压缩机的油平衡连接管之间安装有储油罐，该储油罐通过第一连接管连接该压缩机排气侧，通过第二连接管连接该压缩机吸气侧；均油过程中，所述油平衡连接管导通，需要吸油的压缩机的所述第一连接管关闭，第二连接管导通，同时，排油的压缩机的所述第一连接管导通，第二连接管关闭；所述储油罐中存储的油在排油的压缩机的排气侧压力下，流向吸油的压缩机的位于低压侧的油腔；其他工作过程中，所述油平衡管、第一连接管与第二连接管关闭。

优选地，所述第一连接管连接所述储油罐的顶部并且刚好插入储油罐内腔；所述第二连接管连接所述储油罐的底部。

优选地，所述第二连接管连接所述储油罐底部是以水平方向插入；所述油平衡连接管从储油罐顶部插到所述储油罐的底部，并且该管末端开有45度斜口，其方向与所述第二连接管的开口相对。

优选地，该装置还具有第三连接管，该第三连接管连接压缩机排气侧和所述储油罐的顶部，且刚好插入储油罐的内腔，或者，该第三连接管作为所述第一连接管的支路，连接所述压缩机排气侧；该第三连接管在该空调机组处于均油过程时关闭，在该空调机组处于其他工作状态时导通。

优选地，所述储油罐与压缩机均油孔的连接管路上安装有向所述储油罐导通的单向阀。

优选地，所述储油罐与压缩机均油孔的连接管路从储油罐上部插入，并且该管路向储油罐倾斜，所述压缩机油腔中多余的油能够在重力作用下流向所述储油罐。

优选地，所述第三连接管上串联有控制管路导通和关闭的电磁阀，所述第三连接管管路的导通、关闭由该电磁阀控制。

优选地，所述第一连接管、第二连接管和所述油平衡连接管上均串联有控制管路导通和关闭的电磁阀，上述连接管管路的导通、关闭由相应的电磁阀控制。

优选地，在所述第一连接管上串联有控制管路导通的电子膨胀阀，第二连接管和所述油平衡连接管上串联有控制管路导通和关闭的电磁阀。

本发明的基本思路是，利用压缩机排气侧和吸气侧的压力差，建立专门的储油罐和专用管路，使压缩机中的储油能够在上述压力差的作用下，通过所述专用管路将所述储油罐中的油压入，实现均油过程。

本发明提供的装置，由于均油时直接利用压缩机的运转建立的压力差即可，仅仅需要控制管路的电磁阀的开闭，而无需改变压缩机的运转过程。因此，该装置不打乱压缩机工作节奏即可实现均油过程。因此，该装置的均油过程不会影响用户对空调的正常使用。

此外，由于与现有技术下，均油过程需要改变压缩机油腔的压差，是采用在不同压缩机的低压侧改变相对的压差的方法，其压差较小。而本发明利用压缩机的吸气侧与排气侧之间的压差，可以获得较高的压差。因此，本发明提供的装置的均油过程更为迅速。

附图说明

图1是本发明第一实施例的系统筒图；

图2是本发明第一实施例的储油罐的结构图。

具体实施方式

请参看图1，该图为本发明第一实施例的系统简图。该图示出一个具有两台室外机的多联的低压式压缩机的多联式空调机组的油平衡装置，该实施例提供的装置也可以用于具有两台以上室外机的多联式空调机组上，其原理与本实施例相通。请同时参看图2，该图示出该装置核心元件储油罐的结构图，尤其是示出各连接管与储油罐1102的具体连接方式。

图1示出两台室外机的油平衡装置，由于对于两台室外机而言，其油平衡装置相关的元件及其连接管路完全相同，因此，以下以其中第一台室外机的连接状况说明该油平衡装置。

如图1所示，该均油装置包括低压式压缩机1101。压缩机1101的均油孔通过安装有单向阀1107的管路连接专用的储油罐1102。所述单向阀1107使该管路向储油罐1102的方向单向导通，避免储油罐1102的油回流到压缩机1101的油腔。所述储油罐1102与压缩机1101均油孔的连接管路从上部插入该储油罐1102，并且该管路向储油罐1102倾斜，图2示出该倾斜角大约为10度。该管路与压缩机1101的油腔连接的部位在油腔的较高处。上述连接方式的目的是，可以利用压缩机1101油腔与储油罐1102的液面差，使所述压缩机1101油腔中多余的油能够在重力作用下流向储油罐1102。所述储油罐1102是该多联式空调机组的油平衡装置的核心元件，也是现有技术下多联式空调机组不具备的元件。其它管路均围绕该储油罐1102安装。

所述储油罐1102通过第一连接管1108连接所述压缩机1101的排气侧，该第一连接管1108从所述储油罐的顶部插入储油罐1102，并且刚好插入储油罐的内腔，而不再深入。该第一连接管1108的管路上串联有控制管路导通、关闭的第一电磁阀1103。该第一连接管1108上也可以不串联电磁阀，而串联电子膨胀阀，使用电子膨胀阀控制管路的导通、闭合，并可同时达到便于调节均油压力的效果。

所述第一连接管1108串联的电磁阀1103到储油罐1102顶部的管路上，还接有连接所述压缩机1101的吸气侧的支路，该支路为第三连接管1110。该第三连接管1110管路上串联有控制该管路的导通、关闭的电磁阀1105。该第三连接管1110的作用是，在该多联式空调机组正常工作时(也就是处于非均油状态)，使储油罐1102上部加有压缩机吸气侧的压力，保证储油罐1102与压缩机1101的油腔处于相同的压力下，避免因为两者的压力差导致机油流动。虽然本实施例中，该第三连接管1110采用从第一连接管1108接一支路的方案，实际上也可以直接连接所述储油罐1102的顶部插入到内腔处与所述压缩机1101的吸气侧相联，其技术效果与图1示出的连接方法相同。

所述储油罐1102还具有连接压缩机1101吸气侧的第二连接管1109，该第二连接管1109以水平方向插入所述储油罐1102底部。该第二连接管1109串联有控制管路导通、关闭的电磁阀1104。

该多联式空调机组的两个室外机之间连接有油平衡连接管1300。本实施例中，该油平衡连接管1300连接在第一室外机的储油罐1102与第二室外机的储油罐1202之间。所述油平衡连接管1300从储油罐1102顶部插到底部，并且该管末端开有45度斜口，其方向与所述第二连接管1109的开口相对。采用上述安装方式的目的，是在该压缩机1101吸油时，将从另一室外机储油罐1202中排过来的压缩机油直接且尽快的回到压缩机1101中；在排油时，能够最大限度的将储油罐1102中储存的油排到另一室外机中。该油平衡连接管1300在该室外机储油罐1102一侧管路上串联有控制管路导通、关闭的第四电磁阀1106。

以上说明该多联式空调机组的第一台室外机的油平衡装置的连接状况，图1还示出第二台室外机的油平衡装置的连接状况，由于与第一台室外机完全相同，不予赘述，图1中关于第二台室外机的油平衡装置的标号采用与第一台室外机的相同元件对应的标号标出，在此不再单独列出。

上述油平衡装置根据需要适时进行均油过程。具体何时进行均油过程，可以采用检测装置检测油腔油面的方法，以确定均油过程的启停以及确定排油的室外机和吸油的室外机。上述过程由多联式空调机组的控制器根据检测元件的检测进行自动控制，现有技术下，本领域的技术人员可以方便的实现上述控制，在此实施例中不再赘述。

以下说明该多联式空调机组在正常工作状态以及在均油过程中，该均油装置的工作过程，主要是控制各个电磁阀的导通与关闭，因为该油平衡装置实际上是通过控制各个电磁阀实现均油过程的。在均油过程中，各压缩机的工作状态与正常工作状态相比并无改变。各个电磁阀的控制由该多联式空调机组的控制器控制，具体的控制方法属于本领域的公知常识，在此不予赘述。

下表为处于各个工作状态下的电磁阀动作表，请在阅读以下说明时参考。该表列出在不同的工作状态下，电磁阀的导通、关闭；这些电磁阀的导通和关闭，也就是相应的管路导通、关闭。

所述多联式空调机组正常工作(即没有处于均油过程中)时，所述第一台室外机(表1中表示为No.1)的第一电磁阀1103、第二电磁阀1104、第四电磁阀1106关闭，所述第二台室外机(表1中表示为No.2)的第一电磁阀1203、第二电磁阀1204、第四电磁阀1206关闭；所述第一台室外机与第二室外机的第三电磁阀1105、1205导通。此时，均油管路被封闭，储油罐1102、1202上部加有压缩机吸气侧的压力，保证储油罐中的气相部分与压缩机吸气侧相通，从而保证压缩机低压侧与储油罐内压力的平衡，避免压缩机油腔与储油罐由于存在压差而使机油流动。

均油过程中，所述第四电磁阀1106、1206导通，使油平衡连接管1300导通，以便均油过程得以进行。所述第三电磁阀1105、1205关闭，以便建立均油压力。当所述第一台室外机为需要吸油，相应的，第二台室外机需要排油时，第一台室外机的第一电磁阀1103关闭，第二电磁阀1104导通；同时，第二台室外机的第一电磁阀1203导通，第二电磁阀1204关闭。这样，第二台室外机的压缩机1201排气侧的高压加于相应的储油罐1202的液面上，而第一台压缩机的储油罐1102的底部与所述压缩机1101的吸气侧的低压相联通，两者之间的压力差足以使储油罐1202的储油通过油平衡连接管1300流向储油罐1102，并由储油罐1102通过第二连接管1109流向压缩机1101吸气侧的油腔，从而实现油平衡过程。上述压缩机机油的流动路径如图1中带箭头的粗实线所示。

与上述过程相同，当第二台室外机需要吸油，相应的，所述第一台室外机需要排油时，电磁阀的工作过程与以上过程相似，请参看表1的电磁阀动作即可，在此不再赘述。图1中的带箭头的粗虚线示出此时的压缩机机油流动路径。

从上述第一实施例可知，本发明提供的技术方案实质就是，直接利用压缩机产生的压力差，实现多联式空调机组的不同压缩机之间的均油过程。在均油期间，排油的压缩机排气侧与吸油室外机的吸气侧通过均油管相连通，其间通过了两台室外机的储油罐，由于排油的压缩机的高压侧压力远大于吸油的压缩机的低压侧压力，其形成的压差足以克服冷冻油流动时的阻力和室外机安装高度差产生的压差。

以下就本发明技术方案的可行性进行简单分析。

如室外机之间安装的高度差最大设计为5米，假设压缩机使用的冷冻油密度为2.0g/Cm3(该假设值远大于一般压机油的密度值)，则实现均油所需要的压差为：

ΔP＝ρ油gh+ΔP阻力＝2.0*103*10*5+ΔP阻力＝0.10Mpa+ΔP阻力

因室外机之间的均油管长度一般都比较短，因流动产生的阻力ΔP阻力几乎可以忽略不计。于是可以近似地认为，室外机之间安装高度差为5米的多联机实现均油所需要的压差ΔP为0.1Mpa即可。实验证明，正常运行的多联机机组，其各室外机的高压、低压压力差在任何运转条件下都大大超过了0.1Mpa，因此使用该发明中的均油装置和方法，在任何运转条件下都可以满足多联机机组均油要求的。

由于正常运行的多联机机组，各室外机的高低压压差在任何运转条件下都会超过0.1Mpa，为了避免均油时高、低压压力波动较大，与高压侧的相连的第一电磁阀(图1中的1103、1203)可以采用电子膨胀阀。电子膨胀阀。可以调节制冷剂流量和压力。在不同运行工况下，通过调节电子膨胀阀开度，实时提供最合适的均油压力，给系统提供合适的均油压力差。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明实施的范围。该均油装置不仅限于2台外机多连的低压式压缩机的多联机系统，也不限于室外机为单压缩机的多联机系统，所以，凡依本发明申请范围所述的装置、方法、思路及精神所为均是等同变化或修饰，均应包括于本发明的申请专利范围之内。

Claims

1.一种多联式空调机组油平衡装置，包括若干低压式压缩机，其特征在于，每台压缩机的均油孔与另一压缩机的油平衡连接管之间安装有储油罐，该储油罐通过第一连接管连接该压缩机排气侧，通过第二连接管连接该压缩机吸气侧；均油过程中，所述油平衡连接管导通，需要吸油的压缩机的所述第一连接管关闭，第二连接管导通，同时，排油的压缩机的所述第一连接管导通，第二连接管关闭；所述储油罐中存储的油在排油的压缩机的排气侧压力下，流向吸油的压缩机的位于低压侧的油腔；其他工作过程中，所述油平衡管、第一连接管与第二连接管关闭。

2.根据权利要求1所述的多联式空调机组油平衡装置，其特征在于，所述第一连接管连接所述储油罐的顶部并且刚好插入储油罐内腔；所述第二连接管连接所述储油罐的底部。

3.根据权利要求2所述的多联式空调机组油平衡装置，其特征在于，所述第二连接管连接所述储油罐底部是以水平方向插入；所述油平衡连接管从储油罐顶部插到所述储油罐的底部，并且该管末端开有45度斜口，其方向与所述第二连接管的开口相对。

4.根据权利要求2所述的多联式空调机组油平衡装置，其特征在于，还具有第三连接管，该第三连接管连接压缩机排气侧和所述储油罐的顶部，且刚好插入储油罐的内腔，或者，该第三连接管作为所述第一连接管的支路，连接所述压缩机排气侧；该第三连接管在该空调机组处于均油过程时关闭，在该空调机组处于其他工作状态时导通。

5.根据权利要求1所述的多联式空调机组油平衡装置，其特征在于，所述储油罐与压缩机均油孔的连接管路上安装有向所述储油罐导通的单向阀。

6.根据权利要求5所述的多联式空调机组油平衡装置，其特征在于，所述储油罐与压缩机均油孔的连接管路从储油罐上部插入，并且该管路向储油罐倾斜，所述压缩机油腔中多余的油能够在重力作用下流向所述储油罐。

7.根据权利要求4至6所述的任何一种多联式空调机组油平衡装置，其特征在于，所述第三连接管上串联有控制管路导通和关闭的电磁阀，所述第三连接管管路的导通、关闭由该电磁阀控制。

8.根据权利要求1至6所述的任何一种多联式空调机组，其特征在于，所述第一连接管、第二连接管和所述油平衡连接管上均串联有控制管路导通和关闭的电磁阀，上述连接管管路的导通、关闭由相应的电磁阀控制。

9.根据权利要求1至6所述的任何一种多联式空调机组，其特征在于，在所述第一连接管上串联有控制管路导通的电子膨胀阀，第二连接管和所述油平衡连接管上串联有控制管路导通和关闭的电磁阀。