CN101469910B - 空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在突出现有均油系统的特点的同时即使在压缩机启动时产生油品泡沫也可以在短时间内使各个压缩机的油量维持适当的水平，并可以节省成本的空调装置。在通过排出管从包含可变速压缩机和匀速压缩机的多个高压壳式压缩机导出制冷剂，并通过吸入管将制冷剂导入所述压缩机的空调装置中，包括：通过电磁阀连接所述排出管及所述吸入管，且内径小于所述排出管的内径的高低压调节用气体旁路；用于连接设置于所述可变速压缩机的标准油面高度附近的可变速压缩机均油口和所述气体旁路的所述电磁阀上流侧的排油旁路；用于连接设置于所述匀速压缩机的标准油面高度附近的匀速压缩机均油口和所述吸入管的均油旁路。

Description

空调装置
技术领域
本发明涉及并列布置多个高压壳式压缩机的空调装置。
背景技术
现有的并列布置高压壳式可变速压缩机和匀速压缩机的空调装置公开的有为平衡压缩机之间的油量而将均油系统设置于作为压缩机高压侧的排出管及作为低压侧的吸入管之间的专利(日本专利第3848098号公报)。
具体说，如图1所示，所述空调装置S包括：用于连接设置于各压缩机B1、B2的标准油面高度附近的均油口B11、B21和所述排出管B8的排油旁路B6；连接所述排出管B8上的所述排油旁路B6的连接点的下流侧和吸入管B7的均油回路B5。
所述均油回路B5上设有电磁阀B51及降压部B52。
在所述排出管B8上设有位于所述排出管B8和所述均油回路B5的连接点的下流侧，且位于所述排出管的合流点的上流侧的逆止阀B3。
而且，在制冷/制热运行时，若两侧压缩机B1、B2运行，则两侧电磁阀B51被关闭，且压缩机B1、B2的残余机油从排油旁路B6排出到排出管B8，并分配到压缩机B1、B2，由此在压缩机B1、B2之间进行均油。
并且，在制冷/制热运行时，若匀速压缩机B2停止，则对应的均油回路B5上的电磁阀B51被开放，由此残余机油排出到吸入管B7，并分配到运行中的可变速压缩机B1，从而增加有效油量。
而且，由于各压缩机B1、B2和排出管B8的合流点之间设有逆止阀B3，因此可防止制冷剂侵入停止状态的匀速压缩机B2，且可防止液态制冷剂的滞留。
并且，若只有可变速压缩机B1运行而进行低负荷运行，则对应的均油回路B5的电磁阀B51被关闭，且不会通过均油配管发生高低压旁路，由于不存在只在均油配管和可变速压缩机B1之间连续循环的制冷剂，从而可以防止低负荷运行时的制冷/制热效率的下降。
但是，当均油口B11、B21和排出管B8通过排油旁路B6连接时，若可变速压缩机B1启动，则混合于机油中的制冷剂由于被加热而发生油品泡沫，导致大量的机油通过排油旁路B6和排出管B8流入室内机(未图示)侧。
而且，如图2的箭头所示，即使开放电磁阀B51，大部分的机油向配管直径大于均油回路B5的排出管B8流动，因而无法从根本上解决由于发生油品泡沫而导致的大量的机油流向室内机侧的问题。
这种现象可以利用用于计算流经直管的制冷剂流量的公式(1)进行说明。
Q＝πd4Δp/128μL  (1)
在此，Q表示制冷剂流量；d表示配管内径；Δp表示压力损失，μ表示制冷剂粘度；L表示配管长度。
如公式(1)所示，流经直管的制冷剂流量与配管内径d4成正比，而且通常均油回路B5的内径设计为相当于排出管B8内径的1/2～1/3，由此可知流经均油回路B5的制冷剂流量相当于流经排出管B8的制冷剂流量的1/16～1/81。
并且，由于机油的分配对应制冷剂流量，因此当发生油品泡沫时，只有相当于排出到排出管B8的油量的1/16～1/81的机油才通过均油回路B5返回到吸入管B7，而剩下的机油则流入室内机侧，导致压缩机B1、B2长时间处于机油不足的状态。
而且，由于每个压缩机B1、B2都设有均油回路B5，导致部件数量的增加，进而影响成本的节省。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种空调装置，其在突出现有的均油系统的特点的同时在压缩机启动时即使发生油品泡沫也可以在短时间内使各压缩机的油量维持适当的水平，并可以节省成本。
为了达到上述目的，根据本发明的空调装置通过排出管从包含可变速压缩机和匀速压缩机的多个高压壳式压缩机导出制冷剂，并通过吸入管将制冷剂导入所述压缩机，所述空调装置包括：通过电磁阀连接所述排出管及所述吸入管，且内径小于所述排出管的内径的高低压调节用气体旁路；用于连接设置于所述可变速压缩机的标准油面高度附近的可变速压缩机均油口和所述气体旁路的所述电磁阀上流侧的排油旁路；用于连接设置于所述匀速压缩机的标准油面高度附近的匀速压缩机均油口和所述吸入管的均油旁路。
在此，所谓高压壳式压缩机是指压缩机的密闭容器内的压力接近排出压力的压缩机。
根据如上构成的压缩机，即使在压缩机启动时产生油品泡沫而导致大量的机油流出可变速压缩机，若通过电磁阀开放气体旁路，则可将流出的大部分机油从气体旁路经由吸入管送回压缩机，并且与以往相比，可减少流向配管直径大的排出管的机油量。结果，由于可以减少流入室内机侧的机油量，因而可在短时间内使得压缩机的油量维持适当水平。
而且，在通常的制冷/制热运行中，当可变速压缩机及匀速压缩机全部运行时，可变速压缩机的残余机油从排油旁路经由气体旁路排出到排出管，并经过室内机分配至各压缩机。同时，匀速压缩机的残余机油从均油旁路排出到吸入管并分配到各压缩机，因此可易于进行各个压缩机之间的均油。
并且，在通常的制冷/制热运行中，当匀速压缩机停止运行时，匀速压缩机的残余机油与匀速压缩机运行时的情况一样，从均油旁路排出至吸入管之后分配至运行中的压缩机，因而可以增加有效的机油量。
另外，在只有可变速压缩机运行的低负荷运行时，由于通过电磁阀关闭气体旁路，因而可阻碍从可变速压缩机排出的制冷剂经由气体旁路返回到可变速压缩机，由此可以防止低负荷运转时的制冷/制热效率的下降。
优选地，还应具备在产生油品泡沫时，防止大量机油流出到室内机侧，而油品泡沫现象消失时，则进行通常的制冷/制热运行，并且为了提高运行效率，从可变速压缩机启动开始的预定时间内开放电磁阀，并在此之后关闭电磁阀的电磁阀控制部件。
由于可变速压缩机在制冷/制热运行中始终运转，因此几乎不会发生液态制冷剂的潜流。由此，为了通过防止排出管的制冷剂侵入制冷/制热运行时处于停止状态的压缩机而防止液态制冷剂滞留，优选地仅在匀速压缩机侧的排出管上设置逆止阀。而且，相对于两侧都设置逆止阀，仅在匀速压缩机侧的排出管设置逆止阀可节省成本。
在低负荷运行时，匀速压缩机停止运行，由于通过逆止阀切断与高压回路的连通，并通过均油旁路与低压回路连通，压缩机密闭容器内的压力与吸入压力相同，因此不会发生因均油旁路而导致一部分制冷剂循环的问题以及制冷/制热效率下降的问题。因此，优选地均油旁路直接连接匀速压缩机均油口及吸入管，而不是通过开闭阀连接，进而通过省去开闭阀而可以节省相应的成本。
根据如上所述构成的本发明的空调装置，在压缩机启动时即使产生油品泡沫可以在短时间内使各压缩机的油量维持适当的水平，并可以节省成本。而且，在制冷/制热运行中，若多个压缩机运行，则可以进行各压缩机之间的均油，而在制冷/制热运行中，即使匀速压缩机停止运行，也不会发生由于残余机油排出而导致停止中的压缩机内滞留液态制冷剂的现象，而且本发明的空调装置还具备在低负荷运行时其制冷/制热效率也不会下降的现有空调装置的特点。
附图说明
图1为现有的空调装置的模式图；
图2为现有的空调装置启动时的机油动向的模式图；
图3为根据本发明的实施例的空调装置的模式图；
图4为根据本发明的实施例的空调装置启动时的机油动向的模式图。
主要符号说明：100空调装置，1为可变速压缩机；11为可变速压缩机均油口，2为匀速压缩机，22为匀速压缩机均油口，3为逆止阀，4为气体旁路，41为电磁阀，5为均油旁路，6为排油旁路，7为吸入管，8为排出管，9为电磁阀控制部件。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
如图3所示，根据本发明的实施例的空调装置100的室外机A包括：并列布置的可变速压缩机1和匀速压缩机2；进行制冷/制热切换的四通阀A1；致使外气与制冷剂进行热交换的热交换器A3；用于调整流入室内机的制冷剂的状态的可变阀A4；从制冷剂分离出液体成分而仅将气体成分排出到压缩机的储液罐A2，而且所述各部件通过配管相互连接。
以下，对所述可变速压缩机1和所述匀速压缩机2周围的配管进行详细的说明。
所述可变速压缩机1和所述匀速压缩机2分别连接在用于排出制冷剂的排出管8和用于吸入制冷剂的吸入管7，而在所述排出管8和所述吸入管7之间设置有用于调整高低压的气体旁路4。而且，还具备连接设置于所述可变速压缩机1的标准油面高度附近的可变速压缩机均油口11和所述气体旁路4的排油旁路6以及连接设置于所述匀速压缩机2的标准油面高度的匀速压缩机均油口21和所述吸入管7的均油旁路5，以进行各个压缩机1、2之间的均油。
以下，对各部分进行说明。
所述可变速压缩机1用于压缩所吸入的制冷剂并排出，且可以根据外部信号改变其排出量。本实施例中，所述可变速压缩机可在制冷/制热运转中连续运转。
所述匀速压缩机2用于压缩所吸入的制冷剂后以一定的压力排出。在本实施例中，空调装置在低负荷运行时，所述匀速压缩机2停止运行。
所述排出管8从所述可变速压缩机1和所述匀速压缩机2延伸，在合流之后连接到四通阀A1。所述排出管8的合流点81与所述匀速压缩机2之间设置有逆止阀3，以防止制冷剂从排出管8逆流到所述匀速压缩机2。
所述吸入管7从储液罐A2延伸，途中分支后分别与所述可变速压缩机1和所述匀速压缩机2连接。
在所述气体旁路4上设置有电磁阀41和气体旁路降压部42。所述气体旁路4从所述排出管8的合流点81与四通阀A1之间连接到所述吸入管7的与储液罐A2的分支点71之间，而除了所述气体旁路降压部42的其他部分的内径设定为相当于所述排出管8的内径的1/2～1/3。如上所述，使所述气体旁路4的管内径相对所述排出管8更小的原因在于为了防止不参与制冷/制热运行的制冷剂大量流动，并防止COP的下降。而且，使用气体旁路4调整高低压的时机为在制冷运行时易发生吸入压力下降或者制热时易发生排出压力上升的低负荷运行的时候，因为此时制冷剂循环量相比高负荷的通常运行时少，因此没有必要使大量的制冷剂旁路。
电磁阀41接收开闭信号而进行开闭，且可以远程控制，其开闭信号来自电磁阀控制部件9。所述电磁阀控制部件9可以由专用电路或计算机构成。
所述气体旁路降压部42对于制冷剂的流动具有阻碍的作用，可通过所述气体旁路降压部42可进行例如低负荷运行时的高低压调整。所述气体旁路降压部42的管道阻力原本应设定为减小管道内径而对通过气体旁路的制冷剂进行降压，由此进行高低压调整，并在低负荷运行时进行高低压调整的尽可能的最大值，而在本实施例中，管路阻力设定得较小，以便在空调装置启动时可排出可变速压缩机排出的机油。但是，这样一来就会有超出所需要量的制冷剂从排出管8流向吸入管7，导致低负荷运行中的高低压调整效率明显下降，因而此时电磁阀41的开放时间相比于将所述气体旁路降压部42的管道阻力设定为原管路阻力值的情况，设定得更短。
所述排油旁路6连接所述可变速压缩机均油口11和所述气体旁路的电磁阀41的上流，且具备与除了所述气体旁路4的气体旁路降压部42之外的部分的配管直径相同的配管直径。
所述均油旁路5的一端连接在所述匀速压缩机均油口21上，由此可以将潜流到所述匀速压缩机均油口21上方的残余机油排出到可变速压缩机1侧的吸入管7。所述均油旁路5的流量容量设定的条件为当所述可变速压缩机1进行高负荷运行时，所述匀速压缩机2的机油量增加。在所述均油旁路5的途中没有设置阀门等部件，仅设置有对从所述匀速压缩机2排出的制冷剂进行降压的均油旁路降压部51。
以下，利用图4并结合机油的动向说明空调装置100的动作。
压缩机启动时，只有所述可变速压缩机1在运行，所述电磁阀41由所述电磁阀控制部件9开放。当所述可变速压缩机1启动时，尤其在外气温度低时，产生油品泡沫，大量的机油从所述可变速压缩机1流出。所述大量的机油通过排油旁路6流入气体旁路4。
这时，由于所述排出管8侧的压力大于所述吸入管7侧，因此流入气体旁路4的机油中的一部分机油流入所述吸入管7，因而与现有配管布置相比，可使大量的机油返回压缩机。
在达到因油品泡沫而不会从可变速压缩机1流出大量的机油的时间时，关闭所述电磁阀41，并转换为通常的制冷/制热运转。
所述因油品泡沫而不会流出大量的机油的时间是通过实验事先求出的，之后保存于所述电磁阀控制部件9。例如，在压缩机壳或者排出管上配备可以检测机油动向的窥镜(sight glass)后，启动长时间放置于低温下的压缩机，由此测定油品泡沫消失或者大量的机油的流动结束的时间即可。
以下，对于制冷/制热运行时的空调装置100的动作和机油的动向进行说明。
在制冷/制热运行中，由于所述气体旁路4的所述电磁阀41处于关闭状态，因此所述可变速压缩机1的残余机油排出到所述排出管8，并经过室内机(未图示)分配到各压缩机1、2。
在所述匀速压缩机2运行时，所述匀速压缩机2的残余机油从所述均油旁路5排出到所述吸入管7，由此分配到各压缩机1、2。
在所述匀速压缩机2停止运行时，相同于所述匀速压缩机2运行时的情况，残余机油从所述均油旁路5排出到所述吸入管7，由此分配到运行中的所述可变速压缩机1。
而且，在空调装置低负荷运行时，若制热的设定温度高于标准使用条件，且所述排出管8侧的压力大于规定值，或者制冷的设定温度低于标准使用条件，且所述吸入管8的压力小于规定值，则开放所述电磁阀41预定时间，以调整所述排出管8和所述吸入管7之间的压力。
如上所述，根据本实施例的空调装置100，排油旁路6并非连接到排出管8而是直接连接到内径小于排出管8内径的高低压调整用气体旁路4，因而即使在可变压缩机1启动时产生油品泡沫导致大量的机油从可变速压缩机1流出，也可以通过开放电磁阀41将流出的机油中的一部分机油经由气体旁路4送回到吸入管7侧，由此将机油送回各压缩机1、2。结果，可以大幅减少流入到室内侧的机油量，进而可以在短时间内使压缩机的油量维持适当的水平。
而且，在产生油品泡沫时，为了将流出的机油送回吸入管7，使用设置于排出管8及吸入管7之间的具有高低压调整作用的现有的气体旁路4，因此无需配备新的均油管，从而不会增加成本。
电磁阀控制部件9在可变速压缩机1启动时开放电磁阀41，并在达到因油品泡沫而不会流出大量的机油的时间时关闭电磁阀41，因此防止空调装置启动时大量的机油流出到室内侧(未图示)，并在油品泡沫消失时转换到通常的制冷/制热运行，从而可提高运行效率。
在通常的制冷/制热运行中，若可变速压缩机1和匀速压缩机2全部运行，则可变速压缩机2的残余机油从排油旁路6经由气体旁路4排出到排出管8，并经过室内机(未图示)分配到各压缩机1、2，而匀速压缩机2的残余机油从均油旁路5排出到吸入管7，并分配到各压缩机1、2，由此可进行压缩机1、2之间的均油。
在制冷/制热运行中，若匀速压缩机2停止运行，则匀速压缩机2的残余机油从均油旁路5排出到吸入管7而分配到运行中的可变速压缩机1，由此可增加有效机油量。
在低负荷运行中，由于运行中的可变速压缩机1在标准的使用条件下其电磁阀41处于关闭状态，因此制冷剂不会通过气体旁路4返回到压缩机1、2。由此，不会存在只是在气体旁路4和可变速压缩机1之间循环的制冷剂，因此可防止低负荷运转时的制冷/制热效率的下降。
由于匀速压缩机2的排出管8上设有逆止阀3，因此在制冷/制热运行中即使匀速压缩机2停止运行，制冷剂也不会从高压侧的排出管8侵入到匀速压缩机的内部，并可以防止液体制冷剂滞留于压缩机内部。
可变速压缩机1在制冷/制热运行中始终运转，因此液态制冷剂很难从排出管8侵入可变速压缩机1内，从而可变速压缩机1侧的排出管8上没有设置逆止阀。即，由于只在匀速压缩机2侧的排出管8上设置逆止阀3，因此相比于在可变速压缩机和匀速压缩机都设置逆止阀的情况，可以减少部件数量。
由于匀速压缩机2在低负荷运行时停止运行，因此即使匀速压缩机2上设有旁路高低压的均油旁路5，也不会降低制冷/制热效率，因而在均油旁路5上没有设置开闭阀。即，由于均油旁路5没有通过开闭阀连接匀速压缩机均油口21及吸入管7，因此可进一步减少部件数量，从而实现降低成本。
而且，本发明并不限制于附图或实施例，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行任何变更。
例如，即使一直开放电磁阀41，也可以防止由于压缩机启动时发生的油品泡沫导致的机油流入室内机侧的现象。
在可变速压缩机1侧的排出管8也可以设置逆止阀3。由此，若空调装置100停止运行，则所述逆止阀3可防止制冷剂从排出管8逆流到可变速压缩机1，且可防止液态制冷剂滞留于可变速压缩机1内部的现象。
在均油旁路5上设置开闭阀时，匀速压缩机2运行时无需进行均油，因而通过关闭开闭阀可以消除在所述均油旁路5和所述匀速压缩机2之间循环的制冷剂，由此可提高制冷/制热效率。

Claims (4)

1.一种空调装置，通过排出管从包含可变速压缩机和匀速压缩机的多个高压壳式压缩机导出制冷剂，并通过吸入管将制冷剂导入各个压缩机，其特征在于所述空调装置包括：通过电磁阀连接所述排出管及所述吸入管，且内径小于所述排出管的内径的高低压调节用气体旁路；用于连接设置于所述可变速压缩机的标准油面高度附近的可变速压缩机均油口和所述气体旁路的所述电磁阀上流侧的排油旁路；用于连接设置于所述匀速压缩机的标准油面高度附近的匀速压缩机均油口和所述吸入管的均油旁路。
2.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于还具备电磁阀控制部件，以用于在所述可变速压缩机启动后的预定时间内开放所述电磁阀。
3.根据权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于仅在所述匀速压缩机侧的排出管上设置逆止阀。
4.根据权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于所述均油旁路没有通过开闭阀而直接连接所述匀速压缩机均油口及所述吸入管。
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