CN101666305A - 用于容量调节压缩机的回油方法 - Google Patents

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Abstract

用于压缩机马达的控制器被编程以在至少一种较低容量和至少一种较高容量下运行所述马达。所述控制器还能够操作以至少在所述压缩机以所述至少一种较低容量运行时估计已从所述压缩机壳体中流出的油量，一旦估计的油量超过预定的限制值，所述马达控制器能够操作以将所述压缩机马达从所述至少一种较低容量变换至所述至少一种较高容量。所述容量可与空间有关。

Description

用于容量调节压缩机的回油方法
技术领域
本发明涉及用于在包括容量调节压缩机的制冷系统中确保足够的回油的方法。
背景技术
压缩机作为制冷系统的整体部分来使用。通常，压缩机将制冷剂压缩并使所述制冷剂向下游通过冷凝器。来自冷凝器的制冷剂穿过膨胀装置，然后穿过蒸发器。所述制冷剂从所述蒸发器返回到所述压缩机。
在典型地为空调、热泵或制冷设备的制冷系统中包括有润滑剂，润滑剂对于润滑压缩机中的运动部件是特别重要的。然而，润滑剂夹带在制冷剂中，可随着制冷剂流过整个制冷系统。这样，可能没有足够的润滑剂供给返回到压缩机。润滑剂可能停留在制冷系统的其它区域，尤其是停留在冷凝器和蒸发器中。
近来，系统能量效率的改进导致压缩机和制冷系统具有可变的容量。压缩机的容量变化能力的典型应用包括可变速度、多级调节、压缩元件接合的脉宽调制(PWM)或其它影响压缩机的容量和质量流量的方式。从而，如果制冷系统中的冷需求低，那么压缩机可以以较低的容量运行以提高能量效率。在以较高的容量运行时，制冷剂可很好地使足够的润滑剂从冷凝器和蒸发器回到压缩机，使得润滑剂供给充足。然而，对于较低的容量，有时可能难以使润滑剂充分地返回。
一种已知的系统在压缩机以较低的速度运行时周期性地增大速度。短时间保持该增大的速度以使润滑剂回到压缩机。然而，速度的增大不取决于制冷系统中任何现有的状况，从而可能运行得过于频繁或不够频繁。当然，以增大的速度过于频繁地运行稍稍优于以较低的速度运行压缩机的效果。另一方面，以较高的速度运行以使润滑剂返回的这种运行过少将会是更加不理想的。
发明内容
在本发明的公开实施例中，监测系统状况以预测在低容量运行期间从压缩机中流出的油量。当特定量的润滑剂被认为已经从压缩机中流出时，以增大的压缩机容量运行一段时间。作为本发明特定应用的实例，使用可变速度压缩机。
从以下的说明书和附图中可以最好地理解本发明的这些特征和其它特征，下面是简要说明。
附图说明
图1示意性地示出了制冷系统；
图2为在可变压缩机速度下每小时的油损失的曲线图；
图3为流程图。
具体实施方式
图1中示出了制冷系统20。压缩机壳体23包括保持一定数量的润滑油的润滑油槽22。压缩机泵送单元24压缩制冷剂并将所述制冷剂传送至排气管26。润滑剂从排气管26穿过冷凝器28、膨胀装置30、蒸发器32，并通过吸气管33回到压缩机壳体23中。
用于压缩机马达37的控制器36能够以不同速度运行压缩机马达37。从而，当冷需求低时，压缩机也能够在较低的速度下运行以增大能量效率。
传感器34和35分别监测蒸发器32和冷凝器28处的诸如压力的工况。或者，可以使用监测温度或估计饱和制冷剂温度的传感器来检测压缩机运行工况。这些工况可传送至控制器36以在低速运行时帮助确定很可能已经从压缩机壳体23向外流到其它系统组件中的油量。
如图2所示，显示了一曲线，该曲线等同于针对不同的低压缩机速度在一段时间内的油损失。从而，如图所示，在某个点上，在这里是2400rpm，不再出现油损失。然而，在其它速度下，有显著的油损失。
本发明基于例如图2所示的关系对油损失量随时间进行积分(integrate)，并且在所述积分量超过特定限制值时启动马达控制器36以在一段短的回油时间内增大马达的速度。
从而，如图3中的流程图所示，计算损失的油量并且在所述损失的油量超过限制值时增大速度。
在一个实施例中，在具有下述特征的压缩机中，压缩机速度可以在短时间(例如3秒)内从低的能量效率速度快速增加到预定量，例如2400rpm。
出现回油加速的点可被限定为压缩机的吸气和排气压力的函数、压缩机容量的函数或基于其它变量的函数。十系数变换(ten coefficientmap)可以用来设定与图2中所示类似的曲线。
从而，油损失率可计算为：
油损失率(oz/hr)＝a1+a2(PE)+a3(PC)+a4(PE)2+a5(PE)(PC)+a6(PC)2+a7(PE)3+a8(PE)2(PC)+a9(PE)(PC)2+a10(PC)3。
上述油损失率是基于蒸发器的压力和冷凝器的压力。相同形式的等式可应用于蒸发和冷凝温度。还可以乘以引入容量水平因素的乘数。可以通过以下的等式来确定一个这样的乘数：乘数＝b1(Rc)3+b2(Rc)2+b3(Rc)+b4。
其中Rc＝当前容量水平/最大容量水平
作为一个实例，对于可变速度压缩机，Rc可以是：当前rpm/最大RPM。
采用本发明，一旦得到适当的曲线，就在压缩机以低的容量运行时随时间对“损失”的或从压缩机中流出的油量进行计算或积分。一旦这个油量超过预定限制值，那么使压缩机容量在短时间内快速增加到回油速度。
在一个应用中，在压缩机低速运行时以多个离散时间单元计算损失的油量。作为一个实例，每五秒钟计算一次。
虽然已经公开了本发明的实施例，但是本领域技术人员将会理解，某些修改将落在本发明的范围内。为此，以下的权利要求应当用来确定本发明的确切范围和内容。

Claims (18)

1.一种压缩机，包括：
压缩机泵送单元，所述压缩机泵送单元和马达被容纳在一壳体内，所述壳体具有用于保持一定数量的润滑油的槽；
用于所述压缩机的控制器，所述控制器被编程以便在至少一种较低容量和至少一种较高容量下运行，所述控制器还能够操作以至少在所述压缩机以所述至少一种较低容量运行时估计已从所述压缩机壳体中流出的油量，一旦估计的油量超过预定的限制值，所述马达控制器能够操作以将所述压缩机马达从所述至少一种较低容量变换至所述至少一种较高容量。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其中通过改变所述马达的速度来获得所述至少一种较低容量和所述至少一种较高容量。
3.根据权利要求1所述的压缩机，其中基于系统内的压力来进行所述油量估计。
4.根据权利要求3所述的压缩机，其中基于连接至所述压缩机的冷凝器和蒸发器两者的压力来进行所述油量估计。
5.根据权利要求3所述的压缩机，其中基于连接至所述压缩机的冷凝器和蒸发器两者的估计饱和温度来进行所述油量估计。
6.根据权利要求1所述的压缩机，其中基于温度测量来进行所述油量估计。
7.根据权利要求1所述的压缩机，其中将包括容量比值的乘数乘以从所述冷凝器和所述蒸发器的压力或估计饱和温度计算得到的油损失率。
8.一种制冷系统，包括：
冷凝器、蒸发器、膨胀装置和压缩机；
所述压缩机具有用于驱动压缩机泵送单元的马达和用于所述马达的控制器，所述压缩机泵送单元和所述马达被容纳在一壳体内，所述壳体具有用于保持一定数量的润滑油的槽，所述控制器被编程为以至少一种较低容量和至少一种较高容量运行，所述控制器还能够操作以至少在所述压缩机以所述至少一种较低容量运行时估计已从所述压缩机壳体中流出的油量，一旦估计的油量超过预定的限制值，所述马达控制器能够操作以将所述压缩机的马达从所述至少一种较低容量变换至所述至少一种较高容量。
9.根据权利要求8所述的制冷系统，其中基于系统内的压力来对损失的所述油量进行估计。
10.根据权利要求8所述的制冷系统，其中所述油量估计基于所述冷凝器和所述蒸发器两者的压力来进行。
11.根据权利要求8所述的制冷系统，其中将包括RPM值的乘数乘以从所述冷凝器和所述蒸发器的压力计算得到的油损失率。
12.根据权利要求8所述的制冷系统，其中通过改变所述马达的速度来获得所述至少一种较低容量和所述至少一种较高容量。
13.一种运行压缩机的方法，包括以下步骤：
(a)以至少一种较低容量和至少一种较高容量运行用于压缩机的马达；
(b)至少在所述压缩机以所述至少一种较低容量运行时估计已从压缩机壳体中流出的油量；
(c)一旦估计的油量超过预定的限制值，将所述马达从所述至少一种较低容量变换至所述至少一种较高容量。
14.根据权利要求13所述的方法，其中基于系统内的压力对损失的所述油量进行估计。
15.根据权利要求14所述的方法，其中基于连接至所述压缩机的冷凝器和蒸发器两者的压力来进行所述油量估计。
16.根据权利要求13所述的方法，其中将包括RPM值的乘数乘以从所述冷凝器和所述蒸发器的压力计算得到的油损失率。
17.根据权利要求13所述的方法，其中通过改变所述马达的速度来获得所述至少一种较低容量和所述至少一种较高容量。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述油量估计是基于温度测量来进行的。
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