CN103403477B

CN103403477B - 致冷回路中的补油

Info

Publication number: CN103403477B
Application number: CN201080070471.XA
Authority: CN
Inventors: J.西格特
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: EP2646762A2; WO2012072139A3; ES2579436T3; WO2012072139A2; EP2646762B1; CN103403477A; US20130255286A1

Abstract

本发明涉及一种具有至少两个压缩机的致冷回路，每个压缩机包括至少一个润滑点和至少一个油泵，所述油泵具有用于将油提供到所述润滑点的出口；其中所述压缩机中的至少一个压缩机的所述油泵的所述出口与至少一个不同压缩机的所述润滑点流体连接。

Description

致冷回路中的补油

技术领域

用于循环致冷剂并在致冷剂的流动方向上包括排热换热器、接收器、膨胀装置、蒸发器以及压缩机的致冷回路众所周知，并广泛用于致冷目的。一些实施方案包括一对压缩机，所述压缩机并联连接，以提高致冷回路的性能。使用一对并联压缩机不仅提高所述回路的性能，也提高所述回路的灵活性，因为可以打开或关闭单独的压缩机以便调整由压缩机组件提供的性能。使用一对并联压缩机进一步提高所述回路的可靠性，因为可以在即便一个压缩机破损或因维修而不工作时操作所述回路。

背景技术

通常情况下，压缩机由循环穿过所述压缩机并且借助于其运动零件而流动的油润滑。当至少两个这种类型的压缩机并联连接时，存在单独压缩机的油位将在操作期间改变的问题，因为油被携带到致冷剂上并且与致冷剂一起循环穿过致冷回路。油在所述压缩机之间的这种转移可能导致一个或多个压缩机的油完全耗尽，从而可能严重损坏对应的压缩机。

US 5 586 450 A公开了一种包括两个压缩机的致冷回路。每个压缩机具有油泵，所述油泵具有相对于对应压缩机的润滑要求的超额容量。所述超额容量通过浮阀转入到连接至每个压缩机的共用管线中。响应于相关压缩机中的油位来操作每个浮阀，这样使得因超额容量而转入的油被供应到回路中缺少油的任何压缩机中。

发明内容

将有益的是，提供用于保持多个并联工作的单独压缩机中的油位恒定的装置，以及提供一种用于操作包括多个压缩机的致冷回路的方法，所述方法保持单独压缩机中的油位在操作期间恒定。

本发明的示例性实施方案包括具有至少两个压缩机的致冷回路。每个压缩机包括：至少一个润滑点，即，在压缩机工作时将被供有油的点；以及至少一个油泵，所述油泵具有用于将油提供到所述润滑点的出口。所述压缩机中至少一个压缩机的油泵的出口与至少另一个压缩机的润滑点流体连接，从而允许所述油泵将油提供到所述另一个压缩机的润滑点。

本发明的示例性实施方案进一步包括一种操作具有至少两个压缩机的致冷回路的方法，其中所述压缩机中每一个压缩机具有至少一个润滑点以及具有至少一个出口的至少一个油泵。所述方法包括将油从所述油泵中一个油泵的出口提供到至少另一个压缩机的润滑点的步骤。

附图说明

以下将参考附图更详细描述本发明的实施方案，其中：

图1示出了根据本发明的第一实施方案的致冷回路的示意图；

图2示出了根据本发明的第二实施方案的致冷回路的示意图；

图3示出了根据本发明的第三实施方案的致冷回路的示意图；

具体实施方式

图1示出了被构造成用于在如箭头A所示的逆时针方向上循环致冷剂的致冷回路的示意图。致冷回路在致冷剂的流动方向上包括：排热换热器2，所述排热换热器被构造成用于冷却致冷剂；接收器4，所述接收器被构造成用于储存致冷剂；一对膨胀装置6a、6b，所述膨胀装置被构造成用于使循环的致冷剂膨胀，即，降低致冷剂的压力；以及两个蒸发器8a、8b，所述蒸发器被分别布置在膨胀装置6a、6b的下游，并且被构造成用于加热和蒸发膨胀的致冷剂。

尽管在图1所示的示例性实施方案中，两个膨胀装置6a、6b和两个蒸发器8a、8b并联连接，但本领域技术人员清楚地了解，任何数目的膨胀装置6a、6b和蒸发器8a、8b可以并联连接，以满足个性化需求。具体来说，在最简单的形式中，致冷回路可以包括仅一个膨胀装置6a和仅一个蒸发器8a。

致冷回路进一步包括压缩机10a、10b、10c的组件10，这些压缩机的入口和出口并联连接，以抽吸离开蒸发器8a、8b的致冷剂，压缩所述致冷剂，并且将压缩的致冷剂分送至排热换热器2。

在图1所示的示例性实施方案中，组件10包括三个并联连接的压缩机10a、10b、10c。然而，本领域技术人员清楚地了解，可以使用任何所需数目的压缩机10a、10b、10c。

压缩机10a、10b、10c中的每一个压缩机包括油槽20a、20b、20c，这些油泵用于收集在工作期间循环穿过压缩机10a、10b、10c的油，从而润滑压缩机10a、10b、10c的运动零件。

压缩机10a、10b、10c的油槽20a、20b、20c借助于油槽补偿管线22彼此连接，从而允许油从油槽20a、20b、20c中的每一个油槽流到另一个压缩机10a、10b、10c的油槽20a、20b、20c，以便在压缩机10a、10b、10c的油槽20a、20b、20c之间实现补油。由于这种类型的补油中不涉及任何油泵，因此这种类型的补油可以视作被动式补油。

具体来说，如果油槽20a、20b、20c中一个油槽中的油位超过另一压缩机的油槽20a、20b、20c中的油位，那么这将在对应压缩机10a、10b、10c的油槽20a、20b、20c之间产生压力差，这将会导致油从包含较多油的油槽20a、20b、20c向包含较少油的油槽20a、20b、20c流动。

压缩机10a、10b、10c中的每一个压缩机进一步包括油泵12a、12b、12c，这些油泵被构造成用于将来自对应油槽20a、20b、20c的油输送至润滑点，即，需要在压缩机10a、10b、10c工作期间润滑的点。

提供具有油泵12a、12b、12c的压缩机10a、10b、10c的阵列10以及连接压缩机的油槽20a、20b、20c的油槽补偿管线22在当前技术水平中是已知的。

根据本发明的致冷回路进一步包括共用补油管线18，所述共用补油管线将压缩机10a、10b、10c的油泵12a、12b、12c的出口彼此流体连接并且与其它压缩机10a、10b、10c的润滑点流体连接。

所述共用补油管线18允许压缩机10a、10b、10c中每一个压缩机的每个油泵12a、12b、12c将油输送到多个压缩机10a、10b、10c中每一个压缩机的润滑点。

因此，即使油槽20a、20b、20c中的一个油槽可能在压缩机10a、10b、10c的工作期间排干，排干的压缩机10a、10b、10c的润滑点将由另一个压缩机10a、10b、10c的至少一个油泵12a、12b、12c输送的油进行润滑。经由共用补油管线18输送至所述压缩机10a、10b、10c的油将在其通过并润滑所述压缩机10a、10b、10c的运动零件后流到排干的压缩机的油槽20a、20b、20c。

因此，任何压缩机10a、10b、10c的排干的油槽20a、20b、20c将通过经由共用补油管线18将来自其它压缩机10a、10b、10c中至少一个压缩机的油转移到油已耗尽的压缩机10a、10b、10c中的每一个压缩机来重新填充。

因此，可靠地防止了压缩机10a、10b、10c因缺少润滑油而损坏。不再需要昂贵装置或精密控制算法来避免油分布不足。

此外，即使油泵12a、12b、12c中的一个油泵破损或因维修而停止，也可以通过额外压缩机10a、10b、10c的油泵12a、12b、12c来可靠地提供对压缩机10a、10b、10c中的每一个压缩机的充分供油。这进一步提高了致冷回路的可靠性。

在图1所示的示例性实施方案中，可切换阀14a、14b、14c布置在压缩机10a、10b、10c中的每一个压缩机的油泵12a、12b、12c的出口与共用补油管线18之间。如果压缩机10a、10b、10c中的一个压缩机被关闭以进行维修或者因致冷回路的负载低而关闭，则可以关闭相应的可切换阀14a、14b、14c，从而避免不必要地将油供应到所述非工作的压缩机10a、10b、10c。

通过选择性地打开并关闭对应的可切换阀14a、14b、14c，可以选择性地控制压缩机10a、10b、10c之间的补油，从而均衡多个油槽20a、20b、20c中的油位。

在本发明的一个实施方案中，压缩机10a、10b、10c中的至少一个压缩机可以包括变速传动装置(VSD) 16，所述变速传动装置允许控制对应的压缩机10a的速度和性能。这允许不仅通过打开和关闭单独压缩机10a、10b、10c而且另外通过变更压缩机10a中的至少一个压缩机的速度来调整压缩机10a、10b、10c的组件10的性能。

当将共用补油管线18与包括变速传动装置16的压缩机10a结合使用时，VSD驱动的压缩机10a的润滑将更加安全，并且油携带率(OCR)将减小。

本领域技术人员将轻易地了解到，接收器4是致冷回路的任选功能部件，并且本发明也可以应用于不包括接收器4的致冷回路。

具有致冷器的致冷回路可以包括闪蒸气体管线，所述管线从接收器4延伸到压缩机10a、10b的入口，并且被构造成用于将闪蒸气体从接收器4放出到绕过膨胀装置6a、6b和蒸发器8a、8b的压缩机10a、10b。闪蒸气体管线有助于提高致冷回路的性能以及效率。

在图2所示的第二实施方案中，致冷回路是二级膨胀致冷回路，包括布置在排热换热器2与接收器4之间的第一高压膨胀阀3以及在流动方向上布置在接收器的出口与蒸发器8a、8b的入口之间的第二低压膨胀装置6a、6b。

在此类二级膨胀致冷回路中，离开排热换热器2的高压致冷剂通过高压膨胀阀3部分地膨胀至中压。致冷剂以所述中压储存在接收器4中。

从接收器4中获取的致冷剂在进入蒸发器8a、8b之前通过至少一个低压膨胀装置6a、6b从中压膨胀到低压。

如二级膨胀致冷中进行的二级膨胀提高了致冷回路的性能和效率，尤其是在将CO₂用作致冷剂的情况下。CO₂提供非常高效的致冷剂。

图3示出了与图1所示的第一实施方案类似的另一个实施方案。然而，在所述第三实施方案中，压缩机10a、10b、10c的油槽20a、20b、20c不像图1中所示的第一实施方案一样通过油槽补偿管线22连接。

在此第三实施方案中，补油完全通过共用补油管线18来执行，所述共用补油管线将单独压缩机10a、10b、10c的油泵12a、12b、12c的出口流体连接。即，单独油槽20a、20b、20c之间的补油通过经由油泵12a、12b、12c和共用补油管线18将油从油槽20a、20b、20c中的至少一个油槽泵送到至少一个不同压缩机10a、10b、10c的润滑点来执行。油随后将从所述润滑点流向对应压缩机10a、10b、10c的油槽20a、20b、20c，从而重新填充所述油槽20a、20b、20c。

在所述第三实施方案中，可以节省油槽补偿管线22所需的空间以及提供并维护所述油槽补偿管线22的成本。因此，根据第三实施方案的致冷回路的成本相对于根据第一实施方案的致冷回路得到减小。

上述本发明的示例性实施方案允许有效且可靠地实现压缩机之间的补油。具体来说，本发明的示例性实施方案向所有压缩机提供可靠的油供应，即使在所述油泵中的一个油泵不工作或者所述油槽中的一个油槽的油耗尽时也是如此。因此，本发明的示例性实施方案提高了包括多个压缩机的致冷回路的可靠性。

每个压缩机的油泵的出口可以与至少一个额外压缩机的润滑点流体连接。这确保了向每个压缩机的润滑点的可靠油供应。

所述压缩机中的每一个压缩机的每个润滑点可以与至少一个不同压缩机的油泵流体连接。这确保了向所有压缩机的润滑点的可靠油供应。

所述压缩机的油泵的出口可以通过共用补油管线流体连接。共用补油管线允许以低成本执行所有压缩机的油泵的出口之间的补油。

所述共用管线可以与所有压缩机的润滑点流体连接。这提供了向所有压缩机的润滑点的可靠油供应，并且因此提高了致冷回路的可靠性。

所述压缩机可以包括油槽和油泵，所述油槽和油泵被构造来将来自对应油槽中的油输送到对应压缩机的润滑点。油槽提供用于在压缩机内收集并储存一定量油并且将所述油提供到油泵以输送至对应润滑点的有效装置。

一对压缩机的油槽可以通过油槽补偿管线彼此流体连接。使一对压缩机的油槽流体连接允许通过因不同油槽中的不同油压而使油从一个油槽直接流到另一个压缩机的油槽来在压缩机之间容易地进行补油，所述不同油压由不同压缩机中的不同油位引起。

在一个实施方案中，所述压缩机的油槽彼此不是流体连接的。这节省了使压缩机的油槽流体连接的油槽补偿管线的成本。在这种情况下，补油仅通过如上所述的流体连接的油槽出口来执行。

所述压缩机中的至少一个压缩机可以包括变速传动装置。包括变速传动装置的压缩机允许灵活地调整所述压缩机的性能。所述压缩机也允许比打开/关闭一组压缩机中的一个或多个压缩机更精细地调整所述压缩机的性能。

可切换阀可以布置在所述压缩机中的至少一个压缩机的油泵出口与所述润滑点中的至少一个润滑点之间。具体来说，所述可切换阀可以是电磁阀。可切换阀允许对应压缩机与其它压缩机流体分离，尤其是在对应压缩机不工作时。将不工作的压缩机与其它压缩机分离允许避免油不合需要地流向和流出不工作的压缩机。

可切换阀也可以布置在所述压缩机中的至少一个压缩机的油泵出口与上述共用补油管线之间，从而允许通过关闭与不工作压缩机相对应的可切换阀来避免不工作压缩机与共用补油管线之间不合需要的油流动。

在致冷回路工作期间，可以将来自所述油泵中的一个油泵的油供应到所有压缩机的润滑点。这确保了所有压缩机均被可靠地供应润滑油。

所述操作也可以包括将来自所有压缩机的油泵的油供应到所有压缩机的润滑点。这提供了所有压缩机的非常有效且可靠的润滑。

油可以被输送穿过使压缩机的油泵出口流体连接的共用补油管线。这提供了用于输送油的非常有效的装置。

操作致冷回路可以包括致动布置在所述压缩机中的一个压缩机的油泵出口与共用管线之间的至少一个可切换阀。这允许避免共用管线与不工作的压缩机之间不合需要的油交换。

所述操作也可以包括输送来自形成于所述压缩机中的至少一个压缩机中的油槽的油。输送来自形成于所述压缩机中的至少一个压缩机中的油槽的油提供了一种有效的油输送方式。

操作致冷回路可以进一步包括调节所述压缩机中的至少一个压缩机的速度。这允许依据致冷回路的负载有效地调整所述压缩机或一组压缩机的性能。

尽管已参考示例性实施方案来描述本发明，但本领域技术人员将了解到，可以在不脱离本发明范围的情况下做出各种改变并且用等效形式替代其基本范围。此外，可以在不脱离本发明基本范围的情况下做出许多修改，以使特殊情况或材料适用于本发明的教示。因此，本发明意图不限于所公开的特定实施方案，但是本发明将包括落在随附权利要求书的范围内的所有实施方案。

Claims

1.一种在致冷回路的至少两个压缩机之间的补油系统，每个压缩机包括至少一个润滑点和至少一个油泵，所述油泵具有用于将油提供到所述润滑点的出口，所述润滑点为需要在所述压缩机各自工作期间润滑的点；

其中所述压缩机中的至少一个压缩机的所述油泵的所述出口与至少一个不同压缩机的所述润滑点流体连接，使得通过所述油泵输送的油仅在其通过各自的压缩机的至少一个润滑点之后流动至油槽。

2.根据权利要求1所述的补油系统，其中每个压缩机的所述油泵的所述出口与至少一个不同压缩机的所述润滑点流体连接。

3.根据权利要求1或2所述的补油系统，其中每个压缩机的所述润滑点与至少一个不同压缩机的所述油泵流体连接。

4.根据权利要求1所述的补油系统，其中所有压缩机的所述油泵的所述出口通过共用补油管线流体连接。

5.根据权利要求4所述的补油系统，其中所述共用补油管线与所有所述压缩机的所述润滑点流体连接。

6.根据权利要求1所述的补油系统，其中所述压缩机包括油槽，并且所述油泵被构造成用于将来自所述压缩机的所述油槽的油输送到所述润滑点。

7.根据权利要求6所述的补油系统，其中所述压缩机的所述油槽流体连接。

8.根据权利要求6所述的补油系统，其中所述压缩机的所述油槽不是流体连接的。

9.根据权利要求1所述的补油系统，其中所述压缩机中的至少一个压缩机包括变速传送装置。

10.根据权利要求1所述的补油系统，其中存在至少一个可切换阀，所述至少一个可切换阀布置在所述压缩机中的至少一个压缩机的所述油泵的所述出口与所述润滑点中的至少一个润滑点之间。

11.根据权利要求4所述的补油系统，其中存在至少一个可切换阀，所述至少一个可切换阀布置在所述压缩机中的至少一个压缩机的所述油泵的所述出口与所述共用补油管线之间。

12.根据权利要求10所述的补油系统，其中所述至少一个可切换阀是电磁阀。

13.一种操作致冷回路的方法，所述致冷回路包括至少两个压缩机，所述压缩机中的每一个压缩机具有至少一个润滑点以及具有至少一个出口的至少一个油泵，所述润滑点为需要在所述压缩机各自工作期间润滑的点，其中所述方法包括将油从所述油泵中的一个油泵的所述出口供应到至少一个其它压缩机的所述润滑点，使得通过所述油泵输送的油仅在其通过各自的压缩机的至少一个润滑点之后流动至油槽。

14.如权利要求13所述的方法，其进一步包括将油从所述油泵中的一个油泵供应到所有压缩机的所述润滑点。

15.如权利要求13或14所述的方法，其进一步包括将油从所有压缩机的所述油泵供应到所有压缩机的所述润滑点。

16.如权利要求13所述的方法，其进一步包括经由共用补油管线输送所述油，所述共用补油管线使所述压缩机的所述油泵的所述出口流体连接。

17.如权利要求16所述的方法，其进一步包括致动布置在所述压缩机中的一个压缩机的所述油泵的所述出口与所述共用补油管线之间的至少一个可切换阀。

18.如权利要求13所述的方法，其进一步包括输送来自形成于所述压缩机中的至少一个压缩机中的油槽的油。

19.如权利要求13所述的方法，其进一步包括调节所述压缩机中的至少一个压缩机的速度。