CN103851830A - 油平衡装置和制冷设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种油平衡装置,用于并联压缩机中,所述并联的压缩机为至少三台压缩机,其中,所述油平衡装置包括第一油平衡管和第二油平衡管,其中第一油平衡管连接所有压缩机的油池,而第二油平衡管仅连接除缺油压缩机的油池之外的其余的富油压缩机的油池。

Description

油平衡装置和制冷设备
技术领域
[0001] 本发明整体上涉及制冷技术领域,尤其涉及油平衡装置和制冷设备。
背景技术
[0002] 在制冷系统中有时需要同时使用多台压缩机。例如,压缩机并联技术在空调制冷行业越来越广泛的应用。并联的压缩机有着能量调节方便、单台停机维修方便、成本低等优点。压缩机在工作中润滑油是不可缺少的。但是往往由于压缩机之间的排量不同,管路设计差异等等,可能导致某台压缩机缺少润滑油而被烧毁,特别是低压腔的涡旋压缩机。因此,需要对多台压缩机的油位进行管理。在目前油位管理中,可以采用冷冻行业广为应用的主动回油装置,但是其成本高昂,系统结构复杂,并不适用于商用和轻商用空调领域。也可以采用通过管路设计的方式,但是这些方式不能很可靠地控制压缩机油位安全。
[0003] 因此,现有的油位管理装置不能同时满足低成本和高可靠性的要求。
发明内容
[0004] 本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0005] 相应地,本发明的一个目的是提供一种简单快速的并联压缩机之间的回油装置。
[0006] 本发明的另一目的是提供一种使用这样的回油装置的制冷设备。
[0007] 根据本发明的一个方面,提供了一种油平衡装置,用于并联压缩机中,且所述并联的压缩机为至少3台压缩机,所述油平衡装置包括第一油平衡管和第二油平衡管,其中第一油平衡管连接所有压缩机的油池,而第二油平衡管仅连接除缺油压缩机的油池之外的其余的富油压缩机的油池。
[0008] 优选地,所述第一油平衡管和第二油平衡管连接在富油压缩机油池上的油口高度为压缩机油池中的标准油位高度。
[0009] 优选地,所述第一油平衡管的直径大于、等于或小于第二油平衡管的直径。
[0010] 优选地,所述缺油压缩机的油池配置有油位开关,所述油位开关用于在缺油压缩机的油位低于最低安全油位时,指示关闭所述富油压缩机中的一个压缩机。
[0011] 优选地,所述并联的压缩机为低压腔压缩机,且共用排气管和吸气管。
[0012] 根据本发明的另一方面,提供了一种制冷设备,所述制冷设备使用根据上述的油平衡装置。
[0013] 具体地,所述制冷设备包括:多个并联连接的压缩机,其中所述油平衡装置用于并联压缩机中。
[0014] 另外,所述制冷设备还包括:相互配合在一起的气液分离器、集液器、膨胀阀、风冷或水冷冷凝器、液体管和气体管。
[0015] 优选地,所述液体管和气体管连接至蒸发器。
[0016] 与现有技术相比,在本发明实施例中,设置两个油平衡管,而且由于第二油平衡管仅连接除缺油压缩机的油池之外的其余的富油压缩机的油池,可以大大缩短从富油压缩机向缺油压缩机供油的时间。
附图说明
[0017] 本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0018] 图1为用于多台并联压缩机的油平衡装置的一个实施例的示意图;
[0019] 图2为用于多台并联压缩机的油平衡装置的示意图;
[0020] 图3是用于多台并联压缩机的油平衡装置的示意图,其中一台压缩机配置有油位开关;
[0021] 图4为使用图1显示的油平衡装置的制冷设备的示意图;和
[0022] 图5是本发明的图3的油平衡装置与现有技术的油平衡装置的缺油压缩机的油位恢复比较曲线图。
具体实施方式
[0023] 下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中,相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释,而不应当理解为对本发明的一种限制。
[0024] 本发明实施例提出一种油平衡装置,应用于多台压缩机的制冷系统,可以迅速、可靠地保证压缩机之间的油平衡。在上述的制冷系统中,所述多台压缩机可能会出现有的压缩机欠油,或有的压缩机富油。在此,对术语“欠油压缩机”和“富油压缩机”进行以下简单说明。
[0025] 欠油压缩机是指在这样的压缩机中,油量小于压缩机工作的标准油量或标准油位高度,或者与其它相关联的压缩机相比油量相对较小。反之,富油压缩机是指在这样的压缩机中,油量大于压缩机工作的标准油量,或者与其它相关联的压缩机相比油量相对较大。在实际的多压缩机系统中,欠油压缩机和富油压缩机可以是由实际的使用情况造成的,也可以是由设计者有意设计的,比如可以通过油位差异、供油顺序、油耗大小等多种方式来使得系统中的一个或一些压缩机中的油先于其它压缩机消耗至低于标准油量水平/高度从而形成欠油压缩机,反之则可形成富油压缩机。在本申请中,“油”可以是压缩机工作所需的润滑油。
[0026] 以下将参考附图具体地描述本发明实施例的油平衡装置以及使用该油平衡装置的制冷设备或空调器。
[0027] 参考图1,示出了本发明实施例的一种油平衡装置,用于并联压缩机中,所述并联的压缩机为至少3台压缩机。在本实施例中,为了简洁明了的目的,将所述压缩机的数量设置成3台(分别是压缩机CP1、CP2、CP3,在图中分别由参考标号3、4、5来表示),但是应当理解,压缩机的数量不限于此。
[0028] 其中,所述油平衡装置包括第一油平衡管6和第二油平衡管7,其中第一油平衡管6连接所有压缩机3、4、5的油池,而第二油平衡管7仅连接除缺油压缩机的油池之外的其余的富油压缩机的油池。在图1中示出,第二油平衡管7连接压缩机4和5的油池。在此需要说明的是,在图1中示出的管线中具有粗黑点的管线相交点表示两个管线实际连通或相交的点,同理,不具有粗黑点的相交点则表示两个管线不连通或相交的点。另外,为了简单和清楚起见,例如第一油平衡管6连接压缩机3和压缩机5的连接点则未用粗黑点来进行区分,这是因为本领域技术人员可以清楚地且直接地明白该连接点为实际相连通或相交的连接点。
[0029] 在本实施例中,可以根据并联的多台压缩机的排量设计管路,使得其中I台压缩机始终缺油(即缺油压缩机)而其它压缩机始终富油(即富油压缩机)。在本发明实施例中,设置两个油平衡管,而且由于第二油平衡管7仅连接除缺油压缩机的油池之外的其余的富油压缩机的油池,可以大大缩短从富油压缩机向缺油压缩机供油的时间。
[0030] 具体地参考图2并结合图1,所述第二油平衡管7连接富油压缩机的油池。在本实施例中,示出了第二油平衡管7的三种不同的连接方式,分别由标号(I)、⑵和(3)表示。具体的连接方式可以根据系统的实际情况选择。具体地,在采用连接方式(I)时,第二油平衡管7连接富油压缩机3、4,而压缩机5为缺油压缩机。类似地,在连接方式(2)中,第二油平衡管7连接富油压缩机3、5,而压缩机4为缺油压缩机。在连接方式(3)中,第二油平衡管7连接富油压缩机4、5,而压缩机3为缺油压缩机。
[0031] 根据本发明实施例,所述第一油平衡管6的直径可以大于、等于或小于第二油平衡管7的直径。由于本发明通过在富油压缩机之间设置额外的连接管(第二油平衡管7),将富油压缩机等效于一个大的压缩机,实现了制冷剂与润滑油的同向流动,使得缺油压缩机能够迅速地恢复油位。
[0032] 需要注意的是,第一油平衡管6和第二油平衡管7连接在富油压缩机油池上的油口高度为压缩机油池中的标准油位高度,从而不会导致富油压缩机过度失油。需要注意的是,此处的标准油位高度为本领域技术人员所公知的,且一般由压缩机的设计给出。当然,对于不同的压缩机设计,同一款压缩机的标准油位高度可能是不一样的。
[0033] 在本发明实施例中,所述压缩机可以为低压腔压缩机。
[0034] 在并联低压腔压缩机应用中,多台压缩机3、4、5或更多台压缩机共用排气管I和吸气管2。由于压缩机排量的不同及管路设计,导致某一压缩机始终缺油。第一均油管6用来在压缩机运行过程中均衡各压缩机油位;当某一压缩机停止运行时,其油池中的油由于压差作用流向其它压缩机,同时由于制冷剂与润滑油的同向流动作用,会影响另外仍在运行的压缩机油位均衡,此时第二均油管7就用来使缺油压缩机油位迅速恢复,减少压缩机启动或停止从而减少系统冷量及压力冲击。例如如果压缩机的油池安装有油位开关,则该油位开关会指示关闭富油压缩机。可以理解,如果压缩机频繁地缺油,则就会导致富油压缩机频繁地启停。
[0035] 参见图3,在本发明的另一实施例中示出了在缺油压缩机油池上安装有油位开关,以控制油池中的最低油位。由图3可见,第二油平衡管7的连接方式为图1中示出的连接方式(3)。也就是,在图3示出的情形中,压缩机3为缺油压缩机,压缩机4和5为富油压缩机。如之前描述的,在设计过程中,根据压缩机的排量设计管路,使得压缩机3始终缺油。当缺油的压缩机3油位低于油位开关的最低油位时,该油位开关8报警,其中的一个富油压缩机将被关闭或停止,使得从富油压缩机向缺油压缩机供油。类似地,根据系统实际情况,可以选择第二油平衡管的不同的连接方式(I)、(2)、(3)。
[0036] 可以理解,在该实施例中,缺油压缩机的油池配置有油位开关,使得在缺油压缩机的油位低于最低安全油位时,所述油位开关指示关闭富油压缩机中的一个压缩机,以确保油快速地回流至缺油压缩机。此处的最低安全油位是保证压缩机可靠运行的最低油量。与上述的术语“标准油位高度”相同,所述最低安全油位也是由压缩机的设计给出。
[0037] 参考图4,示出了使用本发明的图3示出的并联压缩机以及它们之间的油平衡装置的制冷设备或空调器。该制冷设备可根据实际应用选择是否配置油分离器,油分离器出口可连接至压缩机共用吸气端。在图4中,所述制冷设备或空调器包括由3台并联的压缩机CP1、CP2、CP3构成的压缩机系统、油分离器9 (OS,Oil Separator)、气液分离器10 (LS,Liquid Separator)、集液器13 (LR, Liquid Receiver)、水冷或风冷冷凝器12 (或水冷装置),膨胀阀11以及液体管14和气体管15。该液体管14和气体管15连接蒸发器(未显示)。来自蒸发器的低温低压的制冷剂气体经由气体管15、四通换向阀16(如果设置有的话)进入气液分离器10,分离出来的气体经吸气管2进入压缩机中被压缩成高温高压的制冷剂气体。该高温高压的制冷剂气体经由排气管I进入所述风冷或水冷冷凝器12中被冷凝成高温高压的液体,该液体进入集液器13中,然后经膨胀阀11节流成为低温低压的制冷剂液体,再进入蒸发器中蒸发为低温低压的制冷剂气体,从而完成一个循环。
[0038] 对于设置有油分离器9(在图中与之相关的管线由虚线示出)的系统,高压的制冷剂气体中的油在油分离器9中被分离出来并经过回油管路回到压缩机中,而经分离的气体之后依次经过所述风冷或水冷冷凝器12、集液器13、膨胀阀11,最终进入蒸发器中蒸发为低温低压的制冷剂气体,从而完成一个循环。
[0039] 对于热泵系统则会设置有四通换向阀16进行制冷或制热模式的转换。
[0040] 参考图5,示出了是本发明的油平衡装置与现有技术的油平衡装置的缺油压缩机的油位恢复曲线图。本发明的油平衡装置采用图3所示的两种油平衡管的连接方式。现有技术中的油平衡装置仅采用单根油平衡管(即本发明的第一油平衡管)。
[0041] 从图5示出的曲线中可以看出,使用本发明的油平衡装置可以使缺油压缩机在2分钟内使油位恢复至70%,明显好于仅用一根油平衡管(5分钟仅回油至20% )。
[0042] 虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明,本领域普通技术人员将理解,在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下,可对这些实施例做出改变,本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (9)

1.一种油平衡装置,用于并联压缩机中,且所述并联的压缩机为至少3台压缩机,其特征在于, 所述油平衡装置包括第一油平衡管和第二油平衡管,其中第一油平衡管连接所有压缩机的油池,而第二油平衡管仅连接除缺油压缩机的油池之外的其余的富油压缩机的油池。
2.根据权利要求1所述的油平衡装置,其特征在于, 所述第一油平衡管和第二油平衡管连接在富油压缩机油池上的油口高度为压缩机油池中的标准油位高度。
3.根据权利要求1所述的油平衡装置,其特征在于, 所述第一油平衡管的直径大于、等于或小于第二油平衡管的直径。
4.根据权利要求1所述的油平衡装置,其特征在于, 所述缺油压缩机的油池配置有油位开关,所述油位开关用于在缺油压缩机的油位低于最低安全油位时,指示关闭所述富油压缩机中的一个压缩机。
5.根据权利要求1所述的油平衡装置,其特征在于, 所述并联的压缩机为低压腔压缩机,且共用排气管和吸气管。
6.一种制冷设备,其特征在于,所述制冷设备使用根据权利要求1-5中任一项所述的油平衡装置。
7.根据权利要求6所述的制冷设备,其特征在于,包括: 多个并联连接的压缩机,其中所述油平衡装置用于并联压缩机中。
8.根据权利要求7所述的制冷设备,其特征在于,还包括: 相互配合在一起的气液分离器、集液器、膨胀阀、风冷或水冷冷凝器、液体管和气体管。
9.根据权利要求7所述的制冷设备,其特征在于, 所述液体管和气体管连接至蒸发器。
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