CN103939323A - 并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置。本发明包括布置于压缩机排气端处的油分离器，油分离器上设置油出口端和、制冷剂出口端，制冷剂出口端至少经由冷凝器、储液器和蒸发器连通至压缩机吸气口端处以形成制冷剂回路，油出口端与压缩机吸气回油口端连通布置以形成油循环回路；本装置还包括容纳部，容纳部内腔与油分离器内腔间彼此底部连通形成连通器构造，容纳部上方与油分离器间亦具备连通部；容纳部底部布置加热组件。本发明可有效提升整个油循环分离系统的工作效率，并同步确保制冷循环中制冷压缩机油循环流量测量数据的精确性，以解决传统油分离法进行制冷压缩机油循环率在线测量的准确性差的问题。

Description

并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置

技术领域

本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置，以实现制冷压缩机的冷冻机油循环率在线测量。

背景技术

油气分离元件是影响制冷系统中制冷压缩机工作效率的关键部件，高质量的油气分离元件不仅可保证压缩机的高效率工作，且更可有效确保滤芯的实际寿命。传统的应用油气分离元件进行油循环率测量的制冷系统的结构，通过油分离器对压缩机排气端的制冷剂与冷冻机油混合物进行有效分离，之后分别计测冷冻机油m₁和制冷剂(气体)m₂两路的质量流量，进一步通过m₁/(m₁+m₂)计算得出制冷系统中制冷压缩机油循环率。

在实际操作中，人们发现：由于制冷剂压缩机的冷冻机油必然会有一部分从排气端排出(即排气含油流量)，从而形成上述混合物，为了维持压缩机内所需冷冻油量，必须向压缩机的吸气端再提供一定油量(即回油量)，满足回油量大于或等于排气含油流量的条件下，压缩机才不会缺油，压缩机的油系统循环才可以建立；而压缩机的排气含油流量与压缩机的排气量及油气分离器效率有关，在压缩机排气量一定的情况下，油气分离器效率越高，油气分离器从上述混合物内重复利用而分离出的油就越多，压缩机的回油量就越大，当分离出的油及时回到压缩机，整个油循环系统运行趋于稳态运行时，制冷压缩机油循环率的在线测量就越精确。因此，在排气量一定的前提下，使用油分离法进行油循环率测量的技术方案主要受到两方面因素的影响：油分离器效率和压缩机内部油位的稳定性。多数国内的油分离器产品油分离效率不高，尤其是在油分离器正常工作温度条件下，上述混合物中的制冷剂与冷冻机油常彼此溶解而不能彻底分离，结果导致油循环率测量数据与实际值偏差较大；同时，传统油分离法装置的做法是定时手动进行回油，其实验系统也较为粗糙简单而没有标准性，这些都极大的限制了制冷压缩机油循环率在线测量的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可统一化且结构简便实用的并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置，可有效提升整个油循环体系的工作效率，并同步确保其所在系统内的制冷循环中制冷压缩机油循环流量测量数据的精确性，以解决传统油分离法进行制冷压缩机油循环率在线测量的准确性差的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置，其特征在于：包括布置于压缩机排气端处的油分离器，所述油分离器上设置用于排出分离后油液的油出口端和分离后制冷剂气体的出口端，制冷剂出口端至少经由冷凝器、储液器和蒸发器连通至压缩机吸气口端以形成制冷剂回路，油出口端与压缩机吸气回油口端连通布置以形成油循环回路，油循环回路和制冷剂气体回路上均相应布置流量计；本装置还包括并联油位控制组件，并联油位控制组件包括容纳部，所述容纳部内腔与油分离器内腔间彼此底部连通形成连通器构造，容纳部上方与油分离器间亦具备连通部；所述容纳部底部布置有用于加热其内油液的加热组件；油循环回路的入口端与容纳部间连通布置。

连通部与油分离器间配合处高度高于油分离器内油液高度。

所述加热组件为电加热结构，加热组件环绕覆设于容纳部底部外壁处布置或内置于容纳部下端。

容纳部内布置有液位传感器，且该液位传感器与外部的液位控制组件间电连接布置，油循环回路上还布置有电动流量控制阀；液位传感器感应到容纳部内油液的液位至指定高度时，液位控制组件控制电动流量控制阀动作以实现油液回流。

油循环回路上还设置有用于油循环回路泄压的手动流量调节阀。

油循环回路上还设置有防止该回路油液返流的单向阀，单向阀的导通方向与油循环回路的油液流动方向同向布置。

本发明的主要优点在于：

1)、摒弃了传统的结构设备粗糙而手工化的在线油循环率测试方式，代以容纳部的设计结构，一方面以容纳部(也可称作旁通油位控制部)直接对接制冷系统的油分离器，通过对容纳部事先补油，实现对与之旁通的油分离器内部油位及压缩机回油量的稳定控制，通过连通器的液位连通原理，从而保证稳定运行工况下制冷压缩机出油量计测的准确性；另一方面，通过加热组件的布置，以高温热源促使容纳部内部油液得以迅速升温，使原本部分溶解于冷冻机油中的制冷剂得以气化析出，随油分离器中原本存在的制冷剂气体一起排出至制冷剂回路，从而以该处预先布置的流量计实现制冷剂高精度流量计测功能，进而规避了油分离器效率不高、正常工作温度下制冷剂与冷冻机油的相溶性和油液自身的低温凝结性问题，最终保证了制冷压缩机制冷剂排出量测量的准确性,不但提升了整个油循环体系的工作效率，也同步的确保其系统内的制冷循环的油循环流量测量数据的精确性。

2)、在进行容纳部与油分离器间的连通部的布置时，需要将连通部上的与油分离器间配合处高度高于油分离器内油液高度；这样，方便在容纳部与油分离器间行程连通器结构时，容纳部内能够使用具备一定液位高度的油液，且在容纳部底部具备上述加热组件时，也便于容纳部内由冷冻机油中加热逸散出的气态制冷剂的流通，该气态制冷剂能够直接沿连通部进入油分离器内，最终由油分离器上预设的制冷剂出口端进入制冷剂回路处。

3)、液位传感器与液位控制组件乃至电动流量控制阀的设计，保证了其整个系统的智能化自动控制需求，在预设好容纳部内的液位传感高度后，一旦液位传感器感应容纳部内油液的液位至指定高度时，液位控制组件控制电动流量控制阀动作以实现油液回流；从而摒弃了传统的人工手动回流所带来的费时费力等诸多缺陷，其操作显然更为方便快捷，有效提升整个系统的实际操作效率；手动流量调节阀仍然采用，以实现分离后油路的降压、避免高压回油对压缩机内部油池造成扰动冲击；单向阀的布置，避免了油循环回路内的油液倒灌现象，以确保压缩机自身的工作可靠性。

附图说明

图1是本发明的布置结构示意图；

图2为油分离器及油循环回路的布置结构图。

图中各标号与本发明各部位名称的对应关系如下：

a-第一流量计  b-第二流量计

10-压缩机  20-油分离器  21-油出口端  22-制冷剂出口端

23-连通部  30-容纳部  31-液位传感器  32-液位控制组件

33-电动流量控制阀  34-手动流量调节阀  35-单向阀

40-加热组件

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-2具体阐述本发明的组件构造及其具体工作流程：

本发明的并联油位控制的油循环率试验装置如图1-2所示，主要包括：彼此连通的油分离器20和压缩机10，油分离器20上的制冷剂出口端22和油出口端21分别经由制冷剂回路和油循环回路返流至压缩机10内；旁通油位控制部(也即容纳部30)处布置有液位传感器31和加热组件40，且旁通油位控制部与油分离器20间构成连通器构造，油循环回路沿其内部油路流通方向依次布置有电动流量控制阀33、流量计、手动流量调节阀34以及单向阀35。

本发明具体装配时，旁通油位控制部并联对接制冷系统的油分离器20，旁通油位控制部出油管路上安装电动流量控制阀33，该阀与内置在旁通油位控制部内的液位传感器经过油位高度控制系统也即液位控制组件32实现联动控制。油循环回路经由电动流量控制阀33后再依次串联流量计b、手动流量调节阀34；本装置在使用前，对旁通油位控制部中灌注一定高度的冷冻机油，甚至可设定旁通油位控制部有效监测油位高度为油分离器20进气口位置高度的1/2～2/3，以保证制冷压缩机正常运行时的回油稳定性，灌注油量由手动流量调节阀34控制。旁通油位控制部底部装有加热组件40，用于给旁通油位控制部内部溶有部分制冷剂的冷冻机油进行加热，以使其内部气态制冷剂快速逸散出来；加热组件40的设置方式可为多种，或为外置并环绕旁通油位控制部也即容纳部30整体设置，或为直接内置于旁通油位控制部内下端，此处就不再一一赘述。

本发明在并入制冷系统(如制冷压缩机性能测试台)后可实现在线运转。制冷压缩机正常运行时，油分离器20中油位高度等同于旁通油位控制部中油位高度。通过电动流量调节阀33调节旁通油位控制部，使其内部油位水平维持恒定。电加热提供热量促使旁通油位控制部中冷冻机油内溶解的制冷剂气化，实现了旁通油位控制部内的冷冻机油与制冷剂的有效分离。气化后的制冷剂经上部连通部导入油分离器20，随后由油分离器20进入制冷剂回路，由相应的流量计(设其为第一流量计a)计测出制冷剂流量。旁通油位控制部内剩下的冷冻机油则进入油循环回路，由相应流量计(设其为第二流量计b)计测出系统循环油量，也即压缩机的出油量；则第二流量计b测量值与第一、第二流量计a、b测量值之和的比值即为该制冷压缩机的油循环率。

本发明提出与油分离器并联的外置式旁通油位控制部，通过液位传感器31与回油管路调节阀路的联动控制，也即液位传感器31输出模拟量信号，以联动控制油路中的电动流量控制阀33，通过液位控制组件32的控制，以维持压缩机内油位的稳定，确保压缩机内部供油，在旁通油位控制部中油面稳定的前提下油路流量计的测量值即为制冷压缩机排气带出的油循环量；另一方面，旁通油位控制部带有外部电加热，通过热量的输入促使了旁通油位控制部内溶解于冷冻机油中的制冷剂的完全气化，气态制冷剂随即重新导入油分离器20上端，被排出油分离器20，确保了制冷剂回路处的制冷剂流量和油循环回路中油路流量的在线准确测量，进而最终地确保了制冷压缩机的油循环率测量的准确性。

本装置在安装入既有制冷系统时，不仅可以单独成套使用，同时甚至可直接在目前的油分离器20上做更新换代：也即在油分离器20出油口处布置三通阀接口，在油分离器20高度方向约1/3～1/2位置引出接口也即连通部23，以旁通油位控制部与之构成连通器构造，且并联油位控制的油循环率试验装置的油循环回路与压缩机吸气回油口对接即可；其设备更新成本低而更新操作简便快捷，极其适用于目前的批量设备的快速更新换代操作，同时亦可在更新后有效提升操作者的工作效率和提高测得数据的精确性，一举多得，其市场前景广阔。

Claims (6)

1.一种并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置，其特征在于：包括布置于压缩机(10)排气端处的油分离器(20)，所述油分离器(20)上设置用于排出分离后油液的油出口端(21)和分离后制冷剂气体的制冷剂出口端(22)，制冷剂出口端(22)至少经由冷凝器、储液器和蒸发器连通至压缩机(10)吸气口端处以形成制冷剂回路，油出口端(21)与压缩机(10)吸气回油口端连通布置以形成油循环回路，油循环回路和制冷剂回路上均相应布置流量计，本装置还包括并联油位控制组件，并联油位控制组件包括容纳部(30)，所述容纳部(30)内腔与油分离器(20)内腔间彼此底部连通形成连通器构造，容纳部(30)上方与油分离器(20)间亦具备连通部(23)；所述容纳部(30)底部布置有用于加热其内油液的加热组件(40)；油循环回路的入口端与容纳部(30)间连通布置。

2.根据权利要求1所述的并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置，其特征在于：连通部(23)与油分离器(20)间配合处的高度高于油分离器(20)内油液高度。

3.根据权利要求1所述的并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置，其特征在于：所述加热组件(40)为电加热结构，加热组件(40)环绕覆设于容纳部(30)底部外壁处布置或内置于容纳部(30)下端。

4.根据权利要求1或2或3所述的并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置，其特征在于：容纳部(30)内布置有液位传感器(31)，且该液位传感器(31)与外部的液位控制组件(32)间电连接布置，油循环回路上还布置有电动流量控制阀(33)；液位传感器(31)感应到容纳部(30)内油液的液位至指定高度时，液位控制组件(32)控制电动流量控制阀(33)动作以实现油液回流。

5.根据权利要求4所述的并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置，其特征在于：油循环回路上还设置有用于油循环回路泄压的手动流量调节阀(34)。

6.根据权利要求4所述的并联油位控制的制冷压缩机油循环率在线测量试验装置，其特征在于：油循环回路上还设置有防止该回路油液返流的单向阀(35)，单向阀(35)的导通方向与油循环回路的油液流动方向同向布置。