CN105387662A - 制冷机组和制冷机组的冷媒提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制冷机组和制冷机组的冷媒提纯方法。所述制冷机组包括蒸发器、油箱、压缩机和冷媒提纯结构，所述蒸发器包括与该蒸发器的油与冷媒混合区连通的第一取液口，所述油箱包括进液口和出气口，所述冷媒提纯结构包括可控制通断的第一支路并包括回气支路，所述第一支路的第一端与所述蒸发器的第一取液口连接，所述第一支路的第二端与所述油箱的进液口连接，所述回气支路的第一端与所述油箱的出气口连接，所述回气支路的第二端与所述压缩机的吸气口连接。本发明的技术方案可以有效整合冷媒提纯过程和油箱的油冷却过程，提高能源利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种制冷机组和制冷机组的冷媒提纯方法。
背景技术
制冷机组(如离心式冷水机组)在运转一段时间后，润滑油会混入冷媒中，并最终停留在蒸发器内。由于油的密度小于冷媒，油会浮在蒸发器内的液面处，需定期对冷媒提纯，将混入冷媒的润滑油分离出来并使润滑油返回油箱。
现有技术中较为常见的冷媒提纯方式为：利用引射装置将蒸发器液面附近的油与冷媒的混合液引至压缩机的吸气口。冷媒在压缩机的吸气口处汽化并被压缩机吸走，润滑油则沉淀下来，之后再将油引至油箱，从而提纯冷媒，实现冷媒和油的分离。
在实现本发明的过程中发明人发现：
在用以上冷媒提纯方式对冷媒提纯的过程中，冷媒引到压缩机的吸气口处汽化吸热时未与换热管相互作用，能量未能有效利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制冷机组和制冷机组的冷媒提纯方法，旨在使冷媒提纯过程与油箱的油冷却过程有效整合，提高能源利用效率。
本发明第一方面提供一种制冷机组，所述制冷机组包括蒸发器、油箱、压缩机和冷媒提纯结构，所述蒸发器包括与该蒸发器的油与冷媒混合区连通的第一取液口，所述油箱包括进液口和出气口，所述冷媒提纯结构包括可控制通断的第一支路并包括回气支路，所述第一支路的第一端与所述蒸发器的第一取液口连接，所述第一支路的第二端与所述油箱的进液口连接，所述回气支路的第一端与所述油箱的出气口连接，所述回气支路的第二端与所述压缩机的吸气口连接。
进一步地，所述第一支路包括用于控制所述第一支路的流体通断的第一控制阀。
进一步地，所述冷媒提纯结构还包括可控制通断的第二支路，所述第二支路的第一端与所述蒸发器的第一取液口连接，所述第二支路的第二端与所述压缩机的吸气口连接。
进一步地，所述第二支路包括用于控制所述第二支路的流体通断的第二控制阀。
进一步地，所述蒸发器包括与该蒸发器的纯冷媒区连通的第二取液口，所述冷媒提纯结构还包括可控制通断的第三支路，所述第三支路的第一端与所述蒸发器的第二取液口连接，所述第三支路的第二端与所述油箱的进液口连接。
进一步地，所述第三支路包括用于控制所述第三支路的流体通断的第三控制阀。
进一步地，所述第二支路包括用于将所述油与冷媒混合区的油与冷媒的混合液引至所述压缩机的吸气口的引射装置。
本发明第二方面提供一种制冷机组的冷媒提纯方法，所述冷媒提纯方法对本发明第一方面中任一项所述的制冷机组的冷媒进行提纯，所述冷媒提纯方法包括控制所述第一支路连通的步骤。
进一步地，所述冷媒提纯方法对本发明第一方面中具有第二支路的所述的制冷机组的冷媒进行提纯，所述冷媒提纯方法还包括控制所述第二支路连通的步骤。
进一步地，所述冷媒提纯方法包括：进一步地，进一步地，一段时间内，打开所述第一控制阀的总时长的变化方向与打开所述第二控制阀的总时长的变化方向相反。
进一步地，所述冷媒提纯方法对本发明第一方面中具有第三支路的制冷机组的冷媒进行提纯，当所述蒸发器的液位高度低于所述蒸发器的第一进液口时，所述冷媒提纯方法还包括控制所述第三支路连通的步骤。
基于本发明提供的制冷机组和制冷机组的冷媒提纯方法，制冷机组的冷媒提纯结构包括可控制通断的第一支路，并包括回气支路，第一支路的第一端与蒸发器的第一取液口连接，第一支路的第二端与油箱的进液口连接，回气支路的第一端与油箱的出气口连接，回气支路的第二端与压缩机的吸气口连接。在油箱内的油需要冷却时，可以控制第一支路连通，使油与冷媒的混合液进入油箱，冷媒在油箱中吸收油箱的油的热量气化后送入压缩机的吸气口，混合液中的油则留在油箱中，从而可以有效整合冷媒提纯过程和油箱的油冷却过程，提高能源利用效率。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明具体实施例的制冷机组的蒸发器、油箱、压缩机和冷媒提纯结构的连接示意图。
图1中，各附图标记分别代表：
10、蒸发器；
11、油与冷媒混合区；
12、纯冷媒区；
20、油箱；
30、压缩机；
40、冷媒提纯结构；
41、第一支路；
411、第一控制阀；
42、第二支路；
421、第二控制阀；
43、第三支路；
431、第三控制阀；
44、回气支路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明具体实施例的制冷机组的蒸发器、油箱、压缩机和冷媒提纯结构的连接示意图。
如图1所示，该实施例的制冷机组包括蒸发器10、油箱20、压缩机30和冷媒提纯结构40。蒸发器10具有与该蒸发器10的油与冷媒混合区11连通的第一取液口。油箱20包括进液口和出气口。冷媒提纯结构40包括可控制通断的第一支路41并包括回气支路44。第一支路41的第一端与蒸发器10的第一取液口连接，第一支路41的第二端与油箱20的进液口连接。回气支路44的第一端与油箱20的出气口连接，回气支路44的第二端与压缩机30的吸气口连接。
基于本发明提供的制冷机组，在油箱20需要冷却时，可以控制第一支路41连通，使油与冷媒的混合液进入油箱20。冷媒在油箱20中吸收油箱的油的热量气化后送入压缩机30的吸气口，混合液中的油则留在油箱20中，从而可以有效整合冷媒提纯过程和油箱的油冷却过程，提高能源利用效率。
进一步地，本发明的制冷机组的冷媒提纯结构40管路简化，节省空间，也便于加工和装配。
其中，第一支路41包括用于控制第一支路41的流体通断的第一控制阀411。通过对第一控制阀411的控制可以控制第一支路41的通断。
本实施例中优选地，第一控制阀411为电磁阀。该设置利于对冷媒提纯和油箱的油冷却的电气控制。
如图1所示，冷媒提纯结构40还包括可控制通断的第二支路42。第二支路42的第一端与蒸发器10的第一取液口连接，第二支路42的第二端与压缩机30的吸气口连接。
设置第二支路42可以在油箱20满足了冷却需求的基础上，以控制第二支路42连通的方式满足冷媒提纯需求。
如图1所示，第二支路42包括用于控制第二支路42的流体通断的第二控制阀421。通过对第二控制阀421的控制可以控制第二支路42的通断。
本实施例中优选地，第二控制阀421为电磁阀。该设置利于对冷媒提纯和油箱的油冷却的电气控制。
如图1所示，本实施例中，蒸发器10还具有与该蒸发器10的纯冷媒区12连通的第二取液口。冷媒提纯结构40还包括可控制通断地设置的第三支路43。第三支路43的第一端与蒸发器10的第二取液口连接，第三支路43的第二端与油箱20的进液口连接。
第三支路43的设置可以在蒸发器10的冷媒量不足时，控制第三支路43连通，通过第三支路43取液，以满足对油箱冷却的需求。
其中，第三支路43包括用于控制第三支路43的流体通断的第三控制阀431。通过对第三控制阀431的控制可以控制第三支路43的通断。
本实施例中优选地，第三控制阀431为电磁阀。该设置利于对冷媒提纯和油箱的油冷却的电气控制。
本实施例中，第二支路42还包括用于将油与冷媒混合区11的液体引至压缩机30的吸气口的引射装置。引射装置为第二支路42内的油与冷媒的混合液的流动提供动力。
本实施例将冷媒提纯过程和油冷却的过程进行整合，在需要对油箱20内的油进行冷却时，将蒸发器10内的油与冷媒的混合液部分引入油箱20，在降低油温的同时，还可以使冷媒吸收油的热量气化，从回气支路44送入压缩机30的吸气口，油留在油箱20内部，达到油和冷媒分离的目的，从而有效利用冷媒汽化吸热，减少能源浪费。
其中，在蒸发器10上设置两个取液口，第一取液口设置在蒸发器10的正常液位下的油与冷媒混合区11，即通常的液面高度处，可以取冷媒和油的混合液；第二取液口设置在蒸发器10的正常液位下的纯冷媒区12处，第二取液口的位置比第一取液口低，在蒸发器10的液位正常的情况下从第二取液口可以取纯冷媒。在油箱20上设置一个进液口和一个出气口，并将位于油箱20顶部的出气口与压缩机30的吸气口连通，使油箱20内的气态冷媒能被吸入压缩机30。
本实施例还提供一种制冷机组的冷媒提纯方法。该冷媒提纯方法对前述的制冷机组的冷媒进行提纯，冷媒提纯方法包括控制第一支路41连通的步骤。优选地，控制第一支路41间歇性地连通。
进一步地，冷媒提纯方法还包括控制第二支路42连通的步骤。优选地，控制第二支路42间歇性地连通。
其中，可以根据油箱20的油温控制第一支路41连通的时长和/或次数。进一步地，根据第一支路41连通的时长和/或次数，控制第二支路42连通的时长和/或次数。例如，在一段时间内，打开第一控制阀411的总时长的变化方向与打开第二控制阀421的总时长的变化方向相反。
进一步地，当蒸发器10的液位高度低于蒸发器10的第一进液口时，冷媒提纯方法还包括控制第三支路43连通的步骤。优选地，控制第三支路43间歇性地连通。通过该步骤，可以在蒸发器的冷媒量不足时仍然能对油箱20进行及时、有效地冷却。
冷媒提纯过程优选地是控制第一支路41间歇性地连通，即按一定时间间隔地启动，而油冷却过程优选地是控制第一支路41间歇性地连通，根据油温来决定第一支路41是否连通，两者的周期不一致。
本实施例中，可以通过记录某段时间内开启第一控制阀411进行油冷却的次数及时长，来决定开启第二控制阀421进行冷媒提纯的次数及时长。
如果在某段时间内，开启第一控制阀411进行油冷却的次数较多或时间较长，可以只打开第一控制阀411，而关闭第二控制阀421和第三控制阀431，使油与冷媒的混合液进入油箱20。这样间歇性的动作，可使蒸发器10内的油保持在较少的量。
在开启第一控制阀411进行油冷却的次数较多或时间较长的情况下，也可以适当延长通过第二支路42单纯进行冷媒提纯的操作周期，或减少单次提纯冷媒所用的时间。例如，在一段时间内进行较少时间的油冷却时，设置通过第二支路42单纯进行冷媒提纯每2小时一次、每次10分钟，如果在另一段时间内进行了较多次或每次较长时间的油冷却，则可以改为通过第二支路42单纯进行冷媒提纯每3小时一次或每次5分钟。即在一段时间内，打开第一控制阀411的总时长的变化方向与打开第二控制阀421的总时长的变化方向相反。这样就能更大限度地利用冷媒汽化所吸收的热量。
因蒸发器10内液面波动较大，为保证油冷却过程中取液成功，在液面较低处设置了第二取液口，通过第三支路43连接第二取液口与油箱20的进液口。当蒸发器10液面的冷媒不够冷却油箱20时，可以打开第三控制阀431取液。
另外，如果在前段时间内，打开第一控制阀411进行油冷却的次数较少或每次进行油冷却的周期较短，则蒸发器10内可能积累较多的油。此时，如果同时还需对油箱20降温，则可同时开启第一控制阀411和第二控制阀421，可以实现既能较快提纯又能降低油温的效果。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (13)
1.一种制冷机组，所述制冷机组包括蒸发器(10)、油箱(20)、压缩机(30)和冷媒提纯结构(40)，其特征在于，所述蒸发器(10)包括与该蒸发器(10)的油与冷媒混合区(11)连通的第一取液口，所述油箱(20)包括进液口和出气口，所述冷媒提纯结构(40)包括可控制通断的第一支路(41)并包括回气支路(44)，所述第一支路(41)的第一端与所述蒸发器(10)的第一取液口连接，所述第一支路(41)的第二端与所述油箱(20)的进液口连接，所述回气支路(44)的第一端与所述油箱(20)的出气口连接，所述回气支路(44)的第二端与所述压缩机(30)的吸气口连接。
2.根据权利要求1所述的制冷机组，其特征在于，所述第一支路(41)包括用于控制所述第一支路(41)的流体通断的第一控制阀(411)。
3.根据权利要求1所述的制冷机组，其特征在于，所述冷媒提纯结构(40)还包括可控制通断的第二支路(42)，所述第二支路(42)的第一端与所述蒸发器(10)的第一取液口连接，所述第二支路(42)的第二端与所述压缩机(30)的吸气口连接。
4.根据权利要求3所述的制冷机组，其特征在于，所述第二支路(42)包括用于控制所述第二支路(42)的流体通断的第二控制阀(421)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷机组，其特征在于，所述蒸发器(10)包括与该蒸发器(10)的纯冷媒区(12)连通的第二取液口，所述冷媒提纯结构(40)还包括可控制通断的第三支路(43)，所述第三支路(43)的第一端与所述蒸发器(10)的第二取液口连接，所述第三支路(43)的第二端与所述油箱(20)的进液口连接。
6.根据权利要求5所述的制冷机组，其特征在于，所述第三支路(43)包括用于控制所述第三支路(43)的流体通断的第三控制阀(431)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷机组，其特征在于，所述第二支路(42)包括用于将所述油与冷媒混合区(11)的油与冷媒的混合液引至所述压缩机(30)的吸气口的引射装置。
8.一种制冷机组的冷媒提纯方法，其特征在于，所述冷媒提纯方法对根据权利要求1至7中任一项所述的制冷机组的冷媒进行提纯，所述冷媒提纯方法包括控制所述第一支路(41)连通的步骤。
9.根据权利要求8所述的冷媒提纯方法，其特征在于，所述冷媒提纯方法对根据权利要求3或4所述的制冷机组的冷媒进行提纯，所述冷媒提纯方法还包括控制所述第二支路(42)连通的步骤。
10.根据权利要求9所述的冷媒提纯方法，其特征在于，所述冷媒提纯方法包括：根据所述油箱(20)的油温控制所述第一支路(41)连通的时长和/或次数。
11.根据权利要求10所述的冷媒提纯方法，其特征在于，根据所述第一支路(41)连通的时长和/或次数，控制所述第二支路(42)连通的时长和/或次数。
12.根据权利要求9所述的冷媒提纯方法，其特征在于，一段时间内，打开所述第一控制阀(411)的总时长的变化方向与打开所述第二控制阀(421)的总时长的变化方向相反。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的冷媒提纯方法，其特征在于，所述冷媒提纯方法对根据权利要求5或6所述的制冷机组的冷媒进行提纯，当所述蒸发器(10)的液位高度低于所述蒸发器(10)的第一进液口时，所述冷媒提纯方法还包括控制所述第三支路(43)连通的步骤。
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