CN107061287B - 压缩机及热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机及热泵系统，所述述压缩机适于应用在热泵系统中，所述热泵系统设有与所述压缩机相连的回油装置以及用于控制所述回油装置的控制装置，所述压缩机上设有用于检测腔内油位高度的检测件，所述控制装置适于与所述检测件电连接以根据检测结果控制回油。根据本发明实施例的压缩机，由于设置可检测压缩机内部油位的检测件从而实现根据检测件的检测结果来控制回油，保证了压缩机的内部始终具有足够的润滑油，避免了因缺油导致的异常磨损或压缩机烧毁情况发生。

Description

压缩机及热泵系统

技术领域

本发明涉及制冷制热设备领域，尤其涉及一种压缩机及热泵系统

背景技术

涡旋压缩机因其效率高、体积小、质量轻、运行平稳而被广泛应用在空调和热泵等系统中。在涡旋压缩机中，由动涡旋盘和静涡旋盘上的型线相互啮合形成一系列的月牙形压缩腔，伴随着动涡旋盘的偏心运转，月牙形压缩腔由外围不断的向中心移动。由此，腔内的冷媒被推向中心，其容积不断减小压力不断升高，直至与中心排气孔相通，冷媒成为高压气体被排出压缩腔，完成压缩过程。

在涡旋压缩机运转过程中，依靠润滑油实现摩擦部的润滑及密封，其过程如下所述，润滑油储藏在压缩机内密封空间的下部，形成油池，曲轴的下端安装有泵油装置，并位于油池内，曲轴内开设有轴向贯通的油孔以及在与各轴承处摩擦的位置开设径向出油孔，曲轴在电机的带动下旋转，油池内润滑油通过泵油装置和油孔供向压缩机上部空间的泵体中及各轴承孔进行润滑，然后通过回油通道回到底部油池，实现润滑油的循环，维持压缩机的正常运转。

压缩机在运行过程中，润滑油会随着冷媒的流动从而部分被排到压缩机外，若排出压缩机外的润滑油不能及时回到压缩机内部，会导致压缩机润滑油不足，产生缺油的现象，易发生轴承等滑动部位烧结等问题致使压缩机报废。在空调系统中，压缩机排出的润滑油通常被系统中的油分装置过滤并存储，油分装置中有回油管连接到压缩机吸气通道中，并使用阀开关进行回油控制。现有的回油控制方法，不能根据压缩机内部的实际润滑油储存量情况进行适当的回油，可能存在当压缩机缺油时仍未开启回油，导致压缩机异常磨损甚至烧毁的问题发生。

发明内容

本发明的技术是基于发明人对以下事实的发现作出的技术改进：

出现压缩机缺油时仍未开启回油的原因是现有的回油控制方法是根据时间来进行回油控制的，在系统运行过程中，每间隔一段时间设置一次回油控制，回油时，开启调节阀，油分中的油在压差作用下进入到压缩机内实现回油，这样“机械性”的回油控制并不能与压缩机的实际工况相匹配。为解决这一技术问题，本发明旨在提出一种压缩机，所述压缩机能够根据压缩机的实际工作状况进行回油控制。

本发明还旨在提出一种具有上述压缩机的热泵系统。

根据本发明实施例的压缩机，所述压缩机适于应用在热泵系统中，所述热泵系统设有与所述压缩机相连的回油装置以及用于控制所述回油装置的控制装置，所述压缩机上设有用于检测腔内油位高度的检测件，所述控制装置适于与所述检测件电连接以根据检测结果控制回油。

根据本发明实施例的压缩机，由于设置可检测压缩机内部油位的检测件从而实现根据检测件的检测结果来控制回油，保证了压缩机的内部始终具有足够的润滑油，避免了因缺油导致的异常磨损或压缩机烧毁情况发生。

在一些实施例中，所述检测件包括温度传感器。

具体地，所述压缩机为立式压缩机，所述温度传感器为三个且分别为第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器位于所述压缩机的定子的上方，所述第二温度传感器位于所述定子的下方，所述第三温度传感器位于所述压缩机的最低油位处。

更具体地，所述第一温度传感器检测出的实际温度为T1，所述第二温度传感器检测出的实际温度为T2，所述第三温度传感器检测出的实际温度为T3，所述控制装置根据|T1-T2|以及|T2-T3|的计算结果判断是否回油。

更具体地，当|T1-T2|≤△T1，且|T2-T3|≤△T2时，所述控制装置开启回油，其中，△T1为第一设定差值，△T2为第二设定差值；当|T1-T2|≤△T1，且|T2-T3|≥△T2时，或者当|T1-T2|≥△T2，且|T2-T3|≤△T1时，所述控制装置停止回油。

更具体地，所述第一设定差值△T1的取值范围在0-2℃之间；所述第二设定差值△T2的取值范围在2-10℃之间。

在一些可选的实施例中，所述压缩机内设有导热管，所述温度传感器套设于所述导热管内。

具体地，所述导热管穿设且焊接在所述压缩机的壳体上。

在另一些实施例中，所述检测件包括液位传感器。

具体地，所述液位传感器形成为长条形且沿所述压缩机的高度方向设在所述压缩机内。

更具体地，所述液位传感器通过点焊固定在所述压缩机的壳体内壁上。

更具体地，所述液位传感器的数据线穿设在所述压缩机的壳体上，且所述数据线在与所述壳体的连接处外套有玻璃体。

根据本发明实施例的热泵系统，包括所述的压缩机。

根据本发明实施例的热泵系统，由于该系统内的压缩机能够实现根据实际工况来进行回油操作，避免了因缺油导致的压缩机异常磨损或压缩机烧毁情况发生，从而提高了热泵系统的工作稳定性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的压缩机的整体结构示意图。

图2是本发明另一个实施例的压缩机的整体结构示意图。

图3是本发明实施例的热泵系统的结构示意图。

附图标记：

热泵系统1000、

压缩机100、静涡旋盘1、动涡旋盘2、十字滑环3、主机架4、曲轴5、定子6、转子7、副机架8、下盖9、导油部件10、壳体11、排气管12、吸气管13、上盖14、油气分离器20、第一温度传感器31、第二温度传感器32、第三温度传感器33、导热管34、液传感器35、回油孔40、中心油孔41、储油部43、

控制装置200、控制阀21、

检测件300、

回油装置400。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的压缩机100。

如图3所示，根据本发明实施例的压缩机100适于应用在热泵系统1000中，热泵系统1000设有与压缩机100相连的回油装置400以及用于控制回油装置400的控制装置200，压缩机100上设有用于检测腔内油位高度的检测件300，控制装置200适于与检测件300电连接以根据检测结果控制回油。

可以理解的是，检测件300可以检测压缩机100内的油位高度，当压缩机100内的油位高度低于保证压缩机100正常运转的最低油位高度时，检测件300将信号传递给控制装置200，控制装置200即可控制热泵系统1000内的回油装置400，使得润滑油回到压缩机100内。由此，当压缩机100油池内油位高度低于最低油位时，热泵系统1000立即通过回油装置400向压缩机100回油。避免了压缩机100因为缺乏润滑油出现异常磨损甚至烧毁的现象发生。

根据本发明实施例的压缩机100，由于设置可检测压缩机100内部油位的检测件300，从而实现根据检测件300的检测结果来控制回油，保证了压缩机100的内部始终具有足够的润滑油，避免了因缺油导致的异常磨损或压缩机烧毁情况发生。

在一些实施例中，如图1所示，检测件300包括温度传感器，从而可通过检测处的温度判断壳体内油位高度。

这里利用温度传感器检测的温度判断油位高度的方法有多种。例如，可将温度传感器设置在最低油位处，预先测量正常使用情况下，该最低油位处浸油时的温度范围以及缺油时的温度范围。实际应用中温度传感器检测出实际温度，根据该实际温度具体处于哪个温度范围，来判断该最低油位处是否浸油，从而判断是否需要补油。

在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，压缩机100为立式压缩机，温度传感器为三个且分别为第一温度传感器31、第二温度传感器32和第三温度传感器33，第一温度传感器31位于压缩机100的定子6的上方，第二温度传感器32位于定子6的下方，第三温度传感器33位于压缩机100的最低油位处。

可以理解的是，根据压缩机100的工作状态，三个温度传感器测量的温度情况有以下三种：

(1)第一温度传感器31检测的是腔内冷媒的温度，第二温度传感器32检测的是腔内冷媒的温度，第三温度传感器33检测的是腔内冷媒的温度；

(2)第一温度传感器31检测的是腔内冷媒的温度，第二温度传感器32检测的是腔内润滑油的温度，第三温度传感器33检测的是腔内润滑油的温度；

(3)第一温度传感器31检测的是腔内冷媒的温度，第二温度传感器32检测的是腔内冷媒的温度，第三温度传感器33检测的是腔内润滑油的温度。

由于第三温度传感器33放置的位置为压缩机100的最低油位处，因此当第三温度传感器33检测的是腔内冷媒的温度时意味着此时压缩机100处于缺油状态。由此，即可利用三个温度传感器的测量结果来判断压缩机100是否缺油。

当然温度传感器的个数并不限于三个，还可以是两个或者多个。

在本发明的描述中，需要理解的是，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是三个以上。

更具体地，第一温度传感器31检测出的实际温度为T1，第二温度传感器32检测出的实际温度为T2，第三温度传感器33检测出的实际温度为T3，控制装置200根据|T1-T2|以及|T2-T3|的计算结果判断是否回油。

更具体地，当|T1-T2|≤△T1，且|T2-T3|≤△T2时，控制装置200开启回油，其中，△T1为第一设定差值，△T2为第二设定差值；当|T1-T2|≤△T1，且|T2-T3|≥△T2时，或者当|T1-T2|≥△T2，且|T2-T3|≤△T1时，控制装置200停止回油。

根据前文描述，三个温度传感器测量的温度为腔内润滑油或者腔内冷媒的温度值，因此如果当两个温度传感器测量的均是腔内冷媒的温度时二者的温差较小，如果一个测量的是腔内冷媒的温度，另一个测量的是腔内润滑油的温度，则二者的温差较大。由此可以根据相邻两个温度传感器之间的温差来判断腔内润滑油油位是否低于最低位。

具体而言，当三个温度传感器均测量的是腔内冷媒的温度时，即三个温度温度传感器测量的温度差值较小，此时压缩机100内的润滑油已经低于最低油位，此时需要压缩机100需要回油。

当第一温度传感器31检测的是腔内冷媒的温度，第二温度传感器32检测和第三温度传感器33检测的是腔内润滑油的温度时。第一温度传感器31与第二温度传感器32检测的温度差别较大，即二者检测值的差值较大，第二温度传感器32与第三温度传感器33检测的温度差别较小，即二者检测值的差值较小，此时压缩机100内的润滑油“淹没”第二温度传感器32，由于第二传感器的位置高于第三温度传感器33，此时压缩机100内的润滑油非常充盈。

当第一温度传感器31和第二温度传感器32检测的是腔内冷媒的温度，第三温度传感器33检测的是腔内润滑油的温度时。第一温度传感器31与第二温度传感器32检测的温度差别较小，即二者检测值的差值较小，第二温度传感器32与第三温度传感器33检测的温度差别较大，即二者检测值的差值较大，此时压缩机100内的润滑油“淹没”第三温度传感器33，由于第三温度传感器33设置的位置为压缩机100内最低油位，此时压缩机100内的润滑油较为充盈。

综上所述，通过三个温度传感器的温度差值能较为准确的判断出压缩机100内的润滑油油位高度。

可选地，第一设定差值△T1的取值范围在0-2℃之间；第二设定差值△T2的取值范围在2-10℃之间。

优选地，第一设定差值△T1为1℃，第二设定差值△T2的取值范围在3-5℃之间。

在一些可选的实施例中，压缩机100内设有导热管34，温度传感器套设于导热管34内。由此，可以保证温度传感器测量结果的准确性，保证了能够准确地检测压缩机100内的油位高度。

具体地，导热管34穿设且焊接在压缩机100的壳体11上。焊接的方式较为牢固，并且保证了压缩机100壳体11的密封性。当然导热管34还可以通过螺栓连接等其他方式连接在压缩机100的壳体11上。可选地，导热管34为铜管，由此导热系数大，测量更加准确。

在另一些实施例中，检测件300包括液位传感器35。

具体地，液位传感器35形成为长条形且沿压缩机100的高度方向设在压缩机100内。

可以理解的是，液位传感器35可以直接检测压缩机100腔体内的润滑油油位高度。因此，只要预先标定最低油位高度，液位传感器35可直接测量油位高度，若油位高度位于最低油位之上，无需进行回油控制；若油位高度到达最低油位或以下，则开启回油控制，

可选地，液位传感器35通过点焊固定在压缩机100的壳体11内壁上。焊接的方式较为牢固，并且保证了压缩机100壳体11的密封性。当然，液位传感器35还可以通过螺栓连接等其他方式连接在压缩机100的壳体11上。

更具体地，液位传感器35的数据线穿设在压缩机100的壳体11上，且数据线在与壳体11的连接处外套有玻璃体。由此，保证了压缩机100的壳体11的密封性能。

下面参考图1-图2描述本发明一个具体实施例的压缩机100。

本实施例的压缩机100为涡旋压缩机，压缩机100由静涡旋盘1、动涡旋盘2、十字滑环3、主机架4、曲轴5、定子6、转子7、副机架8等部件以及构成密闭空间的壳体11、上盖14、下盖9组成，冷媒从吸气管13中吸入到由静涡旋盘1和动涡旋盘2构成的多个月牙形压缩腔中压缩，压缩完成后由静涡旋盘1上的排气孔排到排气腔中，并向下排到电机所处的高压腔中冷却电机，最后由排气管12排出。在压缩机100运转过程中，润滑油在曲轴5下部的导油部件10的作用下，从油池沿着曲轴5的中心油孔41向上部供油，在润滑轴承后进入到主机架4的储油部43中，并从回油孔40流出返回底部油池，部分润滑油也会进入到压缩腔内润滑动涡旋盘2和静涡旋盘1。

如图3所示，在空调系统中，随着压缩机100的运转，部分润滑油会被冷媒带出压缩机100外，并进入到油气分离器20中，经油气分离器20过滤后，带出的润滑油被过滤掉并储藏在油气分离器20中，冷媒继续在系统中循环。油气分离器20使用毛细管连通到压缩机100的吸气管13处，并通过控制装置200的控制阀21的开关进行回油控制。

在压缩机100定子6的上部空间和下部空间、以及要求的最低油油位处三个位置W1、W2、W3分别安装第一温度传感器31、第二温度传感器32和第三温度传感器33，并套设在与壳体11焊接固定的导热管34内，温度传感器连接到系统中的温度采集中心进行该处的温度采集。因油池中的温度与壳体内冷媒的温度具有一定温度差，可在系统中预定温度差第一设定差值△T1和第二设定差值△T2，△T1设定值在0-2℃之间(1℃左右最优)，△T2设定值在2-10℃之间(3-5℃最优)，该温度差值也可根据不同的工况设定。

假定第一温度传感器31的测量值为T1，第二温度传感器32的测量值为T2，第三温度传感器33的测量值为T3。

当|T1-T2|≤△T1，且|T2-T3|≤△T2时，可判断出油液面已经低于最低油位W3要求，此时，控制装置200控制回油毛细管的控制阀21打开，强制开启回油，油池油位随之上升；当|T1-T2|≤△T1，且|T2-T3|≥△T2时(此时润滑油油位在W2-W3之间)，或者当|T1-T2|≥△T2，且|T2-T3|≤△T1时(此时润滑油油位在W1-W2之间)，可判断出油液面在最低油位要求之上，控制装置200控制回油毛细管的控制阀21关闭，不进行回油。通过该回油控制，可保证压缩机100内始终具有足够的润滑油，避免因缺油导致的异常磨损或压缩机100烧毁。

实施例二

如图3所示，本实施例压缩机主体结构与实施例一相同，在定子6的下部空间贴着壳体11的内表面，可轴向设置液位传感器35，通过贯穿壳体11的数据线连接到数据采集中心，并预先标定最低油油位位置W4，液位传感器35可直接测量油位高度，若油位高度位于最低油位之上，无需进行回油控制；若油位高度到达最低油位或以下，则开启回油控制，保证压缩机始终有足够的润滑油。液位传感器35可通过点焊等方式固定在壳体11内壁，贯穿壳体11的数据线通过包围在数据线外部的玻璃体等方式与壳体固定，并实现该处的密封。

根据本发明实施例的热泵系统1000，包括所述压缩机100。

压缩机100的结构已在前文进行了详细叙述，在此不做赘述。

根据本发明实施例的热泵系统1000，由于该系统内的压缩机100能够实现根据实际工况来进行回油操作，避免了因缺油导致的压缩机异常磨损或压缩机烧毁情况发生，从而提高了热泵系统1000的工作稳定性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种压缩机，所述压缩机适于应用在热泵系统中，所述热泵系统设有与所述压缩机相连的回油装置以及用于控制所述回油装置的控制装置，其特征在于，所述压缩机为立式压缩机，所述压缩机上设有用于检测腔内油位高度的检测件，所述控制装置适于与所述检测件电连接以根据检测结果控制回油；所述检测件包括温度传感器，所述温度传感器为三个且分别为第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器位于所述压缩机的定子的上方，所述第二温度传感器位于所述定子的下方，所述第三温度传感器位于所述压缩机的最低油位处；所述第一温度传感器检测出的实际温度为T1，所述第二温度传感器检测出的实际温度为T2，所述第三温度传感器检测出的实际温度为T3，所述控制装置根据|T1-T2|以及|T2-T3|的计算结果判断是否回油；其中：

当|T1-T2|≤△T1，且|T2-T3|≤△T2时，所述控制装置开启回油，其中，△T1为第一设定差值，△T2为第二设定差值；

当|T1-T2|≤△T1，且|T2-T3|≥△T2时，或者当|T1-T2|≥△T2，且|T2-T3|≤△T1时，所述控制装置停止回油。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述第一设定差值△T1的取值范围在0-2℃之间；所述第二设定差值△T2的取值范围在2-10℃之间。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机内设有导热管，所述温度传感器套设于所述导热管内。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述导热管穿设且焊接在所述压缩机的壳体上。

5.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述检测件包括液位传感器。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述液位传感器形成为长条形且沿所述压缩机的高度方向设在所述压缩机内。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述液位传感器通过点焊固定在所述压缩机的壳体内壁上。

8.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述液位传感器的数据线穿设在所述压缩机的壳体上，且所述数据线在与所述壳体的连接处外套有玻璃体。

9.一种热泵系统，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的压缩机。