CN107923403A - 具有油平衡系统的多压缩机配置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于多压缩机系统的油平衡系统。油平衡系统包括布置在第一压缩机与第二压缩机之间的油均衡管线。在油均衡管线中设置有第一电磁阀。第一信号对应于第一压缩机中的第一油位。第二信号对应于第二压缩机中的第二油位。油平衡模块使用第一信号和第二信号来判断第一压缩机与第二压缩机之间的油不平衡，并且施加校正动作，由此校正动作包括发送控制信号以操作第一压缩机、第二压缩机或第一电磁阀中的至少一者，使得能够消除油不平衡。

Description

具有油平衡系统的多压缩机配置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年8月9日提交的美国专利申请No.15/232,094的优先权，并且还要求于2015年8月11日提交的美国临时申请No.62/203,864的权益，以上引用的申请的全部公开内容通过参引并入本文。

技术领域

本公开涉及多压缩机配置，并且更特别地涉及用于平衡压缩机之间/之中的润滑油的系统和方法。

背景技术

这部分提供关于本公开的背景信息，但不一定是现有技术。

压缩机主要用于增加气体或液体的压力，在工业环境以及家庭环境的多个技术领域中使用。压缩机可用于多个配置，其中，两个(2)或更多个压缩机并行运行。串联或其他多个(3、4、5等)压缩机系统可以在单个压缩机状态下运行，以子组或以全部压缩机运行，由此提供宽范围的容量。

压缩机在运行期间必须提供稳定的性能。在串联配置下运行的压缩机经常遇到平衡压缩机之间的油位的挑战。如果压缩机中一个压缩机的油位太低，这些压缩机本身可能会出现不利影响(如油耗)。因此，不断监测压缩机中油的润滑性能以使压缩机平稳运行是重要的。从历史上看，吸入歧管中的精心设计和校准孔已被用于实现在流中流体的期望压差，以平衡油位。

发明内容

这部分提供了本公开的总体概述，而不是其全部范围或其全部特征的全面公开。

提供了一种用于串联压缩机系统的油平衡系统。该油平衡系统包括：油均衡管线，该油均衡管线布置在第一压缩机与第二压缩机之间；第一阀，该第一阀处于油均衡管线中；以及油平衡模块，该油平衡模块接收对应于第一压缩机中的第一油位的第一信号和对应于第二压缩机中的第二油位的第二信号，以判断第一压缩机与第二压缩机之间的油不平衡，并且施加校正动作，由此校正动作包括发送控制信号以操作第一压缩机、第二压缩机或第一电磁阀中的至少一者，使得能够减小或消除油不平衡。

油平衡系统还可以使用第一信号和第二信号来验证校正动作已经减小或消除了油不平衡。在另一种形式中，油平衡系统还包括提供第一信号和第二信号的油感测模块。油感测模块使用第一信号以基于第一信号的预定的不可接受的值来判定第一压缩机是在可接受模式下还是在不可接受模式下操作。油平衡模块使用第二信号以基于第二信号的预定的不可接受的值来判定第二压缩机是在可接受模式下还是在不可接受模式下操作。在其他形式中，油平衡系统的油感测模块使用第一信号以基于第一信号的预定警告值来判定第一压缩机是否在警告模式下操作。油感测模块使用第二信号以基于第二信号的预定警告值来判定第二压缩机是否在警告模式下操作。

在另一实施方式中，油平衡系统还包括自学模块，该自学模块配置为针对第一压缩机和第二压缩机中的每一者创建在可接受模式、警告模式和不可接受模式下消耗的时间的记录。自学模块基于记录改变油平衡模块的校正动作。

当第一压缩机在不可接受模式下操作并持续预定的时间量时，可产生油平衡系统的油感测模块的第一故障信号，和/或当第二压缩机在不可接受模式下操作并持续预定的时间量时，可产生第二故障信号。在一种形式中，油平衡系统还包括故障计数模块，故障计数模块配置为当检测到第一故障信号时增加第一故障计数，并且当检测到第二故障信号时增加第二故障计数。油平衡模块还包括隔离模块，隔离模块配置为当第一故障计数或第二故障计数超过预定隔离设定点时关闭第一电磁阀。在其他形式中，隔离模块还配置为当第一故障计数超过隔离设定点时关闭第一压缩机，并且当第二故障计数超过隔离设定点时关闭第二压缩机。

在另一实施方式中，油平衡系统还包括泄漏检测模块，泄漏检测模块使用第一信号和第二信号来判定是否存在漏油。在又一实施方式中，泄漏检测模块使用第一压缩机的第一排放温度和第二压缩机的第二排放温度来判定HVAC系统是否也存在制冷剂泄漏。油平衡系统还可以提醒使用者可能出现泄漏的可能位置。

在一种形式中，第一压缩机和第二压缩机是涡旋式压缩机。

在其他实施方式中，油平衡系统还包括第三压缩机。油均衡管线还延伸到第三压缩机。第一电磁阀布置在其能够将第一压缩机与第二压缩机和第三压缩机分离的位置处。油平衡系统还包括处于油均衡管线上的第二电磁阀。第二电磁阀处于其能够将第二压缩机与第一压缩机和第三压缩机分离的位置处。油平衡系统还包括处于油均衡管线上的第三电磁阀。第三电磁阀处于其能够将第三压缩机与第一压缩机和第二压缩机分离的位置处。油平衡系统还包括对应于第三压缩机中的第三油位的第三信号。油平衡模块还使用第三数字信号来判断油不平衡，并施加校正动作。校正动作还可以包括发送控制信号以操作第三压缩机、第二电磁阀或第三电磁阀中的至少一者。

还提供了在串联压缩机系统中平衡油的方法。该方法包括使用来自第一压缩机的第一信号和来自第二压缩机的第二信号来判断第一压缩机与第二压缩机之间的油不平衡。该方法还包括施加校正动作。校正动作包括发送控制信号以操作第一压缩机与第二压缩机之间的油均衡管线上的电磁阀、第一压缩机或第二压缩机中的至少一者。

根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅意在说明的目的，而不意在限制本公开的范围。

附图说明

本文中描述的附图仅用于说明选定的实施方式、而不是全部可能的实现方式，并且不意在限制本公开的范围。

图1是具有油感测装置的涡旋式压缩机的截面图；

图2是根据本公开的串联压缩机系统的立体图；

图3是根据本公开的串联压缩机系统的俯视图；

图4是根据本公开的包括三个压缩机的多压缩机系统的立体图；

图5是用于在单个压缩机状态下运行的串联压缩机系统的油平衡模块的示例的功能框图；以及

图6A和图6B是用于在串联压缩机状态下运行的串联压缩机系统的油平衡模块的示例的功能框图。

贯穿附图的若干视图，对应的附图标记表示对应的零部件。

具体实施方式

现在将参照附图对示例性实施方式进行更充分地描述。

提供了示例性实施方式，从而本公开将会是透彻的，并且将会向本领域技术人员完整地传达本公开的范围。阐述了许多具体细节，比如特定部件、装置及方法的示例，以提供对本公开的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员来说明显的是，不需要采用具体细节，可以以多种不同的形式来实施示例性实施方式，并且具体细节和示例性实施方式都不应当被解释为限定本公开的范围。在一些示例性实施方式中，并未详细地描述公知的过程、公知的装置结构以及公知的技术。

本文中使用的用辞仅出于描述特定的示例性实施方式的目的而不意为限制性的。除非上下文另外明确指出，否则如在本文中使用的单数形式的“一”、“一种”和“所述”也可以意在包括复数形式。术语“包括”、“包括有”、“包含”和“具有”是包含性的并且因此指定所阐述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或增加一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。除非被特别指定为执行的顺序，否则本文中描述的方法步骤、过程和操作不应理解为必须要求其以所论述或所说明的特定顺序执行。还要理解的是，可以采用附加或替代步骤。

当元件或层被描述为“在另一元件或层上”、“接合至”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上、直接接合至、连接至或联接至另一元件或层，或可以存在中间元件或层。对比之下，当元件被描述为“直接在另一元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”、或“直接联接至”另一元件或层时，不可以存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其他词应当以类似的方式理解(例如“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如在本文中使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关联列举的项目的任意以及所有组合。

尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中被用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部段，但这些元件、部件、区域、层和/或部段不应当受限于这些术语。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”和其他数字术语之类的术语在本文中使用时不隐含次序或顺序。因此，下文论述的第一元件、部件、区域、层或部段可以被称为第二元件、部件、区域、层或部段，而并不背离示例性实施方式的教示。

为了描述简单起见，在本文中可以使用诸如“内”、“外”、“在……下面”、“下面”、“下方”、“上方”、“上”之类的空间相对术语来描述如在附图中示出的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。除在附图中描绘的取向之外，空间相对术语可以还意在包括装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，描述为在其他元件或特征的“下面”或“下方”的元件这时将被定向为在其他元件或特征的“上方”。因此，示例术语“下方”可以包括上方取向和下方取向两者。装置可以被以其他方式定向(旋转90度或以其他取向旋转)并且本文中使用的空间相对描述词可以被相应地解释。

参照图1，提供了具有油感测装置的涡旋式压缩机10的截面图。图1仅提供了具有一种类型的油感测模块的一种类型的压缩机的背景信息。应该理解，本公开不限于图1中公开的实施方式。在保持在本公开的范围内的同时，可以使用不同类型的压缩机，诸如回转式压缩机、旋转式压缩机、绕转式压缩机和往复式压缩机。此外，在保持在本公开的范围内的同时，可以使用用于确定提供信号的油位的任何方法。

压缩机10包括大致筒形的密封外壳12，大致筒形的密封外壳12在其上端焊接有盖14并且在其下端焊接有基部16，基部16具有与其一体形成的多个安装脚。盖14设置有引出端口18。固定至外壳的其他主要元件可以包括横向延伸的分隔件22、主支承壳体24以及下支承壳体26，横向延伸的分隔件22在盖14焊接至外壳12上的同一点处围绕其周缘焊接，主支承壳体24适当地固定至外壳12，下支承壳体26具有多个径向向外延伸的腿部，每个腿部也适当地固定至外壳12。在密封外壳内的固定位置中设置有马达定子28。

在其上端具有偏心曲柄销32的驱动轴或曲轴30可旋转地轴颈支承(journaled)在主支承壳体24中的支承件34中以及下支承壳体26中的第二支承件36中。曲轴30在下端具有相对较大直径的同心孔38，同心孔38与径向向外倾斜的较小直径的孔40连通，所述径向向外倾斜的较小直径的孔40从相对较大直径的同心孔38向上延伸至曲轴30的顶部。外壳12内部的下部限定油槽44，油槽44填充有润滑油至预定水平。曲轴30中的孔38用作泵，以将润滑流体向上泵送至曲轴30并泵送到孔40中，并且最终到达需要润滑的压缩机的所有各个部分。

曲轴30由包括定子28、穿过其中的绕组48和压配合在曲轴30上的转子46的电动马达旋转地驱动。

主支承壳体24的上表面设置有支承表面54，在支承表面54上布置有动涡旋构件56，动涡旋构件56具有从端板60向上延伸的常规的螺旋叶片或螺旋卷体58。从动涡旋构件56的端板60的下表面向下突出的是其中具有轴颈支承部62的筒形毂，并且其中可旋转地设置有具有内孔66的驱动衬套64，内孔66中驱动地布置有曲柄销32。曲柄销32在一个表面上具有一个平面，该平面驱动地接合形成在孔66的一部分中的平直表面(未示出)，以提供径向顺应性的驱动布置。还提供了滑块联轴器68，滑块联轴器68定位在动涡旋构件56与支承壳体24之间并且键接到动涡旋构件56和定涡旋构件70以防止动涡旋构件56的旋转运动。

压缩机10中的油路开始于油槽44。油从油槽44通过曲轴30中的油道38、40被吸入以润滑多个支承件(34、36、62)以及定涡旋构件70与动涡旋构件56之间的交界面。油也用于润滑端板60与支承表面54之间的推力表面。在润滑支承件和涡旋交界面时，一些油被夹带在压缩气体中并且在引出端口18处离开压缩机10，而剩余的油向下返回至油槽44。离心力通过曲轴30的内孔38、40将油泵送通过三个(3)开口：顶轴油开口82、主支承件油开口84和下支承件油开口86。

第一温度传感器88位于油槽44的底部。第二温度传感器90可位于支承表面54上。第二温度传感器90在可动部分处的位置不限于支承表面；它可以位于压缩机10的另一可动部分处。例如，可动部分处的第二温度传感器90可以位于驱动支承件62或主轴颈支承件34处。压缩机10还可以包括用于确定排放温度的第三温度传感器94。

在图1的实施方式中，由油的第一温度传感器88确定的油温与由可动部分处的第二温度传感器90确定的可动部分温度之间的关系可用于判定压缩机是否正在油位处于可接受的状态还是不可接受的状态下运行。缺少润滑可能导致压缩机10的某些零部件过热，这些零部件过热可被检测到以识别不可接受的油位状态。然而，还应该理解的是，可以使用其他类型的传感器(例如，光学传感器、红外传感器或者浮动型传感器)或者其他方法来确定油位并且生成或者导出在给定的压缩机中指示这种情况的信号。在确定压缩机10的状态时也可以采用诸如警告模式的附加模式。所得到的状态可以对应于指示压缩机的油位的状态的信号。特别地，在润滑不良的情况下推力板或其他可动零部件(如由传感器90感测到的)的温度可能增加并且因此提供低润滑状态的指示。由于推力板温度随着运行状态的变化而变化，油槽中(由传感器88感测到)的油温可以用作推力板温度的基准。排放温度(如由传感器94感测到的)可以用于验证压缩机是否运行稳定或者是否处于过渡状态。控制器可以使用这些不同的温度信号来判定压缩机是否在合适的润滑状态(绿色)、低润滑状态(黄色)或不可接受的润滑状态(红色)下运行。尽管油位状态在本文中被描述为基于温度传感器88、90、94来判定的，但是也可以使用其他已知的油位感测系统——包括但不限于浮动型传感器和电导型传感器——来产生表示各个压缩机的油位的信号。

参照图2和图3，示出了串联压缩机系统100。串联压缩机系统100包括单独或组合地操作的一对压缩机10a和10b。这些压缩机中的每个压缩机都可以是如图1所示的涡旋式压缩机；然而，应当理解的是，在保持在本公开的范围内的情况下，可以使用其他压缩机。例如，可以采用回转式压缩机、旋转式压缩机、绕转式压缩机和往复式压缩机类型。此外，压缩机10a和10b在类型和容量方面不需要相同。

返回至图2和图3，压缩机10a和10b各自接收来自公共吸入歧管128的制冷剂。每个压缩机10a和10b包括连接至吸入歧管128的吸入气体引入配件132。串联压缩机系统100还包括用于排出压缩的制冷剂的双向排放歧管136。每个压缩机10a和10b包括连接至双向排放歧管136的制冷剂排放引出端口18。

油均衡管线112在成对的压缩机10a和10b之间延伸。每个压缩机10a和10b包括连接油均衡管线112的油均衡配件120。油均衡管线112可以是用于在压缩机之间输送润滑油的小直径管。小直径管可以具有0.625英寸的直径。油均衡管线112包括可由外部处理器、变速驱动器或系统控制器(未示出)控制的阀116。应该理解，阀116可以是电磁阀、比例阀或任何其他类型的致动阀。每个压缩机10a和10b还可以包括油视镜124。油平衡管线112在其用于润滑油和制冷剂气体两者时也可以具有大的直径，例如1.375英寸。具有大直径油均衡管线112的系统还可以包括全流式球阀(未示出)。

参照图4，提供了多压缩机系统200的替代实施方式。三压缩机系统200包括一组压缩机10c、10d和10e。压缩机10c、10d和10e中的每个压缩机接收来自公共吸入歧管236的制冷剂。压缩机10c、10d和10e中的每个压缩机包括连接至吸入歧管236的吸入气体引入配件240。三压缩机系统200还包括用于排放压缩的制冷剂的双向排放歧管244。压缩机10c、10d和10e中的每个压缩机均包括用于连接双向排放歧管244的制冷剂排放配件18。

油均衡管线216在压缩机10c、10d和10e之间延伸。压缩机10c、10d和10e中的每个压缩机均包括连接至油均衡管线216的油均衡配件232。油均衡管线216包括第一电磁阀220，第一电磁阀220定位成能够分离压缩机10c的油。油均衡管线216还包括第二电磁阀224，第二电磁阀224定位成能够分离压缩机10d。油均衡管线216还包括第三电磁阀228，第三电磁阀228定位成能够分离压缩机10e。电磁阀220、224、228也可以是基于来自控制器的信号打开一定量的任何类型的成比例的打开和关闭阀。还应该理解的是，这些阀可以以脉宽调制方案操作以接近不同的打开/关闭量。

尽管图4描绘了三个压缩机，但是应该理解，在保持在本公开的范围内的情况下，可以使用其他数量的压缩机。例如，可以使用以多种布置连接的四个或五个压缩机。

图5、图6A和图6B示出了用于油平衡模块的控制逻辑，这种控制逻辑使用与来自每个压缩机的油位相对应的信号，并且响应于油不平衡而施加校正动作。校正动作包括发送控制信号以操作压缩机或阀中的至少一者，使得能够消除油不平衡。每个压缩机10a和10b可以包括控制单元150，控制单元150可以单独使用或组合使用，用于以本文描述的方式控制串联压缩机10a和10b以及电磁阀116。替代性地，可以使用单独的控制器来执行油平衡控制。

参照图5，示出了描绘在单压缩机状态下运行用于包括第一压缩机和第二压缩机的串联压缩机系统的油控制模块的示例性控制逻辑的流程图。该系统采用油感测模块，油感测模块根据压缩机的油位判定压缩机正在以三种状态“红色”“黄色”或“绿色”中的哪一种状态运行。每种状态的阈值油位基于预定的油位值。应该注意的是，在保持在本公开的范围内的情况下，可以使用任何数量的油位状态。例如，可以采用五种状态或连续的水平感测。另外，可以在不太复杂的控制方案中使用诸如“OK”和“NotOK”之类的仅两个油位状态。

图5中的单个压缩机状态控制逻辑可以概括如下。控制通过首先打开第一电磁阀并且提高第一压缩机的速度来响应来自信号的油位警告。提高第一压缩机的速度增加吸力，从而将润滑油从第二压缩机吸入第一压缩机。然后第一个压缩机返回至指令速度，第一电磁阀关闭，并且如果润滑问题没有解决，操作切换到第二压缩机。应该注意的是，提高压缩机速度并且返回至指令速度的步骤是可选的，并且可以在驱动器可用时执行。还应该注意的是，当系统中包括变速压缩机时，控制器可以发送将压缩机的速度增大或减小至高于或低于系统中另一压缩机的转速的速率的信号。当变速压缩机中的油位低时，变速压缩机的转速增大以将油吸入该压缩机。当另一压缩机中的油位低时，变速压缩机的转速减小至低于另一压缩机的转速，以使另一压缩机将油吸入其中。下面将更详细地描述图5的控制逻辑。

控制开始于300，此时，第一压缩机和第二压缩机都关闭并且第一电磁阀打开。控制在302处继续，在302中第一压缩机启动。在304处，将计数设定为一(1)。控制在306处继续，在306中将第一电磁阀置于默认的关闭阀位置。

在308处，油感测模块判定第一压缩机中的油位是否为“绿色”。如果在308处油位是“绿色”(即，在优选水平内)，则控制保持在308处。在任何时候，如果308处的循环持续预定的持续时间，该预定的持续时间可以是五(5)分钟，然后计数设定为一(1)。替代性地，如果308处的油位不是“绿色”，则控制移动至310，在310中油感测模块判定第一压缩机中的油位是否是“黄色”。如果310处的油位不是“黄色”(即在小心水平内)，则在312处，油位必然是“红色的”(不可接受水平)，并且第一压缩机关闭。

返回至310，如果第一压缩机的油位是“黄色”，则控制移动至314。如果在314处计数不大于一(1)，则在316处第一电磁阀打开。在318处，第一压缩机可选地以其最大速度运行。在320处，控制等待预定的延迟时间，该预定的延迟时间可能是六十(60)秒。预定的延迟时间可以被修改。然后控制移动至322，在322处计数增加一(1)。在324处，第一压缩机可选地返回至预定的指令速度。控制返回至306。

返回至314，如果计数大于一(1)，则在326处第二压缩机启动。控制移动至328，在328处计数设定为一(1)。在330处第一压缩机关闭。在332处，油感测模块判定第二压缩机中的油位是否为“绿色”。如果第二压缩机中的油位是“绿色”，则控制保持在332处。在任何时候，332处的循环持续预定的持续时间，该预定的持续时间可以是五(5)分钟，则计数设定为一(1)。如果油位不是“绿色”，则控制移动至334。在334处，油感测模块判定油位是否为“黄色”。如果油位不是黄色，则油位必定是“红色”并且在336处第二压缩机关闭。

返回至334，如果油位是“黄色”，则控制移动至338。在338处，如果计数不大于二(2)，则控制移动至340，在340中第一电磁阀打开。接下来，在342处，第二压缩机可选地以其最大速度运行。控制移动至344，在344中控制等待预定的延迟时间，该预定的延迟时间可以是六十(60)秒。然后，控制移动至346，在346中计数增加一(1)。接下来，在348处，如果计数等于三(3)，则控制返回至344。替代性地，如果计数不等于三(3)，则控制移动至350，在350中第二压缩机可选地返回至预定的指令速度。控制返回至332。

参照图6A，示出了描绘用于在串联压缩机状态下运行包括第一压缩机和第二压缩机的串联压缩机系统的示例性控制逻辑的流程图。更特别地，图6A描绘了当两个压缩机均没有在“绿色”状态下运行时的逻辑。图6A的控制逻辑可以概括如下。通过关闭第一电磁阀并改变第一压缩机和第二压缩机中的一者或两者的速度，控制响应于两个压缩机上的油位警告。接下来，第一压缩机和第二压缩机返回至指令速度，然后第一电磁阀打开。最终用户可能会被通知。下面更详细地描述图6A的控制逻辑。

控制在402处开始，其中，第一压缩机正在运行并且第一电磁阀关闭。控制在404处继续，在404中第二压缩机启动。在406处，计数设定为一(1)。控制在408处继续，在408中第一电磁阀被置于默认的打开阀位置。

在410处，控制判定第一压缩机或第二压缩机的状态是否为“绿色”。如果第一压缩机或第二压缩机的状态中的至少一者是“绿色”，则控制转移至图6B中描绘的逻辑的412处。如果第一压缩机和第二压缩机均不处于“绿色”状态，则控制移动至414。在414中，控制判定第一压缩机和第二压缩机两者的状态是否为“黄色”。如果414是假，则控制移动至416。在416处，控制判定第一压缩机和第二压缩机两者的状态是否为“红色”。如果416是真，则在418处第一压缩机和第二压缩机都关闭。

返回至416，如果控制判定第一压缩机和第二压缩机不都处于“红色”状态，则控制移动至420。在420处，控制判定第一压缩机是否处于“红色”状态。如果420为真，则在422处第一压缩机关闭。如果420为假，则在424处第二压缩机关闭。换句话说，如果在416处两个压缩机都不处于“红色”状态，则压缩机中的一个压缩机的必须处于“红色”状态。在420至424处控制判定哪个压缩机处于“红色”状态并关闭该压缩机。

返回至414，如果第一压缩机和第二压缩机都处于“黄色”状态，则控制移动至426。在426处，控制判定计数是否大于一(1)。如果在426处计数大于1，则控制移动至428，在428中通知最终用户，然后控制返回至410。最终用户在428的通知例如可以是闪烁灯或文本形式的警告。用户通知可有助于提醒用户泄漏的可能性。返回至426，如果计数不大于一(1)，则在430处第一电磁阀关闭。控制移动至432，在432中第一压缩机或第二压缩机的速度可以增大至最大速度。应该理解的是，如果只有一个压缩机是变速的，则该压缩机的速度可以减小至小于另一个压缩机的转速的值，从而另一个压缩机可以吸取油并减少不平衡。在434处，控制器等待预定的延迟时间，该预定的延迟时间可以是六十(60)秒，并且在435处控制器将第一压缩机和第二压缩机返回至指令速度。接下来，在436处，计数增加一(1)。控制返回至408。

参照图6B，示出了描绘用于在串联压缩机状态下运行包括第一压缩机和第二压缩机的串联压缩机系统的示例性控制逻辑的流程图。更特别地，图6B描绘了当第一压缩机或第二压缩机中的至少一个压缩机在“绿色”状态运行时的逻辑。图6B的控制逻辑可以概括如下。通过关闭第一电磁阀，控制响应第二压缩机上的油位警告。然后第一电磁阀打开，并且第二压缩机的速度改变。第二压缩机返回至指令速度。第一压缩机和第二压缩机中的一者或两者可以关闭。下面将更详细地描述图6B的控制逻辑。

控制在502处开始，其中，第一压缩机正在运行并且第一电磁阀关闭。在504处，第二压缩机启动。控制在506处继续，计数设定为一(1)。控制在508处继续，在508中第一电磁阀移动至默认的打开阀位置。第一压缩机10a的状态是“绿色”。

在510处，控制判定第二压缩机的状态是否为“绿色”。如果是真，则控制返回至510。如果在任何时候该循环持续超过预定的持续时间，该预定的持续时间可以是五分钟，则计数设定为一(1)。如果510为假，则控制移动至512。在512处，控制判定第二压缩机的状态是否为“黄色”。如果512是假，则第二压缩机的状态必定是“红色”，并且第二压缩机在514处关闭。如果512为真，则控制移至516。

在516处，如果计数不大于二(2)，则控制移动至518。在518处，如果计数不大于一(1)，则在520处第一电磁阀关闭。控制移动至522，在522中控制等待预定的延迟时间，该预定的延迟时间可以是六十(60)秒。在524处，第一电磁阀打开。控制移动至526，在526中计数增加一(1)。在528处，控制可选地返回至指令速度，然后控制返回至510。

返回至518，如果计数大于一(1)，则在530处第一压缩机或第二压缩机的速度可选地改变。控制移动至532，在532中控制等待预定的延迟时间，该预定的延迟时间可以是60秒。在526处，计数增加一(1)。在528处，第一压缩机和第二压缩机可选地返回至预定的指令速度。然后，控制返回到510。

返回至516，如果计数大于二，则控制移动至534。在534处，控制判定计数是否大于四(4)。如果534为假，则在536处第一压缩机关闭。在538处，控制判定计数是否大于三(3)。如果538为假，则控制在540处等待预定的延迟时间，该预定的延迟时间可以是60秒。在540处，第一压缩机启动。然后，控制返回至526。

返回至538，如果计数大于三(3)，则在544处，第二压缩机可选地设定为其最大速度。然后，控制移动至540，在540中控制等待预定的延迟时间，该预定的延迟时间可以是六十(60)秒。第一压缩机在542处启动，然后控制返回至526。

返回至534，如果计数大于四(4)，则控制移动至528，在528中第一压缩机和第二压缩机可选地返回至指令速度。如果该循环持续超过预定的持续时间，该预定的持续时间可以是两(2)小时，则计数设定为一(1)。控制返回至510。

本公开的油平衡系统可以包括自学模块。自学模块使用每个压缩机在每个状态中消耗的时间量来改变油平衡模块中的校正动作。系统记录以前的红色/黄色/绿色状态，并使用该记录来改变操作的逻辑。例如，油平衡模块可以基于压缩机返回至可接受的“绿色”状态需要多长时间来改变预定的延迟时间。下一次检测到问题时会使用此时间量。此外，如果以可预测的时间间隔发出警告，则可以通过电磁阀的脉宽调制来预先采取校正动作。通过电磁阀的脉宽调制，油控制在其从系统返回时可以用来更好地将油输送与进入的油匹配到吸入歧管。通过学习模式，在某些情况下可以一起预防未来不平衡的油位。例如，如果第一压缩机和第二压缩机中的一个压缩机在一致的时间量之后重复地进入警告模式，那么油平衡模块可以开始校正动作，例如增加第一压缩机或第二压缩机的速度或者在接下来的一致的时间量之前来使第一压缩机或第二压缩机优先进入警告模式。

油平衡系统还可以包括隔离模块，该隔离模块配置为分离以不可接受或“红色”状态操作的压缩机。通过第一个电磁阀的操作和关闭已隔离的压缩机来实现分离。油平衡系统还可以包括故障计数模块，故障计数模块配置为当检测到故障信号时增加故障计数。在观察到太多的“红色”情况之后，油感测逻辑可以锁定压缩机。隔离模块的有益之处在于防止由于内部损坏——例如支承件不合格或由于移动零部件的磨损而产生的颗粒——而使压缩机中所含的碎屑出现交叉污染。当压缩机被隔离时，系统可以进入“自保护(limp)”模式，其中，因为隔离的压缩机不再运行，系统以减小的容量运行。在这种情况下，系统仍然能够根据非隔离的压缩机的容量提供一些冷却(或加热)。

油平衡系统还可以包括泄漏检测模块，该泄漏检测模块配置为使用两个压缩机的油位信号来判定是否存在泄漏。特别地，油感测逻辑可以在经过足够的时间后检测到低油位，从而排除不正确的系统调试。在执行阀逻辑以进行校正动作之后，油感测逻辑仍然可以检测低油位，从而可以判定油泄漏情况。通过在低油位情况下增大压缩机的速度，通过系统的流量也增大，这又会将可能汇集在系统内某个位置的油移回压缩机。如果受影响的压缩机中的油位此后没有增加，则可能发生油泄漏。另外，逻辑内建立的排放温度映射可以用来区分仅有油的泄漏和组合的气体和油泄漏。油检测模块可以基于系统状况从映射中确定理论排放温度。如果实际排放温度与从排放温度映射获得的理论值相差预定的百分比，则系统可以推断可能存在泄漏。因此，泄漏检测模块可以使用每个压缩机的排放温度来帮助维修技术人员确定泄漏的可能位置。如果实际排放温度与从映射中获得的理论排放温度大致相同，则系统仅泄漏油并且泄漏将位于压缩机油槽中。如果实际排放温度高于从映射中获得的理论排放温度(即，大于10％)，则系统正在从系统内除了油槽以外的位置泄漏油和制冷剂两者。

控制逻辑的层级结构允许本说明书中呈现的各种控制模块的共存。在油平衡系统中算法的优先级可以如下：(1)油感测；(2)压缩机隔离；(3)用于运行多压缩机系统的控制逻辑(如图6A所示)；以及所有其他的控制算法。

本发明的系统提供串联压缩机系统中的油平衡的替代方法，以便降低油管理风险，使压缩机正常运行时间最大化并且避免有害错误(trip)。本公开减少或消除了在串联压缩机系统中对流动垫圈的需要，并因此致使零部件减少。该系统通过以球阀从两相管线切换至油均衡管线来降低一些串联模型的总体成本。在采取校正动作之后，系统通过仍然检测压缩机中的低油位来检测与不正确的调试或系统漏油相关的低油量情况。电磁阀可用于将不合格压缩机与其他压缩机分离，以减少交叉污染。该系统提高了串联压缩机的可靠性，并使串联压缩机的运行时间最大化。

本发明提供了一种在由外部处理器控制的油均衡管线上的具有电磁阀的串联压缩机系统。外部处理器提供判断油不平衡的能力以及原因。可采取规定的一组校正动作来改善油平衡，所述校正动作包括压缩机循环、改变压缩机速度和/或容量调节以及利用稳态和/或脉宽调制打开/关闭电磁阀。该系统能够验证校正动作是否改善了油平衡，并且允许向系统控制器发送传达常见故障和建议动作的警告。当油不平衡不能被清除时，系统能够切换到“自保护”模式，以最大化地输送一些容量，而没有压缩机故障的风险。提供自学功能来优化电磁阀位置、脉宽调制水平和时序。该系统能够在压力平衡和/或回油不均匀的情况下使用脉宽调制来将合适量的油引导至压缩机。该系统与各种油感测系统兼容。该系统还能够与均衡管线阀隔离以防止油槽的交叉污染。该系统能够通过油感测和规定的校正动作进行泄漏检测，所述规定的校正动作可以利用映射来表明油和/或制冷剂泄漏的性质。

出于说明和描述的目的已经提供了对实施方式的前述描述。其不意在对本公开进行穷举或限制。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，尽管没有具体示出或描述，然而，在适用的情况下，各个元件或特征可互换并且可以在选定实施方式中使用。各个元件或特征还可以以多种方式变化。这样的变化不被认为与本公开背离，并且所有这样的修改意在被包括在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种用于多压缩机系统的油平衡系统，所述油平衡系统包括：

第一压缩机；

第二压缩机；

油均衡管线，所述油均衡管线布置在所述第一压缩机与所述第二压缩机之间；

第一阀，所述第一阀处于所述油均衡管线中；

油位检测系统，所述油位检测系统用于产生对应于所述第一压缩机中的第一油位的第一信号和对应于所述第二压缩机中的第二油位的第二信号；以及

油平衡模块，所述油平衡模块使用所述第一信号和所述第二信号来判断所述第一压缩机与所述第二压缩机之间的油不平衡，并且施加校正动作，由此，所述校正动作包括发送控制信号以改变所述第一压缩机和所述第二压缩机中的一者的运行速度并且操作所述第一阀，使得能够消除或减小所述油不平衡。

2.根据权利要求1所述的油平衡系统，其中，所述油平衡模块还使用所述第一信号和所述第二信号来验证所述校正动作已经消除或减小了所述油不平衡。

3.根据权利要求2所述的油平衡系统，其中，在消除了所述油不平衡之后，受影响的压缩机返回至预定的指令速度。

4.根据权利要求1所述的油平衡系统，其中，所述油位检测系统使用所述第一信号以基于所述第一信号的第一预定不可接受的值来确定所述第一压缩机是在可接受模式下还是在不可接受模式下操作，并且使用所述第二信号以基于第二信号的第二预定不可接受的值来确定所述第二压缩机是在所述可接受模式下还是在所述不可接受模式下操作。

5.根据权利要求4所述的油平衡系统，其中，所述油位检测系统使用所述第一信号以基于所述第一信号的第一预定警告值来确定所述第一压缩机是否在警告模式下操作，并且使用所述第二信号以基于所述第二信号的第二预定警告值来确定所述第二压缩机是否在所述警告模式下操作。

6.根据权利要求5所述的油平衡系统，其中，在所述警告模式下，所述油平衡模块打开所述第一阀并且改变所述第一压缩机或所述第二压缩机中的一者的速度并持续预定的时间量。

7.根据权利要求5所述的油平衡系统，还包括自学模块，所述自学模块配置为针对所述第一压缩机和所述第二压缩机中的每一者创建在可接受模式、警告模式和不可接受模式下消耗的时间的记录，其中，所述自学模块基于所述记录改变所述油平衡模块的所述校正动作。

8.根据权利要求4所述的油平衡系统，其中，当所述第一压缩机在所述不可接受模式下操作并持续第一预定时间量时，产生第一故障信号；并且当所述第二压缩机在所述不可接受模式下操作并持续所述第一预定时间量时，产生第二故障信号。

9.根据权利要求8所述的油平衡系统，其中，在产生预定数量的第一故障信号之后，所述油平衡模块启动所述第二压缩机的操作。

10.根据权利要求8所述的油平衡系统，其中，所述油平衡系统还包括：

故障计数模块，所述故障计数模块配置为当检测到第一故障信号时增加第一故障计数，并且当检测到第二故障信号时增加第二故障计数；以及

隔离模块，所述隔离模块配置为当所述第一故障计数或所述第二故障计数超过预定隔离设定点时关闭所述第一阀。

11.根据权利要求10所述的油平衡系统，其中，所述隔离模块还配置为当所述第一故障计数超过所述隔离设定点时关闭所述第一压缩机，并且当所述第二故障计数超过所述隔离设定点时关闭所述第二压缩机。

12.根据权利要求8所述的油平衡系统，其中，所述油平衡系统还包括：

故障计数模块，所述故障计数模块配置为当检测到第一故障信号时增加第一故障计数，并且当检测到第二故障信号时增加第二故障计数；并且其中，在第二预定时间量和预定故障计数之后，所述油平衡模块通知用户存在可能的泄漏。

13.根据权利要求1所述的油平衡系统，还包括泄漏检测模块，其中，所述泄漏检测模块使用所述第一信号和所述第二信号来判定是否存在漏油。

14.根据权利要求13所述的油平衡系统，其中，所述泄漏检测模块使用所述第一压缩机的第一排放温度和所述第二压缩机的第二排放温度来判定是否存在制冷剂泄漏。

15.根据权利要求14所述的泄漏检测模块，其中，将所述第一排放温度与在查询表上找到的第一理论排放温度进行比较，并且将所述第二排放温度与在所述查询表上找到的第二理论排放温度进行比较。

16.根据权利要求15所述的泄漏检测模块，其中，所述泄漏检测模块通知用户泄漏的可能位置。

17.根据权利要求1所述的油平衡系统，还包括：

第三压缩机，其中，所述油均衡管线还延伸至所述第三压缩机，并且由此，所述第一阀布置在其能够将所述第一压缩机与所述第二压缩机和所述第三压缩机分离的位置处；

第二阀，所述第二阀处于所述油均衡管线上，所述第二阀处于其能够将所述第二压缩机与所述第一压缩机和所述第三压缩机分离的位置处；

第三阀，所述第三阀处于所述油均衡管线上，所述第三阀处于其能够将所述第三压缩机与所述第一压缩机和所述第二压缩机分离的位置处；并且

所述油位检测系统产生对应于所述第三压缩机中的第三油位的第三信号，其中，所述油平衡模块还使用所述第三信号来判断油不平衡，并且施加校正动作，由此，所述校正动作还能够包括发送控制信号以操作所述第三压缩机、所述第二阀或所述电磁阀中的至少一者。

18.根据权利要求1所述的油平衡系统，其中，所述油平衡模块中的算法的优先级如下：(1)油感测；(2)压缩机隔离；(3)用于运行多压缩机系统的控制逻辑；以及所有其他的控制算法。

19.一种在多压缩机系统中平衡油的方法，所述方法包括：

使用来自第一压缩机的第一油位信号和来自第二压缩机的第二油位信号来判断所述第一压缩机与所述第二压缩机之间的油不平衡；以及

施加校正动作，所述校正动作包括发送控制信号以操作所述第一压缩机与所述第二压缩机之间的油均衡管线上的阀、所述第一压缩机或所述第二压缩机中的至少一者。

20.一种用于多压缩机系统的油平衡系统，所述油平衡系统包括：

第一压缩机；

第二压缩机；

油均衡管线，所述油均衡管线布置在所述第一压缩机与所述第二压缩机之间；

第一阀，所述第一阀处于所述油均衡管线上；

油位检测系统，所述油位检测系统与所述第一压缩机和/或所述第二压缩机相关联，用于产生对应于所述第一压缩机中的第一油位的第一信号和对应于所述第二压缩机中的第二油位的第二信号；以及

油平衡模块，所述油平衡模块使用所述第一信号和所述第二信号来判断所述第一压缩机与所述第二压缩机之间的油不平衡，并且施加校正动作，由此，所述校正动作包括将脉宽调制控制信号发送至第一电磁阀，使得能够密切匹配所述第一压缩机与所述第二压缩机之间的油输送。