CN110411045B - 离心机组和空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离心机组和空调系统。离心机组包括冷凝器、蒸发器和压缩机，离心机组还包括冷媒供液泵和换热装置，冷媒供液泵连接在冷凝器与换热装置之间，冷媒供液泵的出流口与换热装置的第一冷媒入口连接，换热装置连接在冷媒供液泵与压缩机之间；冷媒供液泵与蒸发器通过平衡管连接；冷凝器的第一冷媒出口与换热装置的第二冷媒入口连接，冷凝器的第一冷媒出口与换热装置的第二冷媒入口之间设置有第一节流阀，换热装置的第一冷媒出口与蒸发器的冷媒入口连接。本发明的离心机组可实现无油润滑。

Description

离心机组和空调系统
技术领域
本发明涉及离心机技术领域，具体地说，是涉及一种离心机组和空调系统。
背景技术
常见的离心式空调都通过油路系统来进行电机润滑和降温，但是采用油路系统的离心机一是油会混入到系统内，在换热器上产生油膜导致减少机组换热能力，二是油路系统可靠性较差，机组需要控制供应压力、供油温度、引射回油及油路结构的应力应变设计。增加了很多繁琐控制以及可靠性问题。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种可实现无油润滑，同时提高离心机组启动可靠性和运行可靠性的离心机组。
本发明的第二目的是提供一种具有上述离心机组的空调系统。
为实现上述第一目的，本发明提供的离心机组包括冷凝器、蒸发器和压缩机，离心机组还包括冷媒供液泵和换热装置，冷媒供液泵连接在冷凝器与换热装置之间，冷媒供液泵的出流口与换热装置的第一冷媒入口连接，换热装置连接在冷媒供液泵与压缩机之间；冷媒供液泵与蒸发器通过平衡管连接；冷凝器的第一冷媒出口与换热装置的第二冷媒入口连接，冷凝器的第一冷媒出口与换热装置的第二冷媒入口之间设置有第一节流阀，换热装置的第一冷媒出口与蒸发器的冷媒入口连接。
由上述方案可见，通过冷媒供液泵给予冷媒动力，同时经过换热装置，冷媒供液泵引出的冷媒可能含有与外界和泵体换热产生的气态冷媒，需与从冷凝器直接引出并经过第一节流阀后的低温液态冷媒进行换热，确保供给轴承润滑的介质为液态冷媒，相当于在压缩机前增加了过冷结构设计，防止进入压缩机里的液态冷媒中存在部分气态冷媒，润滑量不足，发生轴承磨损。上述方案可实现无油润滑，提高了离心机组启动可靠性和运行可靠性，解决了现有的油路系统的运行过程中引射回油、供油温度、供油压力、油路结构的应力应变等影响离心机组可靠性的问题。
另外，由于冷媒的闪发特性，冷媒供液泵里的冷媒遇到泵体产生的热量和外界的热量交换会闪发为气态冷媒，造成冷媒供液泵里压力增大，导致冷凝器流入的冷媒量减少，供液泵液位降低，出现压差保护故障而无法开机，因此在冷媒供液泵上方增加一平衡管连接至蒸发器，当冷媒供液泵中气态冷媒增加，压力增加时，就会通往蒸发器中平衡压力，保证冷凝器与冷媒供液泵有足够的压差进行冷媒驱动。
一个优选的方案是，换热装置与压缩机之间设置有润滑管路和第一辅助冷却管路，润滑管路的两端分别与换热装置和压缩机连接，第一辅助冷却管路的两端分别与换热装置和压缩机连接。润滑管路上设置有第二节流阀，第一辅助冷却管路上设置有第三节流阀。
进一步的方案是，第二节流阀为节流孔板，第三节流阀为电子膨胀阀。
一个优选的方案是，离心机组还包括变频器，变频器与冷凝器通过第一主冷却管路连接，压缩机与冷凝器通过第二主冷却管路连接。
进一步的方案是，冷媒供液泵的出流口与变频器之间通过第二辅助冷却管路连接，第二辅助冷却管路上设置有第四节流阀。
更进一步的方案是，第四节流阀为电子膨胀阀。
一个优选的方案是，在离心机组内流动的冷媒为R1233ZD(E)冷媒。
由上可见，R1233ZD(E)冷媒相比R134A冷媒环保高效，且具有润滑的作用。主冷却管路由冷凝器直接通往变频器和压缩机内的电机绕组，但R1233zd(E)冷媒本身负压工质的特性导致在低压差工况下，变频器和电机冷却量会不足，会造成电机绕组和变频器的模块温度偏高，因此加入第一辅助冷却管路和第二辅助冷却管路，由冷媒供液管路分两路出来，分别通向变频器和电机进行辅助冷却，同时利用电子膨胀阀进行调节，两个电子膨胀阀开度分别根据模块温度和电机绕组温度的变化进行反馈调节，既能保证在低压差工况下变频器与电机冷却可靠性，又能在高压差工况的时候，关小电子膨胀阀开度，优先保证压缩机润滑与冷却，相比普通电磁阀控制，机组能在不同工况自动调节至最优状态。使第一辅助冷却管路对压缩机润滑冷却管路的影响达到最小。
一个优选的方案是，平衡管连接在冷媒供液泵的顶部。
由此可见，便于在冷媒供液泵里的冷媒遇到泵体产生的热量和外界的热量交换闪发为气态的冷媒，从平衡管的顶部进入蒸发器中。
一个优选的方案是，冷凝器的第一冷媒出口位于冷凝器的底部。
由此可见，冷凝器的第一冷媒出口位于冷凝器的底部，保证从冷凝器的第一冷媒出口出来的冷媒为液态冷媒。
一个优选的方案是，换热装置为板式换热器、套管式换热器或壳管式换热器。
为实现上述第二目的，本发明提供一种空调系统，包括上述的离心机组。
附图说明
图1是本发明离心机组实施例中无油润滑冷媒供液系统的系统框图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
本实施例所提供的空调系统包括离心机组。
参见图1，离心机组包括冷凝器1、蒸发器2、压缩机3、变频器4、冷媒供液泵5和换热装置6。换热装置6为板式换热器。
冷媒供液泵5连接在冷凝器1与换热装置6之间，冷凝器1的冷媒出口14与冷媒供液泵5的入流口51连接，冷媒供液泵5的出流口52与换热装置6的第一冷媒入口61连接。
换热装置6连接在冷媒供液泵5与压缩机3之间，换热装置6的第一冷媒出口62与蒸发器2的冷媒入口22连接。换热装置6与压缩机3之间设置有润滑管路32和第一辅助冷却管路34，润滑管路32的一端与换热装置6的第二冷媒出口63连接，润滑管路32的另一端与压缩机3内电机轴承上的冷媒入口31连接。第一辅助冷却管路34的一端与换热装置6的第二冷媒出口63连接，第一辅助冷却管路34的另一端与压缩机3内电机绕组上的冷媒入口30连接。润滑管路32上设置有第二节流阀，第一辅助冷却管路34上设置有第三节流阀。第二节流阀为节流孔板33，第三节流阀为电子膨胀阀35。
冷媒供液泵5的出流口52与变频器4之间通过第二辅助冷却管路41连接，第二辅助冷却管路41上设置有第四节流阀42，第四节流阀42为电子膨胀阀。变频器4与冷凝器1通过第一主冷却管路11连接，压缩机3与冷凝器1通过第二主冷却管路12连接，第二主冷却管路12上设置有节流孔板16，第二主冷却管路12用于对压缩机3内的电机绕组进行冷却。
在离心机组内流动的冷媒为R1233ZD(E)冷媒，由于R1233zd(E)新冷媒特有的润滑性，可取消供油系统，采用冷媒供液泵5进行供液，并代替润滑油进行压缩机3内电机上轴承的润滑与降温，但R1233zd(E)新冷媒同时具有负压工质的特性，导致本身冷凝器1与蒸发器2压差就偏小，因此在冷媒供液泵5里的冷媒遇到泵体产生的热量和外界的热量交换会闪发成气态冷媒，造成冷媒供液泵5里压力过大，导致冷凝器1流入的冷媒量减少，供液泵液位降低，出现压差保护故障而无法开机，同时冷媒的负压特性导致在低压差的工况下，变频器4和电机绕组从冷凝器1引入的冷媒也会减少，造成变频器4和电机绕组温度变高。同时不同工况下各冷却路会不同程度的相互影响。
因此在冷媒供液泵5与蒸发器2之间连接了一条平衡管21，且平衡管21连接在冷媒供液泵5的顶部。由于冷媒的闪发特性，冷媒供液泵5里的冷媒遇到泵体产生的热量和外界的热量交换会闪发为气态冷媒，因此在冷媒供液泵5上方增加平衡管21并将平衡管21连接至蒸发器2，当冷媒供液泵5中气态冷媒增加，压力增加时，就会通往蒸发器2中平衡压力，使冷媒供液泵5里因为泵体发热和与外界交换热量后产生的气态冷媒，进入蒸发器2平衡压力，保证冷凝器1与冷媒供液泵5之间始终保持足够的压差，保证离心机组正常启动。
冷凝器1的第一冷媒出口15与换热装置6的第二冷媒入口64连接，且冷凝器1的第一冷媒出口15与换热装置6的第二冷媒入口64之间设置有第一节流阀13，第一节流阀13为电子膨胀阀。冷凝器1的第一冷媒出口15位于冷凝器1的底部，保证从冷凝器1的第一冷媒出口15出来的冷媒为液态冷媒，经过第一节流阀13后成为过冷的液态冷媒。
通过冷媒供液泵5给予冷媒动力，同时经过换热装置6，冷媒供液泵5引出的冷媒可能含有与外界和泵体换热产生的气态冷媒，需与从冷凝器1直接引出经过第一节流阀13的低温液态冷媒进行换热。换热时，冷媒从冷凝器1引出并经过第一节流阀13成为低温液态冷媒，低温液态冷媒吸收从冷媒供液泵5引出的气液混合的冷媒的热量后，成为液态冷媒或气液混合的冷媒，此冷媒从第一冷媒出口62出来后进入蒸发器2中。而从冷媒供液泵5引出的气液混合的冷媒被吸收热量后成为过冷的液态冷媒，过冷后的液态冷媒进入压缩机3对轴承进行润滑和冷却。这样，确保了供给轴承润滑的介质为液态冷媒，即相当于在节流孔板33前增加了过冷结构设计，防止进入压缩机3里的液态冷媒中存在部分气态冷媒，润滑量不足，发生轴承磨损。
第一主冷却管路11由冷凝器1直接通往变频器4，第二主冷却管路12由冷凝器1直接通往压缩机3内的电机绕组，但由于R1233zd(E)冷媒本身负压工质的特性，导致在低压差工况下，变频器4和电机绕组的冷却量会不足，从而造成电机绕组和变频器4的模块温度偏高，因此加入了第一辅助冷却管路34和第二辅助冷却管路41。第二辅助冷却管路41由冷媒供液泵5的出流口52通向变频器4进行辅助冷却，并且利用电子膨胀阀42进行调节，电子膨胀阀42的开度根据变频器4的模块温度的变化进行反馈调节。第一辅助冷却管路34由换热装置6的第二冷媒出口63通向压缩机3中电机绕组的冷媒入口30进行辅助冷却，并利用电子膨胀阀35进行调节，电子膨胀阀35的开度根据电机绕组温度的变化进行反馈调节，因此既能保证在低压差工况下变频器4与电机冷却可靠性，又能在高压差工况的时候，关小电子膨胀阀35的开度，优先保证压缩机3润滑与冷却，相比普通电磁阀控制，离心机组能在不同工况下自动调节至最优状态，从而使第一辅助冷却管路34对压缩机3润滑冷却管路即润滑管路32的影响达到最小。
此外，换热装置也可以为套管式换热器或者壳管式换热器或者其他能够实现换热功能的换热装置，以保证流向压缩机的冷媒为过冷的液态冷媒。冷媒也可以采用其他能够替代本实施例中的R1233zd(E)冷媒，以实现离心机组无油润滑的冷媒均可。上述方案也能实现本发明的目的。
最后需要强调的是，以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.离心机组，包括冷凝器、蒸发器和压缩机；
其特征在于，
所述离心机组还包括冷媒供液泵和换热装置；
所述冷媒供液泵连接在所述冷凝器与所述换热装置之间，所述冷媒供液泵的出流口与所述换热装置的第一冷媒入口连接，所述换热装置连接在所述冷媒供液泵与所述压缩机之间；
所述冷媒供液泵与所述蒸发器通过平衡管连接；
所述冷凝器的第一冷媒出口与所述换热装置的第二冷媒入口连接，所述冷凝器的第一冷媒出口与所述换热装置的第二冷媒入口之间设置有第一节流阀，所述换热装置的第一冷媒出口与所述蒸发器的冷媒入口连接；
从所述冷媒供液泵的出流口出来的冷媒经过所述换热装置后成为低温液态冷媒，所述低温液态冷媒进入所述压缩机对所述压缩机内的电机进行润滑或冷却。
2.根据权利要求1所述的离心机组，其特征在于：
所述换热装置与所述压缩机之间设置有润滑管路和第一辅助冷却管路，所述润滑管路的两端分别与所述换热装置和所述压缩机连接，所述第一辅助冷却管路的两端分别与所述换热装置和所述压缩机连接；
所述润滑管路上设置有第二节流阀，所述第一辅助冷却管路上设置有第三节流阀。
3.根据权利要求2所述的离心机组，其特征在于：
所述第二节流阀为节流孔板，所述第三节流阀为电子膨胀阀。
4.根据权利要求1至3任一项所述的离心机组，其特征在于：
所述离心机组还包括变频器，所述变频器与所述冷凝器通过第一主冷却管路连接，所述压缩机与所述冷凝器通过第二主冷却管路连接。
5.根据权利要求4所述的离心机组，其特征在于：
所述冷媒供液泵的出流口与所述变频器之间通过第二辅助冷却管路连接，所述第二辅助冷却管路上设置有第四节流阀。
6.根据权利要求5所述的离心机组，其特征在于：
所述第四节流阀为电子膨胀阀。
7.根据权利要求1至3任一项所述的离心机组，其特征在于：
在所述离心机组内流动的冷媒为R1233ZD(E)冷媒。
8.根据权利要求1至3任一项所述的离心机组，其特征在于：
所述平衡管连接在所述冷媒供液泵的顶部。
9.根据权利要求1至3任一项所述的离心机组，其特征在于：
所述冷凝器的第一冷媒出口位于所述冷凝器的底部。
10.根据权利要求1至3任一项所述的离心机组，其特征在于：
所述换热装置为板式换热器、套管式换热器或壳管式换热器。
11.空调系统，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述的离心机组。
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