CN110411066A - 冷水机组油冷系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷水机组油冷系统及其控制方法，其中冷水机组油冷系统包括冷水机组、冷冻油换热器、供水管和回水管，冷水机组包括压缩机和第一换热器，第一换热器包括冷冻水出口和冷冻水进口，压缩机的冷冻油出口和压缩机的冷冻油入口之间设有冷冻油换热管，冷冻油换热器的第一流道连通在冷冻油换热管上，供水管连通在冷冻油换热器的第二流道的入口与冷冻水出口之间，回水管连通在第二流道的出口与冷冻水进口之间。利用冷水机组中第一换热器换热后输出的冷冻水对压缩机输出的冷冻油进行冷却，降低冷冻油的温度。避免对冷水机组中冷媒换热效率的影响，从而在保障空调系统换热效率的情况下，将冷冻油的温度控制在合适温度范围内。

Description

冷水机组油冷系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调领域，特别是涉及冷水机组油冷系统及其控制方法。

背景技术

在空调系统中，冷冻油主要用于对压缩机中各个部件进行润滑，以使得压缩机正常运行。而冷冻油的性能受温度影响较明显，若温度较高，则冷冻油黏性下降，进而对压缩机的润滑和密封作用丧失。因此为保障空调系统的正常运行，需要将冷冻油的温度控制在合适范围内。一般通过利用空调系统中冷媒对冷冻油进行冷却，以达到控制冷冻油温度的目的。但是将大量冷媒用于冷冻油的冷却，将导致空调系统整体的换热率降低。

发明内容

基于此，有必要提供一种冷水机组油冷系统及其控制方法，在保障空调系统换热效率的情况下将冷冻油的温度控制在合适温度范围内。

一种冷水机组油冷系统，包括冷水机组、冷冻油换热器、供水管和回水管，所述冷水机组包括压缩机和第一换热器，所述第一换热器包括冷冻水出口和冷冻水进口，所述压缩机的冷冻油出口和所述压缩机的冷冻油入口之间设有冷冻油换热管，所述冷冻油换热器的第一流道连通在所述冷冻油换热管上，所述供水管连通在所述冷冻油换热器的第二流道的入口与所述冷冻水出口之间，所述回水管连通在所述第二流道的出口与所述冷冻水进口之间。

上述方案提供了一种冷水机组油冷系统，将所述冷水机组中所述第一换热器换热后输出的冷冻水用于对所述压缩机输出的冷冻油进行冷却，降低冷冻油的温度。避免对所述冷水机组中冷媒换热效率的影响，从而在保障空调系统换热效率的情况下，将冷冻油的温度控制在合适温度范围内。具体地，当所述冷水机组制冷或制热的过程中，所述冷水机组中的冷媒在所述第一换热器进行换热后，所述第一换热器输出冷冻水。所述冷冻水部分通过所述供水管流至所述冷冻油换热器的第二流道，与所述第一流道中的冷冻油进行换热，降低所述冷冻油的温度。经过换热的冷冻油流回压缩机，而冷冻水则从所述回水管流回冷水机组进行制冷或制热过程。且，在制热模式下，利用所述冷冻水对冷冻油进行降温的同时，也可以提升所述冷冻水的温度，从而增加所述第一换热器的制热量，提高用户体验。

在其中一个实施例中，所述供水管上设有电磁阀。

在其中一个实施例中，所述冷冻油换热管上设有油温检测件，所述油温检测件位于所述冷冻油换热器与所述冷冻油入口之间，所述油温检测件与所述电磁阀电性连接。

在其中一个实施例中，所述回水管上设有单向阀，使得所述回水管中的冷冻水只能从所述第二流道的出口流向所述冷冻水进口。

在其中一个实施例中，所述冷冻油换热器为板式换热器。

在其中一个实施例中，所述第一换热器为壳管式换热器。

在其中一个实施例中，所述冷水机组还包括第二换热器、电子膨胀阀和四通阀，所述四通阀的四个阀口分别与所述压缩机的进气口、所述压缩机的排气口、所述第一换热器和所述第二换热器连通，所述电子膨胀阀设置在连通所述第一换热器与所述第二换热器的管路上。

在其中一个实施例中，所述冷冻油换热管上设有开关阀。

一种冷水机组油冷系统控制方法，包括上述的冷水机组油冷系统，还包括以下步骤：

检测压缩机中冷冻油的实时温度T，并比较实时温度T与预设油温区间中允许高温Tmax以及允许低温Tmin之间的大小关系；

若Tmax＜T，则将所述供水管、回水管和所述冷冻油换热管均导通，使得所述第一流道中的冷冻油与所述第二流道中的冷冻水进行换热过程；

若T＜Tmin,则将所述供水管、回水管和所述冷冻油换热管中至少一者断开，使得所述换热过程停止；

若Tmax≥T≥Tmin，则保持所述供水管、回水管和所述冷冻油换热管的当前状态。

上述方案提供了一种冷水机组油冷系统控制方法，当检测到冷冻油的实时温度T不在预设的所述油温区间内时，通过调节各个管路的通断情况，控制是否利用冷冻水对冷冻油进行降温，调节所述压缩机中冷冻油的温度。具体地，当Tmax＜T时，所述供水管、回水管和所述冷冻油换热管均导通，使得所述冷冻水能够进入所述冷冻油换热器，对进入所述第一流道中的冷冻油进行降温。当T＜Tmin时，则将所述供水管、回水管和所述冷冻油换热管中至少一者断开，停止对所述冷冻油进行降温。使得冷冻油的温度维持在预设的油温区间中。

所述冷水机组油冷系统控制方法还包括以下步骤：

在冷水机组处于制热模式时，检测所述第一换热器输出的冷冻水的温度T_水；

比较所述冷冻水的温度T_水与冷冻油的实时温度T之间的大小，只有当T_水小于T时，才进行所述换热过程。

附图说明

图1为本实施例所述冷水机组油冷系统的系统图。

附图标记说明：

10、冷水机组油冷系统，11、冷水机组，111、压缩机，112、第一换热器，1121、冷冻水出口，1122、冷冻水进口，113、第二换热器，114、电子膨胀阀，115、四通阀，12、冷冻油换热器，13、供水管，131、电磁阀，14、回水管，141、单向阀，15、冷冻油换热管。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

如图1所示，在一个实施例中提供了一种冷水机组油冷系统10，包括冷水机组11、冷冻油换热器12、供水管13和回水管14。所述冷水机组11包括压缩机111和第一换热器112，所述第一换热器112包括冷冻水出口1121和冷冻水进口1122，所述压缩机111的冷冻油出口和所述压缩机111的冷冻油入口之间设有冷冻油换热管15，所述冷冻油换热器12的第一流道连通在所述冷冻油换热管15上，所述供水管13连通在所述冷冻油换热器12的第二流道的入口与所述冷冻水出口1121之间，所述回水管14连通在所述第二流道的出口与所述冷冻水进口1122之间。

所述冷水机组11中所述第一换热器112换热后输出的冷冻水能够通过所述供水管13进入所述第二流道，与所述第一流道中的冷冻油进行换热，从而对所述压缩机111输出的冷冻油进行冷却，降低冷冻油的温度。避免对所述冷水机组11中冷媒换热效率的影响，从而在保障空调系统换热效率的情况下，将冷冻油的温度控制在合适温度范围内。基于对冷冻油进行降温所需的热量有限，若采用空调系统中冷媒对冷冻油进行降温，则对冷冻油进行冷却的冷媒并未完全转化为气态，若直接进入压缩机111易导致压缩机111吸气带液的情况发生。而本案中通过采用所述第一换热器112输出的冷冻水对压缩机111的冷冻油进行降温，则有效避免了以上压缩机111吸气带液的问题。且，在制热模式下，利用所述冷冻水对冷冻油进行降温的同时，也可以提升所述冷冻水的温度，从而增加所述第一换热器112的制热量，提高用户体验。

具体地，当所述冷水机组11制冷或制热的过程中，所述冷水机组11中的冷媒在所述第一换热器112进行换热后，所述第一换热器112输出冷冻水。所述冷冻水部分通过所述供水管13流至所述冷冻油换热器12的第二流道，与所述第一流道中的冷冻油进行换热，降低所述冷冻油的温度。经过换热的冷冻油流回压缩机111，而冷冻水则从所述回水管14流回冷水机组11进行制冷或制热过程。

具体地，用于实现所述冷冻油与所述冷冻水换热的冷冻油换热器12可以是板式换热器，或者是其他换热器，在这里不做具体限制。

而所述第一换热器112与所述冷冻油换热器12类似，可以是壳管式换热器，也可以是其他换热器，在这里不做具体限制。

进一步具体地，所述压缩机111可以是螺杆式压缩机，即所述冷水机组可以为风冷螺杆机组。

进一步地，在一个实施例中，如图1所示，所述供水管13上设有电磁阀131。当然其他能够对管路进行开关控制的阀若适用于此，只要其能够对供水管13的通断进行控制，则也属于这里电磁阀131的等同范围。

当所述供水管13上设有所述电磁阀131时，可以根据冷冻油的温度控制所述电磁阀131的开关状态。例如，只有当所述冷冻油的温度高于预设的温度区间的允许高温Tmax时，所述电磁阀131才开启，从而使得所述冷冻水能够进入所述第二流道，与所述第一流道中的冷冻油进行换热。经过换热的冷冻水则从所述回水管14流回冷水机组11的制冷制热系统。

进一步地，在一个实施例中，所述冷冻油换热管15上设有油温检测件(图中未示出)，所述油温检测件位于所述冷冻油换热器12与所述冷冻油入口之间，所述油温检测件与所述电磁阀131电性连接。

所述油温检测件用于对所述冷冻油换热管15中冷冻油的温度进行检测，所述电磁阀131则根据所述油温检测件检测的温度开启或关闭。

例如，若所述油温检测件检测的冷冻油的实时温度T大于预设油温区间的允许高温Tmax，则证明此时冷冻油的温度过高。此时所述电磁阀131开启，冷冻水进入所述冷冻油换热器12，对所述冷冻油进行降温处理。若所述油温检测件检测的冷冻油的实时温度T小于预设温度区间的允许低温Tmin，则关闭所述电磁阀131，停止对所述冷冻油进行降温，冷冻油的温度逐渐升高，以此将冷冻油的温度控制在预设温度区间中。

进一步地，在一个实施例中，如图1所示，所述回水管14上设有单向阀141，使得所述回水管14中的冷冻水只能从所述第二流道的出口流向所述冷冻水进口1122。有效避免冷冻水从所述回水管14回流至所述冷冻油换热器12的情况发生。

进一步具体地，在一个实施例中，如图1所示，所述冷水机组11还包括第二换热器113、电子膨胀阀114和四通阀115，所述四通阀115的四个阀口分别与所述压缩机111的进气口、所述压缩机111的排气口、所述第一换热器112和所述第二换热器113连通，所述电子膨胀阀114设置在连通所述第一换热器112与所述第二换热器113的管路上。

在制热模式下，所述压缩机111产生的高温高压冷媒经过所述四通阀115进入所述第一换热器112，在所述第一换热器112中进行放热，经过放热的冷媒再依次经过所述电子膨胀阀114、第二换热器113和四通阀115回流至所述压缩机111。在制冷模式下，所述压缩机111获得的高温高压冷媒则通过所述四通阀115后先经过所述第二换热器113变为中温高压冷媒，然后经过电子膨胀阀114节流后再进入所述第一换热器112。而即使在制热模式下，经过所述第一换热器112换热的获得的冷冻水的温度也可能低于所述冷冻油的温度，从而所述冷冻水也可以用于对冷冻油进行降温处理。

进一步地，在一个实施例中，所述冷冻油换热管15上设有开关阀。即所述压缩机111中冷冻油是否流入所述冷冻油换热管15也可以通过所述开关阀控制。即使所述电磁阀131和所述单向阀141出现故障，也可以通过所述开关阀控制冷冻油是否进行降温换热过程，提高整体可靠性。

进一步地，在另一个实施例中提供了一种冷水机组油冷系统控制方法，包括上述任一实施例中的冷水机组油冷系统10，还包括以下步骤：

检测压缩机111中冷冻油的实时温度T，并比较实时温度T与预设油温区间中允许高温Tmax以及允许低温Tmin之间的大小关系；

若Tmax＜T，则将所述供水管13、回水管14和所述冷冻油换热管15均导通，使得所述第一流道中的冷冻油与所述第二流道中的冷冻水进行换热过程；

若T＜Tmin,则将所述供水管13、回水管14和所述冷冻油换热管15中至少一者断开，使得所述换热过程停止；

若Tmax≥T≥Tmin，则保持所述供水管13、回水管14和所述冷冻油换热管15的当前状态。

上述方案提供了一种冷水机组油冷系统控制方法，当检测到冷冻油的实时温度T不在预设的所述油温区间内时，通过调节各个管路的通断情况，控制是否利用冷冻水对冷冻油进行降温，调节所述压缩机111中冷冻油的温度。具体地，当Tmax＜T时，所述供水管13、回水管14和所述冷冻油换热管15均导通，使得所述冷冻水能够进入所述冷冻油换热器12，对进入所述第一流道中的冷冻油进行降温。当T＜Tmin时，则将所述供水管13、回水管14和所述冷冻油换热管15中至少一者断开，停止对所述冷冻油进行降温。使得冷冻油的温度维持在预设的油温区间中。

具体地，当所述冷水机组11冷油系统中设有所述电磁阀131时，若Tmax＜T，则开启所述电磁阀131；若T＜Tmin，则关闭所述电磁阀131；若Tmax≥T≥Tmin，则保持所述电磁阀131的当前状态。

进一步地，在一个实施例中，所述冷水机组油冷系统控制方法还包括以下步骤：

在冷水机组11处于制热模式时，检测所述第一换热器112输出的冷冻水的温度T_水；

比较所述冷冻水的温度T_水与冷冻油的实时温度T之间的大小，只有当T_水小于T时，才进行所述换热过程。

在制热模式下，一般经过所述第一换热器112换热获得的冷冻水的温度较高，为确保能够达到对冷冻水进行降温的目的，只有当所述冷冻水的温度T_水小于冷冻油的实时温度T时才按照前述步骤调节所述供水管13、回水管14和所述冷冻油换热管15的通断。同理，当设有所述电磁阀131时，只有当所述冷冻水的温度T_水小于冷冻油的实时温度T时才按照前述步骤调节所述电磁阀131的开关过程。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种冷水机组油冷系统，其特征在于，包括冷水机组、冷冻油换热器、供水管和回水管，所述冷水机组包括压缩机和第一换热器，所述第一换热器包括冷冻水出口和冷冻水进口，所述压缩机的冷冻油出口和所述压缩机的冷冻油入口之间设有冷冻油换热管，所述冷冻油换热器的第一流道连通在所述冷冻油换热管上，所述供水管连通在所述冷冻油换热器的第二流道的入口与所述冷冻水出口之间，所述回水管连通在所述第二流道的出口与所述冷冻水进口之间。

2.根据权利要求1所述的冷水机组油冷系统，其特征在于，所述供水管上设有电磁阀。

3.根据权利要求2所述的冷水机组油冷系统，其特征在于，所述冷冻油换热管上设有油温检测件，所述油温检测件位于所述冷冻油换热器与所述冷冻油入口之间，所述油温检测件与所述电磁阀电性连接。

4.根据权利要求1所述的冷水机组油冷系统，其特征在于，所述回水管上设有单向阀，使得所述回水管中的冷冻水只能从所述第二流道的出口流向所述冷冻水进口。

5.根据权利要求1所述的冷水机组油冷系统，其特征在于，所述冷冻油换热器为板式换热器。

6.根据权利要求1所述的冷水机组油冷系统，其特征在于，所述第一换热器为壳管式换热器。

7.根据权利要求1至6任一项所述的冷水机组油冷系统，其特征在于，所述冷水机组还包括第二换热器、电子膨胀阀和四通阀，所述四通阀的四个阀口分别与所述压缩机的进气口、所述压缩机的排气口、所述第一换热器和所述第二换热器连通，所述电子膨胀阀设置在连通所述第一换热器与所述第二换热器的管路上。

8.根据权利要求1至6任一项所述的冷水机组油冷系统，其特征在于，所述冷冻油换热管上设有开关阀。

9.一种冷水机组油冷系统控制方法，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的冷水机组油冷系统，还包括以下步骤：

检测压缩机中冷冻油的实时温度T，并比较实时温度T与预设油温区间中允许高温Tmax以及允许低温Tmin之间的大小关系；

若Tmax＜T，则将所述供水管、回水管和所述冷冻油换热管均导通，使得所述第一流道中的冷冻油与所述第二流道中的冷冻水进行换热过程；

若T＜Tmin,则将所述供水管、回水管和所述冷冻油换热管中至少一者断开，使得所述换热过程停止；

若Tmax≥T≥Tmin，则保持所述供水管、回水管和所述冷冻油换热管的当前状态。

10.根据权利要求9所述的冷水机组油冷系统控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在冷水机组处于制热模式时，检测所述第一换热器输出的冷冻水的温度T_水；

比较所述冷冻水的温度T_水与冷冻油的实时温度T之间的大小，只有当T_水小于T时，才进行所述换热过程。