CN111059798A - 润滑油冷却结构、离心式冷水机组及空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种润滑油冷却结构、离心式冷水机组及空调器，润滑油冷却结构中，冷凝器通有冷却水；油箱组件内存储有润滑油，油箱组件设置在冷凝器内部，油箱组件可利用冷却水对油箱组件内的润滑油进行冷却。本发明润滑油冷却结构，结构冷却水从冷凝器的冷却水进管旁通一路进入冷却水腔与储油腔进行换热，从而实现对润滑油的冷却，最终循环回冷却塔进行散热。润滑油箱设置在冷凝器内部，无需单独设立外置油箱，与压缩机位置靠近，供油距离最短，结构紧凑简单，提高机组运行的可靠性。旁通水管路上设有控制阀，根据油箱温度来调节冷却水流量，以维持油箱温度的稳定。
Description
技术领域
本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种润滑油冷却结构、离心式冷水机组及空调器。
背景技术
离心式冷水机组的压缩机是一种速度型压缩机，通过电机驱动叶轮高速旋转对冷媒做功，为保障压缩机高速稳定运转，需通过润滑油对电机转子与电机轴承之间进行润滑。电机转子在高速旋转的同时会产生热量，导致润滑油的温度逐渐升高，为保证轴承润滑效果，需对润滑油进行冷却，使润滑油温度稳定在适宜的范围之内。
现有的离心机组润滑油是通过采用冷媒进行冷却，从机组冷凝器底部集液包引取液体冷媒，经电子膨胀阀或毛细管节流后，通过板式换热器或者直接进入油箱冷却，吸热后的液体冷媒蒸发成气体，与蒸发器中的气体冷媒一起进入压缩机进行压缩。该种冷却方式的不足之处有：1、从机组的冷凝器底部取液，相当于消耗了机组一部分制冷能力，使机组能效有所降低；2、润滑油与冷媒互溶，过多的液体冷媒进入油箱，会造成油箱中润滑油和冷媒互溶使体积增加而溢出，导致系统跑油；3、冷媒冷却方式是依靠冷凝器与蒸发器的压差来取液，当机组在冷凝器与蒸发器压差较低的条件下运行时，会出现润滑油冷却取液不足的现象，导致机组因油温过高而不能正常运行。
发明内容
因此，本发明要解决现有的离心冷水机组润滑油采用冷媒进行冷却，存在机组能效降低、系统跑油，润滑不足等技术问题，从而提供一种润滑油冷却结构、离心式冷水机组及空调器。
为了解决上述问题，本发明提供一种润滑油冷却结构，包括：
冷凝器，冷凝器通有冷却水；
油箱组件，油箱组件内存储有润滑油，油箱组件设置在冷凝器内部，油箱组件可利用冷却水对油箱组件内的润滑油进行冷却。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选地，油箱组件设有水冷结构，冷却水可流经水冷结构，并与油箱组件内的润滑油换热。
优选地，冷凝器设有冷却水进管、冷却水出管，冷却水进管、水冷结构与冷却水出管依次连通，形成冷却水循环回路。
优选地，冷凝器内设有换热管，冷却水进管与水冷结构之间通过换热管相连通。
优选地，冷凝器设有冷却水进管、冷却水出管，冷却水进管与水冷结构之间通过旁通水管连通，冷却水出管与水冷结构连通，冷却水进管、旁通水管、水冷结构与冷却水出管依次连通，形成冷却水循环回路。
优选地，旁通水管至少部分管段设置在冷凝器外部，旁通水管设置在冷凝器外部的管段上设有第一控制阀，第一控制阀用于控制旁通水管内的冷却水流量。
优选地，润滑油冷却结构还包括水温检测单元、油温检测单元，水温检测单元用于检测进入水冷结构的冷却水的温度，油温检测单元用于检测油箱组件内润滑油的温度。
优选地，润滑油冷却结构还包括控制器，控制器根据冷却水的温度、润滑油的温度、润滑油的设定温度控制第一控制阀执行开度调节。
优选地，水冷结构包括第一壳体、第二壳体，第一壳体设置在第二壳体内部，第一壳体内为存储润滑油的储油腔，第一壳体与第二壳体之间为冷却水腔。
优选地，水冷结构包括第一壳体，壳体内设有换热副管，换热副管与冷却水进管相通，换热副管内通入冷却水，第一壳体内为存储润滑油的储油腔，换热副管内的冷却水与储油腔内的润滑油换热。
优选地，油箱组件设有供油管、回油管，供油管、回油管均连接至压缩机，油箱组件内的润滑油通过供油管送至压缩机，并通过回油管回到油箱组件。
优选地，油箱组件还包括油泵，油泵用于为润滑油提供循环动力。
一种离心式冷水机组，采用上述任一的润滑油冷却结构。
一种空调器，采用上述任一的润滑油冷却结构。
本发明提供的润滑油冷却结构、离心式冷水机组及空调器至少具有下列有益效果：
1、本发明润滑油冷却结构，冷却水从冷凝器的冷却水进管进入冷却水腔与储油腔进行换热，从而实现对润滑油的冷却，最终循环回冷却塔进行散热。
2、润滑油箱设置在冷凝器内部，无需单独设立外置油箱，与压缩机位置靠近，供油距离最短，结构紧凑简单，提高机组运行的可靠性。
3、本发明无需消耗制冷主机中的液体冷媒参与润滑油换热，同时也避免了系统中的冷媒与润滑油直接接触，既提高制冷主机运行能效，又防止机组跑油。
4、旁通水管路上设有控制阀，根据油箱温度来调节冷却水流量，以维持油箱温度的稳定。
附图说明
图1为本发明实施例一的润滑油冷却结构的结构示意图；
图2为本发明实施例二的润滑油冷却结构的结构示意图。
附图标记表示为：
1、冷凝器；2、油箱组件；3、水冷结构；4、冷却水进管；5、冷却水出管；6、换热管；7、旁通水管；8、第一控制阀；9、水温检测单元；10、油温检测单元；11、第一壳体；12、第二壳体；13、储油腔；14、冷却水腔；15、供油管；17、回油管；18、压缩机；19、油泵；20、冷却塔；21、冷却水泵。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
结合图1所示，本发明实施例一提供了一种润滑油冷却结构，包括：冷凝器1，冷凝器1通有冷却水；油箱组件2，油箱组件2内存储有润滑油，油箱组件2设置在冷凝器1内部，油箱组件2可利用冷却水对油箱组件2内的润滑油进行冷却。
本发明实施例一提供的润滑油冷却结构中，润滑油油箱设置于冷凝器1内部，无需单独设立外置油箱，与压缩机位置靠近，供油距离最短。冷却水在冷却水泵21的驱动下在冷凝器1内循环流动，机组的冷却水对润滑油进行冷却结构换热，冷却水最终随机组主路的冷却水进入冷却塔20散热，以此实现对润滑油的冷却。
本发明的冷却结构，无需消耗制冷主机中的液体冷媒参与润滑油换热，节省了这一部分液体冷媒的循环功耗，同时也避免了系统中的冷媒与润滑油直接接触，不但提高了制冷主机运行能效，而且防止因冷媒溶入润滑油而导致机组跑油。
同时，冷却水的驱动力来源于机组的冷却水泵21，制冷主机正常运行时，冷却水泵21必然正常开启，可以保证在机组运行过程中润滑油始终得到冷却，解决了机组在低压差条件下冷却取液不足的问题。
优选地，油箱组件2设有水冷结构3，冷却水可流经水冷结构3，并与油箱组件2内的润滑油换热，冷凝器1设有冷却水进管4、冷却水出管5，冷却水进管4、水冷结构3与冷却水出管5依次连通，形成冷却水循环回路。冷凝器1内设有换热管6，冷却水进管4与水冷结构3之间通过换热管6相连通。
冷凝器1主水路的冷却水经冷却水进管4后，部分冷却水经换热管6流至水冷结构3，与油箱组件2内的润滑油换热，然后，再通过冷却水出管5流出至主水路，最终至冷却塔20散热，从而实现了将润滑油的热量通过冷却塔散到外部环境。
结合图2所示，本发明实施例二提供的润滑油冷却结构中，冷凝器1设有冷却水进管4、冷却水出管5，冷却水进管4与水冷结构3之间通过旁通水管7连通，冷却水出管5与水冷结构3连通，冷却水进管4、旁通水管7、水冷结构3与冷却水出管5依次连通，形成冷却水循环回路。
在实施例一中，水冷结构3的取水来自冷却水进管4，即机组冷凝器1的主水路，管内冷却水的流量受冷凝器1工作状态的限制，且由于冷凝器1壳程内充满制冷剂，对纯度等要求较高，与水冷结构3相通的铜制换热管无法做出结构改进，如加装控流装置等。
因此，水冷结构3的冷却水流量是相对不受控的。因此，做出了实施例二的结构改进。在本实施例二中，水冷结构3的取水依靠旁通的水管，旁通水管的设置相对于换热管的位置灵活多变，能够根据实际需求加装控流、调温等装置。
优选地，在实施例二中，旁通水管7至少部分管段设置在冷凝器1外部，旁通水管7设置在冷凝器1外部的管段上设有第一控制阀8，第一控制阀8用于控制旁通水管7内的冷却水流量。压缩机运行功率变化时，电机轴承发热量也会变化，从而油箱温度也随之变化，第一控制阀8根据油温和冷却水进水温度，控制润滑油冷却水流量变化，以维持油箱润滑油温度稳定。
优选地，润滑油冷却结构还包括水温检测单元9、油温检测单元10，水温检测单元9用于检测进入水冷结构3的冷却水的温度，油温检测单元10用于检测油箱组件2内润滑油的温度。优选地，润滑油冷却结构还包括控制器，控制器根据冷却水的温度、润滑油的温度、润滑油的设定温度控制第一控制阀8执行开度调节。
温度检测单元周期性工作，并将将检测的油箱温度和冷却进水温度反馈回控制器，根据控制逻辑计算处理，再将调节信号发送至第一控制阀8，第一控制阀8周期性调节润滑油冷却用冷却水的流量，使油箱温度能维持稳定。
最优的，第一控制阀8调节开度控制逻辑的计算，是根据所检测的冷却进水温度T1和润滑油温度T2，另外，润滑油温度的设定值Ts。
具体地，润滑油温度T2与冷却进水温度T1的差值△T，第一个周期内油箱温度T2与设定值Ts的差值Tc，第二个周期内油箱温度T2与设定值Ts的差值Tc，每个动作周期6秒内，通过容量调节PID系数结合差值△T实时计算调节开度。
本发明还提供了适用于上述两个实施例的水冷结构3的优选方案，水冷结构3包括第一壳体11、第二壳体12，第一壳体11设置在第二壳体12内部，第一壳体11内为存储润滑油的储油腔13，第一壳体11与第二壳体12之间为冷却水腔14。第二壳体12体积较大，完全或部分包裹第一壳体11，从而在第一壳体11的外壁与第二壳体12的内壁之间形成夹层形的冷却水腔14，冷却水腔14内通入冷却水，冷却水也能完全或部分包裹第一壳体11，从而经由第一壳体11与内部的润滑油换热，实现润滑油的冷却。
本发明还提供了另一种适用于上述两个实施例的水冷结构3的优选方案，水冷结构3包括第一壳体11，壳体内设有换热副管，换热副管与冷却水进管4相通，换热副管内通入冷却水，第一壳体11内为存储润滑油的储油腔13，换热副管内的冷却水与储油腔13内的润滑油换热。
优选地，油箱组件2设有供油管15、回油管17，供油管15、回油管17均连接至压缩机18，油箱组件2内的润滑油通过供油管15送至压缩机18，并通过回油管17回到油箱组件2。油箱组件2还包括油泵19，油泵19用于为润滑油提供循环动力。储油腔13、油泵19、压缩机18通过铜制油管连接，组成机组整个润滑系统。具体地，在油泵19的驱动下，润滑油从储油腔13经过供油管15，流动至压缩机18主电机的前后两个轴承进行润滑和冷却，润滑油温度有所上升，最终分两路经回油管17循环回储油腔13中。
本发明润滑油冷却结构，结构冷却水从冷凝器的冷却水进管旁通一路进入冷却水腔与储油腔进行换热，从而实现对润滑油的冷却，最终循环回冷却塔进行散热。该冷却结构，无需消耗制冷主机中的液体冷媒参与润滑油换热，同时也避免了系统中的冷媒与润滑油直接接触，既提高制冷主机运行能效，又防止机组跑油。进一步的，旁通水管路上设有控制阀，根据油箱温度来调节冷却水流量，以维持油箱温度的稳定。
采用本发明的润滑油冷却结构，压缩机润滑油的最高工作温度为60℃，最佳工作范围在40～45℃，所以，油箱温度设定为45℃。即使在高温高湿的环境下，冷却水进水温度约为32～35℃，该冷却方式完全可以保证润滑油的冷却效果。
一种离心式冷水机组，采用上述任一的润滑油冷却结构。
一种空调器，采用上述任一的润滑油冷却结构。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种润滑油冷却结构，其特征在于，包括：
冷凝器(1)，所述冷凝器(1)通有冷却水；
油箱组件(2)，所述油箱组件(2)内存储有润滑油，所述油箱组件(2)设置在所述冷凝器(1)内部，所述油箱组件(2)可利用冷却水对所述油箱组件(2)内的润滑油进行冷却。
2.根据权利要求1所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述油箱组件(2)设有水冷结构(3)，冷却水可流经所述水冷结构(3)，并与所述油箱组件(2)内的润滑油换热。
3.根据权利要求2所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述冷凝器(1)设有冷却水进管(4)、冷却水出管(5)，所述冷却水进管(4)、所述水冷结构(3)与所述冷却水出管(5)依次连通，形成冷却水循环回路。
4.根据权利要求3所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述冷凝器(1)内设有换热管(6)，所述冷却水进管(4)与所述水冷结构(3)之间通过换热管(6)相连通。
5.根据权利要求2所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述冷凝器(1)设有冷却水进管(4)、冷却水出管(5)，所述冷却水进管(4)与所述水冷结构(3)之间通过旁通水管(7)连通，所述冷却水出管(5)与所述水冷结构(3)连通，所述冷却水进管(4)、所述旁通水管(7)、所述水冷结构(3)与所述冷却水出管(5)依次连通，形成冷却水循环回路。
6.根据权利要求5所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述旁通水管(7)至少部分管段设置在所述冷凝器(1)外部，所述旁通水管(7)设置在所述冷凝器(1)外部的管段上设有第一控制阀(8)，所述第一控制阀(8)用于控制所述旁通水管(7)内的冷却水流量。
7.根据权利要求6所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述润滑油冷却结构还包括水温检测单元(9)、油温检测单元(10)，所述水温检测单元(9)用于检测进入所述水冷结构(3)的冷却水的温度，所述油温检测单元(10)用于检测所述油箱组件(2)内润滑油的温度。
8.根据权利要求7所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述润滑油冷却结构还包括控制器，所述控制器根据冷却水的温度、润滑油的温度、润滑油的设定温度控制所述第一控制阀(8)执行开度调节。
9.根据权利要求2-8任一所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述水冷结构(3)包括第一壳体(11)、第二壳体(12)，所述第一壳体(11)设置在所述第二壳体(12)内部，所述第一壳体(11)内为存储润滑油的储油腔(13)，所述第一壳体(11)与所述第二壳体(12)之间为冷却水腔(14)。
10.根据权利要求2-8任一所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述水冷结构(3)包括第一壳体(11)，所述壳体内设有换热副管，所述换热副管与冷却水进管(4)相通，所述换热副管内通入冷却水，所述第一壳体(11)内为存储润滑油的储油腔(13)，所述换热副管内的冷却水与储油腔(13)内的润滑油换热。
11.根据权利要求9所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述油箱组件(2)设有供油管(15)、回油管(17)，所述供油管(15)、回油管(17)均连接至压缩机(18)，所述油箱组件(2)内的润滑油通过所述供油管(15)送至压缩机(18)，并通过所述回油管(17)回到所述油箱组件(2)。
12.根据权利要求1-8、11任一所述的润滑油冷却结构，其特征在于，所述油箱组件(2)还包括油泵(19)，所述油泵(19)用于为润滑油提供循环动力。
13.一种离心式冷水机组，其特征在于，采用权利要求1-12任一所述的润滑油冷却结构。
14.一种空调器，其特征在于，采用权利要求1-12任一所述的润滑油冷却结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200424 |