CN112097418B - 一种压缩机自动油位保持系统及其控制方法 - Google Patents

一种压缩机自动油位保持系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种压缩机自动油位保持系统及其控制方法，包括有正常回油模式和辅助回油模式，其中，当液位检测单元实时监测的润滑油液位高于所要求的液位高度时，系统仅启用正常回油模式；当液位检测单元实时监测的润滑油液位低于所要求的液位高度，系统则启用辅助回油模式，直至实时监测的润滑油液位上升高于所要求的液位高度后，则关闭辅助回油模式且启用正常回油模式，保证了压缩机本体能够保持合适的润滑、密封和降温，提高了压缩机本体的润滑性能和运行可靠性。

Description

一种压缩机自动油位保持系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调系统的技术领域，尤其是指一种高舒适度除湿运行的空调系统。
背景技术
现有的滚动转子式压缩机运动零部件少，具有可靠性高、相对容积效率高等多方面的优点，广泛应用在家用空调和商用中小型空调领域中。但是滚动转子式压缩机属于容积式压缩机的一种，其气缸和滚动活塞对湿压缩非常敏感，因此要求压缩机进气腔全部是制冷剂气体，不能带液压缩，否则就会损坏压缩机气缸和转子活塞等零部件，进而导致压缩机报废。另一方面，其气缸和滚动活塞、滚动活塞与滑片之间、滚动活塞端面与气缸内端面之间均需要油膜密封，油膜密封线较长，就要求压缩机工作过程中，随时保持一定的润滑油液面高度，便确保压缩机各油膜密封端面形成良好的油膜，起到润滑、密封和冷却等多方面的作用。因为一旦润滑油液位降低至最低液位以下，润滑系统将不能正常工作，那么滚动转子式压缩机的滚动转子或者涡旋式压缩机的涡旋盘就不能得到很好的润滑、密封和降温，导致运动部件磨损或过热等问题，进而导致压缩机卡缸或电机过热烧毁；此外，过多的润滑油进入制冷系统中会带来换热器换热效率降低的问题。
基于上述问题，为确保空调正常运行，压缩机运行期间必须保证有最低液位的油位与油泵形成液封，以满足工作运行的基本需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以保持压缩机的油位始终维持在合适的高度、极大地提升压缩机的运行可靠性的压缩机自动油位保持系统及其控制方法。
为了实现上述的目的，本发明所提供的一种压缩机自动油位保持系统，包括压缩机本体、第一气液分离器和低压气液分离器，其中，所述第一气液分离器的出口通过进气管与压缩机本体相连，所述低压气液分离器的回油孔经回气管与第一气液分离器的入口相连，所述低压气液分离器的入口配置有供预设的制冷系统相连的入口管；还包括回油辅助回路和液位检测单元，其中，所述回油辅助回路的入口和出口分别与低压气液分离器的底部和第一气液分离器的入口连接；所述液位检测单元设于第一气液分离器的内腔中且用于实时监测第一气液分离器内的润滑油液位情况，以便于根据实时监测的润滑油液位情况相应地控制回油辅助回路的通/断。
进一步，所述回油辅助回路包括回油管以及设于回油管上的回油电磁阀，所述回油管入口与低压气液分离器的底部相连且其出口与第一气液分离器的入口相连。
进一步，基于液位检测单元实时监测的润滑油液位情况，相应地开启或关闭回油电磁阀，其中，所述三通接口的另外两个接口分别供回气管和回油管连接。
进一步，所述第一气液分离器的入口与预设的三通接口的一个接口相连，其中，所述三通接口的另外两个接口分别供回气管和回油管连接。
进一步，所述压缩机本体为滚动转子式压缩机。
进一步，所述液位检测单元为浮球阀、液位传感器、液位检测控制开关中的任意一种。
进一步，所述回气管的回油流程路径长于回油管的回油流程路径长度。
一种压缩机自动油位保持系统的控制方法，系统包括有正常回油模式和辅助回油模式，其中，当液位检测单元实时监测的润滑油液位高于所要求的液位高度时，系统仅启用正常回油模式；当液位检测单元实时监测的润滑油液位低于所要求的液位高度，系统则启用辅助回油模式，直至实时监测的润滑油液位上升高于所要求的液位高度后，则关闭辅助回油模式且启用正常回油模式。
进一步，所述正常回油模式的油路为：低压气液分离器存储的润滑油通过其回油孔和回气管流入第一气液分离器中，与之同时，第一气液分离器内的润滑油通过进气管流入压缩机本体中。
进一步，所述辅助回油模式的油路为：系统保持正常回油模式的油路通畅，同时启用回油辅助回路，开启回油电磁阀，令留存在低压气液分离器底部的润滑油经回油管和回油电磁阀流入第一气液分离器中，与之同时，第一气液分离器内的润滑油通过进气管流入压缩机本体中。
本发明采用上述的方案，其有益效果在于：通过在运行期间对润滑油液位高度进行实时监测，以便于在低于所要求的液位高度时，及时有效地启用辅助回油模式，启用回油辅助回路，加快低压气液分离器流入第一气液分离器中的润滑油流量，提高第一气液分离器的润滑油液位高度，保证了压缩机本体能够保持合适的润滑、密封和降温，提高了压缩机本体的润滑性能和运行可靠性。
附图说明
图1为本发明的油位保持系统的示意图。
图2为本发明的正常回油模式的油路示意图。
图3为本发明的辅助回油模式的油路示意图。
其中，1-压缩机本体，2-第一气液分离器，3-低压气液分离器，31-回油孔，32-入口管4-进气管，5-回气管，6-回油辅助回路，61-回油管，62-回油电磁阀，7-液位检测单元。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面参照附图对本发明进行更全面地描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
参见附图1所示，一种压缩机自动油位保持系统，包括压缩机本体1、第一气液分离器2、低压气液分离器3，回油辅助回路6和液位检测单元7，其中，第一气液分离器2可为压缩机本体1自身带有的，也可由外部另行配置的，具体由实际采用压缩机的型号及规格所决定，此处不做限定。
进一步，本实施例的压缩机本体1为滚动转子式压缩机；液位检测单元7为浮球阀、液位传感器、液位检测控制开关中的任意一种。
在本实施例中，第一气液分离器2的出口通过进气管4与压缩机本体1的入口相连，低压气液分离器3的回油孔31经回气管5与第一气液分离器2的入口相连，低压气液分离器3的入口配置有供预设的制冷系统相连的入口管32（入口管32一般是与制冷系统的蒸发器相连，此处不做限定，本领域技术人员可根据实际制冷系统的组成适应性调整连接），压缩机本体1的出口与制冷系统相连，以便于油位保持系统接入到制冷系统。
进一步，第一气液分离器2的入口与预设的三通接口的一接口相连，其中，三通接口的另外两接口分别供回气管5和回油管61连接。
在本实施例中，回油辅助回路6包括回油管61以及设于回油管61上的回油电磁阀62，其中，回油管61入口与低压气液分离器3的底部相连且其出口与第一气液分离器2的入口相连，从而实现了回油辅助回路6的入口和出口分别与低压气液分离器3的底部和第一气液分离器2的入口连接。本实施例的回油电磁阀62基于液位检测单元7实时监测的润滑油液位情况相应地控制开启或关闭，进而实现对控制回油辅助回路6的通/断。
具体地，当液位检测单元7实时监测的润滑油液位高于所要求的液位高度，则意味着低压气液分离器3留存的制冷剂及润滑油流进第一气液分离器2内的流量为正常流量，则仅低压气液分离器3内的润滑油仅通过回气管5流入第一气液分离器2中；反之，当液位检测单元7实时监测的润滑油液位低于所要求的液位高度，则意味着低压气液分离器3留存的制冷剂及润滑油流进第一气液分离器2内的流量不足，此时的低压气液分离器3内的润滑油不仅通过回气管5流入第一气液分离器2中，还额外启用回油辅助回路6，从而提高润滑油流进第一气液分离器2内的流量。
为了便于理解，以下结合具体控制方法对上述的油位保持系统作进一步解释说明。
在本实施例中，系统包括有正常回油模式和辅助回油模式，其中，参见附图2所示，正常回油模式的油路为：低压气液分离器3的润滑油通过其回油孔31和回气管5流入第一气液分离器2中，同时，第一气液分离器2内的润滑油通过进气管4流入压缩机本体1中，从而起到对压缩机本体1内的润滑油的补充，通过上述的油路，低压气液分离器3存储的润滑油通过其回油孔31和回气管5进入到第一气液分离器2内完成气液分离和回油，即可保持第一气液分离器2的润滑油在合适的液位高度，同时也不会让过多的润滑油进入压缩机本体1及制冷系统中进行循环。
在本实施例中，参见附图3所示，辅助回油模式的油路为：系统保持正常回油模式的油路通畅，同时启用回油辅助回路6，开启回油电磁阀62，令留存在低压气液分离器3底部的润滑油经回油管61和回油电磁阀62进入第一气液分离器2中，并且从回油辅助回路6流入的润滑剂与从回油管61流入的润滑油在第一气液分离器2内混合及气液分离处理后，再通过进气管4流入压缩机本体1中，此时不仅起到对压缩机本体1内的润滑油的补充，还使第一气液分离器2内的润滑油逐渐上升至合适液位高度。
进一步，当液位检测单元7实时监测到第一气液分离器2内的润滑油液位高于所要求的液位高度时，则启用正常回油模式。
进一步，当液位检测单元7实时监测到第一气液分离器2内的润滑油液位低于所要求的液位高度时，则启用辅助回油模式，直至实时监测到第一气液分离器2内的润滑油液位高于所要求的液位高度时，则关闭辅助回油模式且启用正常回油模式。
进一步，本实施例所指的达到所要求的液位高度是由实际压缩机的型号及规格所决定，本领域技术人员可根据实际情况作出适应性调整，此处不做限定。
在本实施例中，当压缩机本体1处于小负荷工况运行时，对于制冷剂流量要求低，此时的小流量制冷剂不足以保证低压气液分离器3-回气管5-第一气液分离器2的流速达到预定流速（3.6m/s~7.2m/s之间），从而无法保证低压气液分离器3留存的制冷剂和润滑油通过回气管5进入到第一气液分离器2中，随着压缩机本体1的持续运行会使第一气液分离器2的润滑油液位高度逐渐下降，待低于所要求的液位高度时，则需要启用辅助回油模式，借助于回气管5和回油辅助回路6一起让制冷剂和润滑油流入第一气液分离器2中。
由此，通过上述的正常回油模式和辅助回油模式保证了第一气液分离器2内的润滑油液位高度，随时保障压缩机能够得到充分的润滑，同时不会有过多的润滑油留存在压缩机本体1中，避免因压缩机本体1内的润滑油油量太多而造成过度的润滑油流入制冷系统中，造成影响换热效率以及油分负荷过大等不利问题。
本实施例的正常回油模式或辅助回油模式下的回油动力来自两方面：一是低压气液分离器3与第一气液分离器2之间的压差，二是压缩机本体1的吸气作用，其中，由于低压气液分离器3至第一气液分离器2之间的回气管5具有相当的长度，回气管5长于回油管61的回油流程路径长度，同时因管道内部本身的粗糙度和制冷剂的粘度会有一定的流动阻力，从而使回油管61的流动阻力会小于回气管5，从而产生了固有的回油压差。
以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所做的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种压缩机自动油位保持系统，其特征在于：包括压缩机本体（1）、第一气液分离器（2）和低压气液分离器（3），其中，所述第一气液分离器（2）的出口通过进气管（4）与压缩机本体（1）相连，所述低压气液分离器（3）的回油孔（31）经回气管（5）与第一气液分离器（2）的入口相连，所述低压气液分离器（3）的入口配置有供预设的制冷系统相连的入口管（32）；还包括回油辅助回路（6）和液位检测单元（7），其中，所述回油辅助回路（6）的入口和出口分别与低压气液分离器（3）的底部和第一气液分离器（2）的入口连接；所述液位检测单元（7）设于第一气液分离器（2）的内腔中且用于实时监测第一气液分离器（2）内的润滑油液位情况，以便于根据实时监测的润滑油液位情况相应地控制回油辅助回路（6）的通/断。
2.根据权利要求1所述的一种压缩机自动油位保持系统，其特征在于：所述回油辅助回路（6）包括回油管（61）以及设于回油管（61）上的回油电磁阀（62），所述回油管（61）入口与低压气液分离器（3）的底部相连且其出口与第一气液分离器（2）的入口相连。
3.根据权利要求2所述的一种压缩机自动油位保持系统，其特征在于：基于液位检测单元（7）实时监测的润滑油液位情况，相应地开启或关闭回油电磁阀（62），其中，当所监测的润滑油液位高于所要求的液位高度时，关闭回油电磁阀（62）；当所监测的润滑油液位低于所要求的液位高度时，开启回油电磁阀（62）。
4.根据权利要求2所述的一种压缩机自动油位保持系统，其特征在于：所述第一气液分离器（2）的入口与预设的三通接口的一个接口相连，其中，所述三通接口的另外两个接口分别供回气管（5）和回油管（61）连接。
5.根据权利要求1所述的一种压缩机自动油位保持系统，其特征在于：所述压缩机本体（1）为滚动转子式压缩机。
6.根据权利要求1所述的一种压缩机自动油位保持系统，其特征在于：所述液位检测单元（7）为浮球阀、液位传感器、液位检测控制开关中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种压缩机自动油位保持系统，其特征在于：所述回气管（5）的回油流程路径长于回油管（61）的回油流程路径长度。
8.一种如权利要求1至7任意一项所述的一种压缩机自动油位保持系统的控制方法，其特征在于：系统包括有正常回油模式和辅助回油模式，其中，当液位检测单元（7）实时监测的润滑油液位高于所要求的液位高度时，系统仅启用正常回油模式；当液位检测单元（7）实时监测的润滑油液位低于所要求的液位高度，系统则启用辅助回油模式，直至实时监测的润滑油液位上升高于所要求的液位高度后，则关闭辅助回油模式且启用正常回油模式。
9.根据权利要求8所述的一种压缩机自动油位保持系统的控制方法，其特征在于：所述正常回油模式的油路为：低压气液分离器（3）存储的润滑油通过其回油孔（31）和回气管（5）流入第一气液分离器（2）中，与之同时，第一气液分离器（2）内的润滑油通过进气管（4）流入压缩机本体（1）中。
10.根据权利要求8所述的一种压缩机自动油位保持系统的控制方法，其特征在于：所述辅助回油模式的油路为：系统保持正常回油模式的油路通畅，同时启用回油辅助回路（6），开启回油电磁阀（62），令留存在低压气液分离器（3）底部的润滑油经回油管（61）和回油电磁阀（62）流入第一气液分离器（2）中，与之同时，第一气液分离器（2）内的润滑油通过进气管（4）流入压缩机本体（1）中。
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