CN112197468A - 一种压缩机回油装置、空调系统及回油控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机回油装置、空调系统及回油控制方法，包括：双吸双排压缩机、与双吸双排压缩机连接的油分离器以及回油组件，回油组件包括回油阀和连接管，回油阀包括阀体、阀针、固定块和滑块，固定块固定连接在阀体内，固定块将阀体分隔成上腔体和下腔体，滑块设置在下腔体内且位于固定块的下方，滑块和固定块之间形成有中腔体，中腔体内设有连通上腔体和下腔体的流道，流道的正下方设有与其配合的阀针，通过所述滑块的上下滑动来改变阀针伸入流道的长度来实现对回油量的调节。结构简单，制造成本低，使用方便，能够有效解决双吸双排压缩机直接排气压缩缸中排油率高、润滑油回油困难的问题，减小了压缩机的磨损，提高了使用寿命。

Description

一种压缩机回油装置、空调系统及回油控制方法

技术领域

本发明涉及空调系统技术领域，尤其涉及一种压缩机回油装置、空调系统及回油控制方法。

背景技术

现有空调系统通常采用单吸单排压缩机，通过与室内外的单排或多排换热器构成制冷循环回路，从而对室内空气进行加热或冷却，以满足室内环境舒适性的要求。常用空调系统由于压缩机只有一对吸排气口与室内外换热器相连接,故只能实现一个蒸发温度和冷凝温度。

中国专利申请号为CN105444453A的发明提出了一种双温制冷及制热系统，其采用双缸并联压缩机的双温空调系统以提高系统能效和减缓低温制热结霜工况下的能力能效衰减速度，但该形式压缩机存在其中的一个直排缸排油率高的问题，这是因为该气缸将制冷剂压缩后直接通过排气管路排出压缩机，没有经过电机等部件，由于缺少必要的挡油装置而导致排气吐油率高，存在长期运行会导致压缩机缺油磨损等问题的缺点。

若采用传统压缩机回油解决方案，通常是将压缩机排气经过油分离器分离后，通过回油毛细管将分离出来的润滑油返回至压缩机吸气管，利用吸排气压差将润滑油返回至压缩机内部。但该回油方案并不适用于双吸双排压缩机，因该压缩机含有两对相互独立的吸、排气管，分别对应不同的吸气压力和排气压力，将润滑油利用吸排气压差返回至压缩机的话会增加设备和控制成本；同时由于该压缩机特殊的结构形式导致直排缸的排油率远大于另外一个压缩缸的排油率，润滑油大部分通过直排缸排气带出，采用现有吸气回油的回油方案就会导致压缩机直排缸缺油运行而磨损，因此现有回油方案不适用于双缸并联压缩机的双温空调系统。

中国专利号CN108180680A的发明专利提出了一种双吸双排压缩机回油控制方法，通过设置回油组件(包括回油开关支路和/或旁通调节支路)实现不同条件下的回油控制。但是该回油控制方法中，需要考虑不同运行条件，并通过调节旁通支路上的调节阀满足回油及防止两个压缩缸排气串气，调节阀的控制相对比较复杂，且回油组件成本高。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种解决双吸双排压缩机直排缸直接排气造成压缩缸中排油率高、润滑油回油困难等问题的压缩机回油装置、空调系统及回油控制方法。

第一方面，本申请提供了一种压缩机回油装置，包括：双吸双排压缩机、与双吸双排压缩机连接的油分离器以及回油组件，所述回油组件包括回油阀和连接管，所述回油阀包括阀体、阀针、固定块和滑块，所述固定块固定连接在所述阀体内，所述固定块将所述阀体分隔成上腔体和下腔体，所述滑块设置在所述下腔体内且位于所述固定块的下方，所述滑块和所述固定块之间形成有中腔体，所述中腔体内设有连通上腔体和下腔体的流道，所述流道的正下方设有与其配合的阀针，通过所述滑块的上下滑动来改变阀针伸入流道的长度来实现对回油量的调节。

进一步地，所述阀体上部的侧壁上设有连通所述上腔体的回油阀进口，所述阀体下部的侧壁上设有连通所述下腔体的回油阀出口。

进一步地，所述滑块与所述固定块之间设有弹簧，所述弹簧的一端与所述固定块连接，所述弹簧的另一端与所述滑块连接。

进一步地，所述双吸双排压缩机的上端设有第一排气口，所述双吸双排压缩机的侧壁上依次设有第一吸气口、第二吸气口、第二排气口和回油口，所述第一排气口与第一吸气口连通，所述第二排气口与第二吸气口连通。

进一步地，所述油分离器设置在所述双吸双排压缩机的第二排气口处，所述回油组件设置在所述油分离器与所述双吸双排压缩机底部油池的回油口之间。

第二方面，本申请提供了一种空调系统，包括上述所述的压缩机回油装置、室外换热器、第一室内换热器和第二室内换热器，所述双吸双排压缩机通过管路分别连有第一四通阀和第二四通阀，所述油分离器与第二四通阀连通，所述第一四通阀分别连有第一室内换热器和室外换热器，所述第二四通阀分别与室外换热器、第二室内换热器连接，所述室外换热器通过管路分别与第一室内换热器、第二室内换热器连接；第一室内换热器和第二室内换热器分别沿气流流动方向布置。

进一步地，所述室外换热器上连接有室外风机。

进一步地，所述第一室内换热器与第二室内换热器设置在同一个风道内部，所述风道内连接有室内风机；或分别设置在不同风道内，各自配备一个风机。

进一步地，所述室外换热器与所述第一室内换热器之间设有第一节流装置，所述室外换热器与所述第二室内换热器之间设有第二节流装置。

第三方面，本申请还提供一种回油控制方法，包括：制冷模式和制热模式，在所述制冷模式下，如上述所述回油装置中的回油阀处于打开导通状态；在所述制热模式下，如上述所述回油装置中的回油阀处于关闭节流状态。

进一步地，所述制冷模式下回油阀处于导通状态的具体操作如下：

滑块在弹簧力的作用下向上提起，此时阀针从流道内脱离出来，使得上腔体和下腔体连通。

进一步地，所述制热模式下回油阀处于关闭节流状态的具体操作如下：

滑块在双吸双排压缩机的排气压差和弹簧力的共同作用下向下运动，此时阀针伸入到流道内，使得上腔体和下腔体不连通。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

(1)通过滑块在滑动过程中改变与阀针之间的流道截面积来控制流道的导通和关闭，实现不同运行条件下的回油量的调节，解决了双吸双排压缩机直接排气压缩缸中排油率高、润滑油回油困难，并且通过控制回油阀实现回油，解决了控制复杂的问题，从而实现了对室内空气进行梯级加热或制冷的需求，减小了压缩机的磨损，提高了使用寿命。

(2)本发明的回油阀结构简单，制造成本低，使用方便，而且满足了回油与防止串气的功能。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图中：

图1是本发明中回油阀的示意图；

图2是本发明中双吸双排压缩机的结构示意图；

图3是本发明中制冷模式运行示意图；

图4是本发明中制热模式运行示意图；

图5是本发明中本发明中制热模式运行的另一示意图；

图6是本发明中回油阀关闭节流状态的结构示意图；

图7是本发明中回油阀关闭节流状态的结构示意图；

图8是本发明中回油阀导通状态的结构示意图。

附图标号：1-双吸双排压缩机；101-第一吸气口；102-第二吸气口；103-第一排气口；104-第二排气口；105-回油口；2-第一四通阀；3-第二四通阀；4-室外换热器；5-室外风机；6-第一节流装置；7-第二节流装置；8-第一室内换热器；9-第二室内换热器；10-室内风机；11-回油阀；111-阀体；112-固定块；113-滑块；114-阀针；115-弹簧；116-中腔体；117-上腔体；118-下腔体；119-回油阀进口；1110-回油阀出口；1111-流道；12-油分离器。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明通过在油分离器和双吸双排压缩机之间设置回油组件，控制油分离器内分离出的油流回油池，以保证压缩机内有足够的润滑油，并且通过回油阀和毛细管并联的方式，使得只需要对回油阀的开闭进行控制即可实现对回油进行控制，简化了压缩机回油系统的结构和降低了成本。

实施例1

如图1-2所示，在本实施例中，本发明提供一种压缩机回油装置，包括：双吸双排压缩机1、与双吸双排压缩机1连接的油分离器12以及回油组件，其中，回油组件包括回油阀11和连接管，回油阀11具有开启导通(通径与连接管相同，阻力较小，适用于双温系统制冷运行模式)和关闭节流(通径小于连接管，阻力较大，适用于双温系统制热运行模式)两种状态。回油阀11关闭时的通径的确定，需要满足不同排气压力差的下能够正常回油，还要防止两个排气之间的串气。

在本实施例中，回油阀11包括阀体111、阀针114、固定块112和滑块113，固定块112固定连接在阀体111内，并且固定块112将阀体111分隔成上腔体117和下腔体118，滑块113设置在下腔体114内且位于固定块112的下方，滑块113和固定块112之间形成有中腔体116，中腔体116内设有连通上腔体117和下腔体118的流道1111，流道1111的正下方设有与其配合的阀针114，通过滑块113的上下滑动来改变阀针114伸入流道1111的长度来实现对回油量的调节，并且在阀体111上部的侧壁上设有连通上腔体117的回油阀进口119，阀体111下部的侧壁上设有连通下腔体118的回油阀出口1110。

在本实施例中，滑块113与固定块112的连接结构为：在滑块113与固定块112之间设有弹簧115，弹簧115的一端与固定块112连接，弹簧115的另一端与滑块113连接。

在本实施例中，双吸双排压缩机1的上端设有第一排气口103，双吸双排压缩机1的侧壁上依次设有第一吸气口101、第二吸气口102、第二排气口104和回油口105，第一排气口103与第一吸气口101连通，第二排气口104与第二吸气口102连通，并且油分离器12设置在双吸双排压缩机1的第二排气口104处，回油组件设置在油分离器12与双吸双排压缩机1底部油池的回油口之间。

通过弹簧力与作用在上、下截面的制冷剂压力差来驱动滑块上下滑动，使得滑块113在滑动过程中改变与阀针114之间的流道1111截面积来控制流道的导通和关闭，实现不同运行条件下的回油量的调节，解决了双吸双排压缩机直接排气压缩缸中排油率高、润滑油回油困难，通过控制回油阀实现回油，控制复杂，从而实现了对室内空气进行梯级加热或制冷的需求，减小了压缩机的磨损，提高了使用寿命。

实施例2

如图3-5所示，在本实施例中，本发明提供一种空调系统，包括压缩机回油装置、室外换热器4、第一室内换热器8和第二室内换热器9，双吸双排压缩机1通过管路分别连有第一四通阀2和第二四通阀3，油分离器12与第二四通阀3连通，第一四通阀2分别连有第一室内换热器8和室外换热器4，第二四通阀3分别与室外换热器4、第二室内换热器9连接，室外换热器4通过管路分别与第一室内换热器8、第二室内换热器9连接；第一室内换热器8和第二室内换热器9分别沿气流流动方向布置。

优选地，为了加快换热的效率，在室外换热器4上连接有室外风机5，在第一室内换热器8与第二室内换热器9设置在同一个风道内部，风道内连接有室内风机10；需要说明的是，第一室内换热器8与第二室内换热器9也可以根据结构布局分别设置在不同风道内，然后各自配备一个风机。

优选地，室外换热器4与第一室内换热器8之间设有第一节流装置6，室外换热器4与第二室内换热器9之间设有第二节流装置7；需要说明的是，第一节流装置6和第二节流装置7可以根据需求，适当更换它们之间的位置。

该空调系统包括制冷模式和制热模式，在制冷模式下，回油装置中的回油阀11处于打开导通状态；在制热模式下，回油装置中的回油阀11处于关闭节流状态。

如图3所示，在制冷模式下，双吸双排压缩机1的两个排气在第一四通阀2和第二四通阀3的C管处汇合，此时双吸双排压缩机1的第一排气口103和第二排气口104的排气压力相同，回油阀11由于滑块113上下两面的压力相同，弹簧力与滑块113重力相平衡，滑块处于平衡状态，此时流道1111将上腔体117和下腔体118连通(如图8所示)，加大了流道1111的截面积，使得由双吸双排压缩机1的第二排气口104排出的制冷剂中含有的较多润滑油，经油分离器分离后，润滑油通过重力作用在油分离器12及回油口105经回油阀11和回油口105回到压缩机油池。

如图4所示，在制热模式下，压缩机启动，由于系统处于不稳定运行阶段，此时双吸双排压缩机1排气中带有较多的润滑油，使得双吸双排压缩机1的排气口分别通过第一四通阀2和第二四通阀3的E管与第一室内换热器8和第二换热器9相连接，此时第一室内换热器8和第二室内换热器9由于进风温度的不同会形成高、低不同的两个冷凝温度，即背风侧换热器的冷凝温度高于迎风侧换热器的冷凝温度。此时油池内部压力与压缩机排气口处压力相同，油分离器12内的压力与排气口相同，油分离器12内压力高于油池底部的压力，此时滑块113在弹簧力、滑块重力和滑块上油面压力差的共同作用下往阀针114一侧移动。压缩机运行频率越高、负荷越大时，两个排气口的压差也越大，相应的滑块113与阀针114之间的流道1111截面积也越小，节流作用也越大，能够实现如图6和图7所示的制热大压比和小压比情况下的自动调节，以满足不同制热运行条件下的回油和密封要求，油分中的润滑油在冷凝压差的作用下通过回油毛细管稳定返回至压缩机油池内部。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，可以对上述技术特点进行自由组合，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，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种压缩机回油装置，包括：双吸双排压缩机、与双吸双排压缩机连接的油分离器以及回油组件，所述回油组件包括回油阀和连接管，其特征在于，所述回油阀包括阀体、阀针、固定块和滑块，所述固定块固定连接在所述阀体内，所述固定块将所述阀体分隔成上腔体和下腔体，所述滑块设置在所述下腔体内且位于所述固定块的下方，所述滑块和所述固定块之间形成有中腔体，所述中腔体内设有连通上腔体和下腔体的流道，所述流道的正下方设有与其配合的阀针，通过所述滑块的上下滑动来改变阀针伸入流道的长度来实现对回油量的调节。

2.根据权利要求1所述的压缩机回油装置，其特征在于，所述阀体上部的侧壁上设有连通所述上腔体的回油阀进口，所述阀体下部的侧壁上设有连通所述下腔体的回油阀出口。

3.根据权利要求1所述的压缩机回油装置，其特征在于，所述滑块与所述固定块之间设有弹簧，所述弹簧的一端与所述固定块连接，所述弹簧的另一端与所述滑块连接。

4.根据权利要求1所述的压缩机回油装置，其特征在于，所述双吸双排压缩机的上端设有第一排气口，所述双吸双排压缩机的侧壁上依次设有第一吸气口、第二吸气口、第二排气口和回油口，所述第一排气口与第一吸气口连通，所述第二排气口与第二吸气口连通。

5.根据权利要求4所述的压缩机回油装置，其特征在于，所述油分离器设置在所述双吸双排压缩机的第二排气口处，所述回油组件设置在所述油分离器与所述双吸双排压缩机底部油池的回油口之间。

6.一种空调系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的压缩机回油装置、室外换热器、第一室内换热器和第二室内换热器，所述双吸双排压缩机通过管路分别连有第一四通阀和第二四通阀，所述油分离器与第二四通阀连通，所述第一四通阀分别连有第一室内换热器和室外换热器，所述第二四通阀分别与室外换热器、第二室内换热器连接，所述室外换热器通过管路分别与第一室内换热器、第二室内换热器连接；第一室内换热器和第二室内换热器分别沿气流流动方向布置。

7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述室外换热器上连接有室外风机。

8.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述第一室内换热器与第二室内换热器设置在同一个风道内部，所述风道内连接有室内风机；或分别设置在不同风道内，各自配备一个风机。

9.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述室外换热器与所述第一室内换热器之间设有第一节流装置，所述室外换热器与所述第二室内换热器之间设有第二节流装置。

10.一种回油控制方法，其特征在于，包括：制冷模式和制热模式，在所述制冷模式下，如权利要求1-5任一项中所述回油装置中的回油阀处于打开导通状态；在所述制热模式下，如权利要求1-5任一项中所述回油装置中的回油阀处于关闭节流状态。

11.根据权利要求10所述的回油控制方法，其特征在于，所述制冷模式下回油阀处于导通状态的具体操作如下：

滑块在弹簧力的作用下向上提起，此时阀针从流道内脱离出来，使得上腔体和下腔体连通。

12.根据权利要求10所述的回油控制方法，其特征在于，所述制热模式下回油阀处于关闭节流状态的具体操作如下：

滑块在双吸双排压缩机的排气压差和弹簧力的共同作用下向下运动，此时阀针伸入到流道内，使得上腔体和下腔体不连通。

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