CN115014010B - 氟泵压缩制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氟泵压缩制冷系统，包括压缩循环、蒸发循环，所述压缩循环与所述蒸发循环共用氟桶，所述压缩循环包括压缩机、回热器，所述蒸发循环包括氟泵，还包括回液旁路，所述回液旁路的第一端与所述氟泵的出液口连通以能够将所述氟桶中的部分油液混合工质输送至所述回热器内，还包括回油管路，所述回油管路能够将所述回热器内的分离出来的润滑油输送至所述压缩机的吸气口。根据本发明，通过氟泵、回液旁路、回热器及回油管路所形成的通路实现了氟桶内润滑油向压缩机内的高效转移，提高了压缩机运行的可靠性。

Description

氟泵压缩制冷系统

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种氟泵压缩制冷系统。

背景技术

随着通信行业的迅速发展，体积小但处理能力强的刀片式服务器、机架服务器等高功率密度通信设备的使用，使得数据中心单个机柜的发热量越来越大，有的机柜发热量已达到甚至超过20kW，传统的房间级机房精密空调送风方式已难以均匀冷却此类机柜，因此对列间空调的需求越来越大，同时数据中心对空调设备的制冷量和节能性要求也越来越高。

列间空调一般自带压缩机和蒸发器，与室外机配套一一对应，也可以采用氟桶液泵驱动型式，采用统一的制冷剂低压液桶，独立的液泵供液给列间空调室内机使用，这样众多的列间空调可以共用一台大型室外机。而氟桶存在气液分离和低温油液分层现象，其润滑油(压缩机的冷冻油)难于返回压缩机，压缩机运行可靠性下降。

发明内容

因此，本发明提供一种氟泵压缩制冷系统，能够克服相关技术中氟泵压缩制冷系统中的氟桶存在气液分离和低温油液分层现象导致润滑油难于返回压缩机中，导致压缩机运行可靠性下降的不足。

为了解决上述问题，本发明提供一种氟泵压缩制冷系统，包括压缩循环、蒸发循环，所述压缩循环与所述蒸发循环共用氟桶，所述压缩循环包括压缩机、回热器，所述蒸发循环包括氟泵，还包括回液旁路，所述回液旁路的第一端与所述氟泵的出液口连通以能够将所述氟桶中的部分油液混合工质输送至所述回热器内，还包括回油管路，所述回油管路能够将所述回热器内的分离出来的润滑油输送至所述压缩机的吸气口。

在一些实施方式中，所述回油管路上串联有通断控制阀，所述通断控制阀被配置为间歇式的导通或者截断；和/或，所述回油管路上还设有单向阀。

在一些实施方式中，所述压缩循环还包括冷凝器、油分离器，所述油分离器处于所述压缩机的出气口与所述冷凝器之间，所述回油管路还包括与所述油分离器连通的回油支管，所述回油支管与所述回油管路的连通点处于所述通断控制阀远离所述压缩机的吸气口的一侧。

在一些实施方式中，所述回油管路上还设有喷射器，所述喷射器处于所述通断控制阀远离所述压缩机的吸气口的一侧，所述喷射器的第一进口与喷射口分别对应于连接于所述回油管路的油液流动方向的上游与下游，所述回油支管的出口连接于所述喷射器的第二进口。

在一些实施方式中，所述回油支管上串联有毛细管。

在一些实施方式中，所述回液旁路上串联有流量调节阀，且所述流量调节阀的流量与所述压缩机的吸气过热度成负相关。

在一些实施方式中，所述回热器内设有喷淋结构，所述回液旁路的出液口与所述喷淋结构连通。

在一些实施方式中，所述蒸发循环还包括蒸发器，所述氟桶内设有气液分离结构，所述气液分离结构与所述蒸发器的流体出口连通。

在一些实施方式中，所述气液分离结构为具有喷口的管体，所述管体的第一端与所述蒸发器的流体出口连通，所述管体的第二端与所述压缩机的吸气口连通，所述喷口沿所述管体的长度方向设置多个。

在一些实施方式中，所述管体倾斜设置且所述管体的第二端高于所述管体的第一端。

本发明提供的一种氟泵压缩制冷系统，通过回液旁路在氟泵的驱动作用下将氟桶内的油液混合工质输送至回热器内，在实现流体换热的同时实现润滑油的有效分离，进而通过回油管路将润滑油回流至压缩机的内部，提高了压缩机运行的可靠性，也即该技术方案中，通过氟泵、回液旁路、回热器及回油管路所形成的通路实现了氟桶内润滑油向压缩机内的高效转移，而需要特别说明的是，回液旁路输送至回热器内的液态流体能够与加热管内的流体换热进而保证了加热管流出流体的过冷度，提升蒸发器处的制冷性能。

附图说明

图1为本发明实施例氟泵压缩制冷系统的原理示意图(采用喷射器)；

图2为本发明另一实施例氟泵压缩制冷系统的原理示意图(采用毛细管)。

附图标记表示为：

1、氟桶；11、气液分离结构；21、压缩机；22、冷凝器；23、回热器；231、喷淋结构；232、加热管；24、油分离器；31、氟泵；32、蒸发器；41、喷射器；42、毛细管；100、回液旁路；101、流量调节阀；200、回油管路；201、通断控制阀；202、单向阀；203、回油支管；300、出液管路；301、节流元件；400、回气旁路。

具体实施方式

结合参见图1至图2所示，根据本发明的实施例，提供一种氟泵压缩制冷系统，包括压缩循环、蒸发循环，压缩循环与蒸发循环共用氟桶1，压缩循环包括压缩机21、冷凝器22、回热器23，蒸发循环包括氟泵31、蒸发器32，还包括回液旁路100，回液旁路100的第一端与氟泵31的出液口连通以能够将氟桶1(一般也可以称之为低压氟桶)中的部分油液混合工质(流体)输送至回热器23内，还包括回油管路200，回油管路能够将回热器23内的分离出来的润滑油输送至压缩机21的吸气口，能够理解的是，回热器23中具有与冷凝器22的流体流出口连通的加热管232，该加热管232中的流体与回液旁路100输送至回热器23内的油液混合工质热交换，从而实现对冷凝器22流出流体(冷媒)的过冷，而回热器23上具有相应的回气旁路400，其能够将回热器23内的气态冷媒流体引导输送至压缩机21的吸气口，回热器23的出液管路300与加热管232的出口连通且能够将过冷后的冷媒流体(液态)引导至氟桶1内，该管路上还设置有节流元件301(例如电子膨胀阀)。该技术方案中，通过回液旁路100在氟泵31的驱动作用下将氟桶1内的油液混合工质输送至回热器23内，在实现流体换热的同时实现润滑油的有效分离，进而通过回油管路200将润滑油回流至压缩机21的内部，提高了压缩机运行的可靠性，也即该技术方案中，通过氟泵31、回液旁路100、回热器23及回油管路200所形成的通路实现了氟桶1内润滑油向压缩机21内的高效转移，而需要特别说明的是，回液旁路100输送至回热器23内的液态流体能够与加热管232内的流体换热进而保证了加热管232流出流体的过冷度，提升蒸发器32处的制冷性能。需要进一步说明的是，本发明中的回液旁路100的流体输送由氟泵31驱动产生而非现有技术中的压差(含高度势能差)，从而使系统中的各个相关部件的布置可以更加灵活，输送效率更高。

在一些实施方式中，回油管路200上串联有通断控制阀201(具体为电磁阀)，通断控制阀201被配置为间歇式的导通或者截断，如此，可以间隔预设时长控制该通断控制阀201导通一次(也即打开一次)使回热器23内分离出来的润滑油被回送至压缩机21内，该通断控制阀201不是全时导通的，能够有效防止回热器23内过多冷媒流体与润滑油回流至压缩机21内，降低制冷效率。通断控制阀201的间隔预设时长可以根据回油量的大小合理选择调整，一般而言，回油量越大间隔预设时长越小，以保证及时的回油。

在一些实施方式中，压缩循环还包括油分离器24，油分离器24处于压缩机21的出气口与冷凝器22之间，回油管路200还包括与油分离器24连通的回油支管203，回油支管203与回油管路200的连通点处于通断控制阀201远离压缩机21的吸气口的一侧，从而使油分离器24中分离出来的润滑油也能够通过回油管路200及时返回压缩机21内，简化回油管路的设计，降低管路布设难度。

进一步的优化方案是，回油管路200上还设有单向阀202，该单向阀202仅允许回油管路200内的流体由回热器23朝向压缩机21吸气口一侧的流动，而不允许反向，如此能够防止油分离器24内部高温高压的制冷剂从回热器23返流通过单向阀202旁通到压缩机21的吸气口。

如图1所示，在一个具体的实施例中，回油管路200上还设有喷射器41，喷射器41处于通断控制阀201远离压缩机21的吸气口的一侧，喷射器41的第一进口(也即引射口)与喷射口分别对应于连接于回油管路200的油液流动方向的上游与下游，回油支管203的出口连接于喷射器41的第二进口(也即入口)。该技术方案中，通过喷射器41的喷射引射作用将油分离器24与回热器23内的润滑油更加高效地输送至压缩机21内，充分利用了喷射器41的膨胀功。如图2所示，在另一个具体的实施例中，回油支管203上串联有毛细管42。

在一个优选的技术方案中，回液旁路100上串联有流量调节阀101，且流量调节阀101的流量与压缩机21的吸气过热度成负相关，也即吸气过热度越大，流量调节阀101的流量越小，相反的，吸气过热度越小，流量调节阀101的流向则越大，如此可以通过控制流量调节阀101的开度大小(也即流量大小)控制回热量的大小，防止氟泵31输送到蒸发器32的制冷剂液体减少过多。

在一些实施方式中，回热器23内设有喷淋结构231，回液旁路100的出液口与喷淋结构231连通，具体的，该喷淋结构231为具有多个喷淋孔的管件，其设置于回热器23的内部空间的顶部位置，通过这一喷淋结构231能够增大回液流体与下方加热管232的接触面积，提升换热效果以及油分离效果。

在一些实施方式中，蒸发循环还包括蒸发器32，氟桶1内设有气液分离结构11，气液分离结构11与蒸发器32的流体出口连通，通过该气液分离结构11能够在蒸发器32蒸发不彻底的情况下将其输出的流体内的液态成分分离出来，防止液态成分伴随气态流体流到压缩机21内产生液击现象。气液分离结构11为具有喷口的管体，管体的第一端与蒸发器32的流体出口连通，管体的第二端与压缩机21的吸气口连通，喷口沿管体的长度方向设置多个，能够实现气液在其内的有效分离，能够使得气液分离结构11内部与氟桶1内部实现连通。最好的，管体倾斜设置且管体的第二端高于管体的第一端，从而能够使其内流体中的液态成分能够在自重的作用下向低端流动，并使得液态成分能够从气液分离结构11的喷口流出返回到氟桶11之中，进一步防止液态成分伴随气态流体流到压缩机21内产生液击现象。

氟泵压缩制冷系统在运行时制冷剂流向如下所示：

压缩循环:压缩机21→油分离器24→冷凝器22→回热器23→节流元件301→氟桶1→压缩机21。

蒸发循环:氟泵31→蒸发器32→氟桶1→氟泵31。

而在开启回油时，图1中的回流油路流动方向为：[(回热器23出油管→单向阀202→喷射器41引射口)+(油分离器24回油口→喷射器41入口)]→喷射器41出口→通断控制阀201→压缩机21吸气口；图2中的回流油路流动方向为：[(回热器23出油管→单向阀202)+(油分离器24回油口→毛细管42)]→通断控制阀201→压缩机21吸气口。

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 (9)

1.一种氟泵压缩制冷系统，其特征在于，包括压缩循环、蒸发循环，所述压缩循环与所述蒸发循环共用氟桶(1)，所述压缩循环包括压缩机(21)、回热器(23)，所述蒸发循环包括氟泵(31)，还包括回液旁路(100)，所述回液旁路(100)的第一端与所述氟泵(31)的出液口连通以能够将所述氟桶(1)中的部分油液混合工质输送至所述回热器(23)内，还包括回油管路(200)，所述回油管路能够将所述回热器(23)内的分离出来的润滑油输送至所述压缩机(21)的吸气口；所述蒸发循环还包括蒸发器(32)，所述氟桶(1)内设有气液分离结构(11)，所述气液分离结构(11)与所述蒸发器(32)的流体出口连通；所述气液分离结构(11)为具有喷口的管体，所述管体的第一端与所述蒸发器(32)的流体出口连通，所述管体的第二端与所述压缩机(21)的吸气口连通。

2.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述回油管路(200)上串联有通断控制阀(201)，所述通断控制阀(201)被配置为间歇式的导通或者截断；和/或，所述回油管路(200)上还设有单向阀(202)。

3.根据权利要求2所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述压缩循环还包括冷凝器(22)、油分离器(24)，所述油分离器(24)处于所述压缩机(21)的出气口与所述冷凝器(22)之间，所述回油管路(200)还包括与所述油分离器(24)连通的回油支管(203)，所述回油支管(203)与所述回油管路(200)的连通点处于所述通断控制阀(201)远离所述压缩机(21)的吸气口的一侧。

4.根据权利要求3所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述回油管路(200)上还设有喷射器(41)，所述喷射器(41)处于所述通断控制阀(201)远离所述压缩机(21)的吸气口的一侧，所述喷射器(41)的第一进口与喷射口分别对应于连接于所述回油管路(200)的油液流动方向的上游与下游，所述回油支管(203)的出口连接于所述喷射器(41)的第二进口。

5.根据权利要求3所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述回油支管(203)上串联有毛细管(42)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述回液旁路(100)上串联有流量调节阀(101)，且所述流量调节阀(101)的流量与所述压缩机(21)的吸气过热度成负相关。

7.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述回热器(23)内设有喷淋结构(231)，所述回液旁路(100)的出液口与所述喷淋结构(231)连通。

8.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述喷口沿所述管体的长度方向设置多个。

9.根据权利要求8所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述管体倾斜设置且所述管体的第二端高于所述管体的第一端。

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