CN209588468U - 回油装置组件和制冷系统 - Google Patents

Abstract

本申请一种回油装置组件，包括：储油罐以及浮子式液位感测装置，储油罐用于容纳从制冷系统进入所述储油罐的润滑油以及随润滑油一同进入的制冷剂，所述润滑油与所述制冷剂不相溶，从而能够在储油罐中形成制冷剂层和润滑油层，并且所述制冷剂层位于所述润滑油层的上方。所述浮子式液位感测装置能够浮在所述润滑油层表面，用于感测与指示所述储油罐中的润滑油层的液位高度；其中，所述润滑油层的液位高度被用于控制所述润滑油从所述储油罐中的排出。本申请所提供的回油装置组件实现自动回油，体积较小，减小了机组占地空间。

Description

回油装置组件和制冷系统

技术领域

本申请涉及一种回油装置及其组件，尤其涉及一种应用在制冷系统中的回油装置及其组件。

背景技术

传统的空调系统中的制冷循环系统包含压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大部件，压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的制冷剂气体，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流装置节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的气体，再送入压缩机的入口，从而完成制冷(热)循环。

在制冷循环运行过程中，用于压缩机中的少量润滑油可能与制冷剂混合，进入制冷剂循环，这部分在制冷循环系统的低压侧沉积，从而影响低压侧部件的换热效率。因此，需要回油装置将低压侧沉积的润滑油引回压缩机。回油装置将制冷剂与润滑油分离后，将润滑油引回压缩机。现有的回油装置结构复杂，体积庞大，并且需要使用较多的控制部件，成本较高。

实用新型内容

为解决以上问题，本申请提供一种回油装置组件，其中所述回油装置组件包括:

储油罐，储油罐用于容纳从制冷系统的制冷剂循环回路进入所述储油罐的润滑油以及随润滑油一同进入的制冷剂，所述润滑油与所述制冷剂不相溶，从而能够在储油罐中形成制冷剂层和润滑油层，并且所述制冷剂层位于所述润滑油层的上方，所述储油罐包括进油口、出油口以及进气口；以及

浮子式液位感测装置，所述浮子式液位感测装置设置在所述储油罐中并且所述浮子式液位感测装置能够浮在所述润滑油层表面，所述浮子式液位感测装置用于感测与指示所述储油罐中的润滑油层的液位高度；

其中，所述润滑油层的液位高度被用于控制所述润滑油从所述储油罐中的排出。

如上所述的回油装置组件，所述浮子式液位感测装置的密度小于润滑油的密度并且大于制冷剂的密度，从而使得所述浮子式液位感测装置能够沉入所述制冷剂层中并浮在所述润滑油层表面。

如上所述的回油装置组件，所述制冷剂为氨。

如上所述的回油装置组件，还包括：

接口线路，所述接口线路用于将所述浮子式液位感测装置所感测和指示的所述润滑油层的液位高度转换成液位高度电信号；

控制装置，所述控制装置与所述接口线路连接，所述控制装置被配置为根据所述液位高度电信号控制润滑油从所述储油罐中的排出。

如上所述的回油装置组件，还包括：

回油管，所述回油管的一端与所述制冷系统的制冷剂循环回路的压缩机连通，另一端与所述储油罐的出油口连通，所述回油管上设有回油阀；

高压气体进气管，所述高压气体进气管一端与所述制冷系统的制冷剂循环回路的高压侧连通，另一端与所述储油罐的进气口连通，所述高压气体进气管上设有进气阀；

引油管，所述引油管的一端与制冷系统的制冷剂循环回路的低压侧连通，另一端与所述储油罐的进油口连通；

其中，所述控制装置被配置为能够根据所述液位高度电信号控制所述回油阀和进气阀的打开和关闭。

如上所述的回油装置组件，所述液位高度电信号包括高位指示信号和低位指示信号，当所述储油罐中的润滑油层的液位升高至达到高位预定值时，所述接口线路输出高位指示信号，当所述储油罐中的润滑油层的液位降低至达到低位预定值时，所述接口线路输出低位指示信号，

所述控制装置被配置为根据所述高位指示信号打开所述回油阀和所述进气阀，并且根据所述低位指示信号关闭所述回油阀和所述进气阀。

如上所述的回油装置组件，所述引油管上设有进油阀，

所述控制装置被配置为根据所述高位指示信号关闭所述进油阀并且根据所述低位指示信号打开所述进油阀。

如上所述的回油装置组件，所述进油口的高度高于所述出油口的高度，并且所述进油口的高度高于所述高位预定值对应的液位的高度。

如上所述的回油装置组件，所述储油罐设置在所述制冷系统的制冷剂循环回路的低压侧的下方，使得所述低压侧中的润滑油能够通过重力进入储油罐。

本申请还提供一种制冷系统，所述制冷系统包括如上所述的回油装置组件。

本申请所提供的回油装置组件利用制冷循环中的高压侧气体作为动力回油，并利用浮子式液位感测装置构建自动控制回路，实现自动回油，长时间不需要人工干预。该回油装置组件不需额外的热源，节约能量。并且该回油装置体积较小，减小了机组占地空间。

附图说明

图1为本申请回油装置与制冷剂循环系统的连接示意图；

图2为根据本申请的一个实施例的回油装置组件的示意图；

图3A为图2所示的回油装置组件的集油阶段的流体流向的示意图；

图3B为图2所示的回油装置组件的回油阶段的流体流向的示意图；

图4是包含浮子液位感测装置240的控制系统的实施例的示意图；

图5为控制装置217的示意图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。

图1示出了本申请回油装置与制冷系统100的连接关系。如图1所示，制冷系统100包括压缩机111、冷凝器107、节流装置109和蒸发器108，它们由管道连接成一个制冷剂循环回路，并在回路中充注有制冷剂。如图1中的箭头方向所示，制冷剂依次流经压缩机111、冷凝器107、节流装置109和蒸发器108，再进入压缩机111。在制冷过程中，节流装置109将由冷凝器107来的高压液态制冷剂节流，使其压力降低；低压制冷剂在蒸发器108内与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量被汽化而蒸发；汽化产生的制冷剂蒸汽被压缩机111吸入，经压缩后以高压排出；压缩机111排出的高温高压气态制冷剂在冷凝器107内与环境介质进行热交换，释放出热量被液化而凝结；高温制冷剂液体再次流经节流装置109而降压。如此周而复始，产生连续制冷效应。其中，节流装置109和压缩机111将制冷剂的循环回路分为低压侧110和高压侧112。制冷剂从低压侧110通过压缩机111进入高压侧112，然后通过节流装置109从高压侧112进入低压侧110。

在图1所示的制冷系统100中，压缩机111中的少量润滑油会跟随制冷剂一起进入制冷剂循环回路，这部分润滑油容易在低压侧110积聚。例如积聚在蒸发器108中，或者气液分离器中(图中未示出)。积聚的润滑油容易对低压侧110的部件的换热效率产生不利影响，因此需要将低压侧110积聚的润滑油引回压缩机111。将润滑油从低压侧110引出的同时会引出液态的制冷剂，而压缩机111不期望液态的制冷剂进入。当制冷剂与润滑油不相溶时，可以选择性地将润滑油引回压缩机111，而同时使液态制冷剂不进入压缩机111。因此本申请提供的回油装置组件200能够适应这种情况。制冷剂与润滑油不相溶是指：制冷剂在润滑油中的溶解度较低，从而制冷剂能够与润滑油发生分层，并不排除极少量的制冷剂溶解在润滑油中。在本申请中，制冷剂的密度小于润滑油的密度。在其中一个实例中，制冷剂为氨。

图2为根据本申请的一个实施例的回油装置组件200的示意图，结合图1和图2所示，回油装置组件200包括回油装置180、引油管102、回油管101和高压气体进气管104。引油管102的一端与制冷剂循环回路的低压侧110连通，另一端与回油装置180连通，用于将低压侧110中积聚的润滑油引入回油装置180。回油管101一端与回油装置180连通，另一端与压缩机111连通，用于将回油装置180中的润滑油送入压缩机111。高压气体进气管104与制冷剂循环回路的高压侧112连通，用于将制冷剂循环回路中的高压气体引入回油装置180。其中，高压气体进气管104与制冷剂循环回路的高压侧112的连接点的选择需要使得进入高压气体进气管104的制冷剂为气态制冷剂。回油装置180包含浮子式液位感测装置240。

仍然如图2所示，回油装置180包括储油罐201以及浮子式液位感测装置240。储油罐201用于接收来自制冷剂循环回路的低压侧110的润滑油以及随润滑油一同进入的液态制冷剂。润滑油和制冷剂在储油罐201中分层，形成润滑油层281和制冷剂层282。浮子式液位感测装置240设置在储油罐201中，用于感测储油罐201中润滑油层281的液位高度。浮子式液位感测装置240的密度大于制剂冷的密度，而且小于润滑油的密度，因此，浮子式液位感测装置240能够沉入制冷剂层282中，但是漂浮在润滑油层281的表面，以感测润滑油层281的液位高度的变化。浮子式液位感测装置240与控制装置217连接，从而能够向控制装置217输送液位高度信号。

储油罐201包括进油口211、出油口212以及进气口213。进油口211与引油管102连接，用于将低压侧110中的润滑油以及随润滑油一同进入的制冷剂引入储油罐201。出油口212与回油管101连接，用于将储油罐201中的润滑油送回压缩机111。进气口213与高压气体进气管104连接，用于将高压侧112中的高压气态制冷剂引入储油罐201，从而将润滑油从储油罐201中排出。进油口211的位置高于出油口212的位置，并且，进油口211的位置低于引油管102与低压侧110连接点的位置。引油管102上设有进油阀235，回油管101上设有回油阀231，高压气体进气管104上设有进气阀232。进油阀235、回油阀231和进气阀232分别与控制装置217连接，并能够受到控制装置217的控制而打开或关闭。其中，回油阀231和进气阀232均可以为组合阀，例如，回油阀231和进气阀232各自包括调节阀、过滤器和节流孔板，从而回油阀231和进气阀232能够起到关闭和打开管路、过滤以及节流的作用。

在制冷系统100运行过程中，回油装置组件200的工作过程包括集油阶段以及回油阶段。在集油阶段，储油罐201中的润滑油不断积累，直至润滑油层281的液位高度达到高位预定值时，由控制装置217控制回油装置组件200进入回油阶段。在回油阶段，润滑油从出油口212排出，从而润滑油层281的液位高度不断降低，直至达到低位预定值时，由控制装置217控制回油装置组件200再次进入集油阶段。从而回油装置组件200在集油阶段和回油阶段之间循环，将制冷系统100的制冷剂循环回路的低压侧110中的润滑油送回压缩机111。其中，润滑油层281的液位的高位预定值对应于图2中所示的L1点的高度，润滑油层281的液位的低位预定值对应于图2中所示的L2点的高度。L1点高于L2点。L1点的位置低于进油口211但是高于出油口212，L2点的位置高于出油口212或者与出油口212齐平。

图3A为图2所示的回油装置组件200的集油阶段的流体流向的示意图。在回油装置组件200的集油阶段，润滑油层281的液位从L2点开始，升高直至L1点。具体而言，如图3A所示，当润滑油层281的液位降低到L2点时，集油阶段开始。在集油阶段，进油阀235打开，回油阀231和进气阀232关闭，润滑油以及制冷剂能够从制冷剂循环回路的低压侧110经过引油管102进入储油罐201。在储油罐201中，润滑油不断增多，从而润滑油层281的液位高度不断升高。浮子式液位感测装置240漂浮在润滑油层281的上方，当润滑油层281的液位高度达到高位预定值时，浮子式液位感测装置240能够向控制装置217输出高位指示信号。控制装置217能够根据高位指示信号打开回油阀231和进气阀232，并关闭进油阀235，从而集油阶段结束，回油装置组件200进入回油阶段。

在回油装置组件200的集油阶段，储油罐201中的制冷剂能够从引油管102回到制冷剂循环系统中。具体而言，在集油过程中，制冷剂循环回路的低压侧110中积聚的润滑油能够利用重力进入储油罐201。也就是说在集油阶段，储油罐201与制冷剂循环回路的低压侧110的一直连通。由于润滑油的密度大于制冷剂的密度，并且润滑油与制冷剂不相溶，在储油罐201中，润滑油与制冷剂分层，润滑油层281位于制冷剂层282的上方，并且润滑油层281和制冷剂层282共同充满储油罐201。在集油阶段，低压侧110的润滑油由于重力作用不断地进入储油罐201，并沉积在储油罐201的底部。当润滑油在储油罐201中不断增多的同时，位于润滑油层281上方的制冷剂层282中的制冷剂受到润滑油层281的挤压而从进油口211排出，通过引油管102再次回到制冷剂循环回路的低压侧110。也就是说在引油管102中，润滑油沿着箭头301的方向朝向储油罐201移动，而制冷剂沿着箭头302的方向朝向制冷剂循环回路的低压侧110移动。从低压侧110进入储油罐201的润滑油以及随润滑油一同进入的制冷剂液体混合物中，润滑油的比例较低，从而引油管102的内腔中，润滑油不能充满整个引油管102的内腔，制冷剂占据较大的比例，从而能够允许制冷剂在引油管102中相对于润滑油反向流动。也就是说在引油管102中，润滑油顺着引油管102的内壁缓慢向下流入储油罐201，储油罐201中润滑油增多，从而推动位于润滑油层281上方的制冷剂从引油管102排出，即引油管102中的制冷剂缓慢朝向低压侧110移动。润滑油在储油罐201中积累，润滑油层281的液位高度不断升高，即储油罐201中润滑油的体积不断增大，制冷剂的体积不断减小。当润滑油的液位高度达到高位预定值时，控制装置217控制进油阀235、回油阀231和进气阀232的配置，集油阶段结束，进入回油阶段。

图3B为图2所示的回油装置组件200的回油阶段的流体流向的示意图。在回油装置组件200的回油阶段，润滑油层281的液位从L1点开始，直至降低到L1点。具体而言，如图3B所示，当润滑油层281的液位升高到L1点时，回油阶段开始。在回油阶段，进油阀235关闭，回油阀231和进气阀232打开，来自制冷剂循环回路的高压侧112的高压制冷剂气体沿着箭头307的所示方向通过高压气体进气管104进入储油罐201，将润滑油从出油口212排出，润滑油沿着箭头308所示的方向通过回油管101回到压缩机111。随着润滑油的排出，储油罐201中的润滑油层281的高度不断降低，当润滑油层281的液位高度达到低位预定值时，浮子式液位感测装置240能够向控制装置217输出低位指示信号。控制装置217能够根据低位指示信号关闭回油阀231和进气阀232，并打开进油阀235，从而回油阶段结束，回油装置组件200再次进入集油阶段。在本申请的一个实施例中，控制装置217设置为当接收到低位指示信号后，延时预定时间，再关闭回油阀231和进气阀232，和打开进油阀235。

图4是包含浮子液位感测装置240的控制系统的一个实施例的示意图。图4所示意的实施例中，控制系统400包括控制装置217以及浮子式液位感测系统407。浮子式液位感测系统407为浮球开关407，其包括浮子式液位感测装置240、非磁性管412以及接口线路401。

如前所述，液位感测装置240能够感测润滑油层281的液位高度，接口线路401能够将润滑油层281的液位高度转化为电信号并输送至控制装置217。液位感测装置240的密度大于制剂冷的密度，而且小于润滑油的密度，因此，液位感测装置240能够漂浮在润滑油层281的表面，从而随着润滑油层281的液位高度变化而变化，并且不受制冷剂层282的液位高度的影响。液位感测装置240的高度反映润滑油层281的液位高度。当润滑油层281的液位高度升高至高位预定值时，液位感测装置240感测到此时润滑油层281的液位高度，并将此时润滑油层281的液位高度传送到接口线路401，接口线路401将此时的液位高度转化为高位指示信号，再将高位指示信号发送给控制装置217。控制装置217根据高位指示信号控制回油装置组件200进入回油阶段。当润滑油层281的液位高度降低至低位预定值时，液位感测装置240感测到此时润滑油层281的液位高度，并将此时润滑油层281的液位高度传送到接口线路401，接口线路401将此时的液位高度转化为低位指示信号，并将低位指示送号发送给控制装置217。控制装置217根据低位指示信号控制回油装置组件200进入集油阶段。

在本实施例中，浮子式液位感测装置240为浮球开关407的浮球。非磁性管412相对于润滑油层281的液面竖直放置，并且相对于储油罐201固定安装。浮球内部具有贯穿浮球的空腔，使得浮球能够套设在非磁性管412上，并且与非磁性管412之间具有一定间隙，从而可以随着润滑油层281的液位高度的变化相对于非磁性管412上下移动。浮球内部设有环形磁铁414。非磁性管412中设有沿非磁性管412的高度方向布置的两个磁簧开关，包括高位磁簧开关417和低位磁簧开关318。当浮球随着润滑油层281的液位高度变化上下移动时，浮球内的环形磁铁414触发高位磁簧开关417和低位磁簧开关318的闭合或断开。接口线路401将高位磁簧开关417的闭合或断开转化为高位指示信号，将低位磁簧开关318的闭合或断开转化为低位指示信号，并将高位指示信号和低位指示信号输入至控制装置217。

图5为控制装置217的示意图。如图5所示，控制装置217包括总线502、处理器504、输入接口506、输出接口508以及具有程序516的存储器514。控制装置217中各个部件，包括处理器504、输入接口506、输出接口508以及存储器514与总线502通讯连接，使得处理器504能够控制输入接口506、输出接口508以及存储器514的运行。具体地说，存储器514用于存储程序、指令和数据，而处理器504从存储器514读取程序、指令和数据，并且能向存储器514写入数据。通过执行存储器514读取程序和指令，处理器504控制输入接口506和输出接口508的运行。

通过连线518，输入接口506接收从外来信号和数据，包括从接口线路401发来的信号和数据。

通过连线522，输出接口508向外部发出控制信号，包括向回油阀231、进气阀232和进油阀235发出控制信号。

具体来说，控制装置217从接口线路401接收液位高度电信号，包括高位指示信号和低位指示信号，并且根据高位指示信号和低位指示信号控制回油阀231、进气阀232和进油阀235的打开和关闭。

应该说明的是，在本申请的实施例中控制方法的程序516存储在控制装置217的存储器514中。通过处理器504执行存储在控制装置217中的程序，控制装置217对回油阀231、进气阀232和进油阀235进行控制。

在本申请中，由于制冷剂和润滑油互不相溶，可以仅将液态润滑油引回压缩机，不需要额外的装置对液态的润滑油和液态制冷剂进行分离，从而能够节约能量。储油罐201中的制冷剂能够随着润滑油在储油罐201中的积累回到低压侧110，因此储油罐201只需较小的容积即可满足要求，从而使回油装置180体积小巧，占地面积小。并且由于回油装置180能够仅根据润滑油的液位高度控制回油过程，而不受液态制冷剂液位高度的影响，使回油过程实现自动化，并且高效。

尽管本文中仅对本申请的一些特征进行了图示和描述，但是对本领域技术人员来说可以进行多种改进和变化。因此应该理解，所附的权利要求旨在覆盖所有落入本申请实质精神范围内的上述改进和变化。

Claims (10)

1.一种回油装置组件，所述回油装置组件用于制冷系统，其特征在于，所述回油装置组件包括：

储油罐(201)，储油罐(201)用于容纳从制冷系统的制冷剂循环回路进入所述储油罐(201)的润滑油以及随润滑油一同进入的制冷剂，所述润滑油与所述制冷剂不相溶，从而能够在储油罐(201)中形成制冷剂层(282)和润滑油层(281)，并且所述制冷剂层(282)位于所述润滑油层(281)的上方，所述储油罐(201)包括进油口(211)、出油口(212)以及进气口(213)；以及

浮子式液位感测装置(240)，所述浮子式液位感测装置(240)设置在所述储油罐(201)中并且所述浮子式液位感测装置(240)能够浮在所述润滑油层(281)表面，所述浮子式液位感测装置(240)用于感测与指示所述储油罐(201)中的润滑油层(281)的液位高度；

其中，所述润滑油层(281)的液位高度被用于控制所述润滑油从所述储油罐(201)中的排出。

2.如权利要求1所述的回油装置组件，其特征在于：

所述浮子式液位感测装置(240)的密度小于润滑油的密度并且大于制冷剂的密度，从而使得所述浮子式液位感测装置(240)能够沉入所述制冷剂层(282)中并浮在所述润滑油层(281)表面。

3.如权利要求2所述的回油装置组件，其特征在于：

所述制冷剂为氨。

4.如权利要求1所述的回油装置组件，其特征在于还包括：

接口线路(401)，所述接口线路(401)用于将所述浮子式液位感测装置(240)所感测和指示的所述润滑油层(281)的液位高度转换成液位高度电信号；

控制装置(217)，所述控制装置(217)与所述接口线路(401)连接，所述控制装置(217)被配置为根据所述液位高度电信号控制润滑油从所述储油罐(201)中的排出。

5.如权利要求4所述的回油装置组件，其特征在于还包括：

回油管(101)，所述回油管(101)的一端与所述制冷系统的制冷剂循环回路的压缩机(111)连通，另一端与所述储油罐(201)的出油口(212)连通，所述回油管(101)上设有回油阀(231)；

高压气体进气管(104)，所述高压气体进气管(104)一端与所述制冷系统的制冷剂循环回路的高压侧(112)连通，另一端与所述储油罐(201)的进气口(213)连通，所述高压气体进气管(104)上设有进气阀(232)；

引油管(102)，所述引油管(102)的一端与制冷系统的制冷剂循环回路的低压侧(110)连通，另一端与所述储油罐(201)的进油口(211)连通；

其中，所述控制装置(217)被配置为能够根据所述液位高度电信号控制所述回油阀(231)和进气阀(232)的打开和关闭。

6.如权利要求5所述的回油装置组件，其特征在于：

所述液位高度电信号包括高位指示信号和低位指示信号，当所述储油罐(201)中的润滑油层(281)的液位升高至达到高位预定值时，所述接口线路(401)输出高位指示信号，当所述储油罐(201)中的润滑油层(281)的液位降低至达到低位预定值时，所述接口线路(401)输出低位指示信号，

所述控制装置(217)被配置为根据所述高位指示信号打开所述回油阀(231)和所述进气阀(232)，并且根据所述低位指示信号关闭所述回油阀(231)和所述进气阀(232)。

7.如权利要求6所述的回油装置组件，其特征在于：

所述引油管(102)上设有进油阀(235)，

所述控制装置(217)被配置为根据所述高位指示信号关闭所述进油阀(235)并且根据所述低位指示信号打开所述进油阀(235)。

8.如权利要求6所述的回油装置组件，其特征在于：

所述进油口(211)的高度高于所述出油口(212)的高度，并且所述进油口(211)的高度高于所述高位预定值对应的液位的高度。

9.如权利要求1所述的回油装置组件，其特征在于：

所述储油罐(201)设置在所述制冷系统的制冷剂循环回路的低压侧(110)的下方，使得所述低压侧(110)中的润滑油能够通过重力进入储油罐(201)。

10.一种制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括如权利要求1-9中任一项所述的回油装置组件。