CN213578185U - 制冷系统以及机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制冷系统以及机组，涉及机械领域，用以优化制冷系统的性能。该制冷系统包括蒸发器、冷凝器、第一级压缩机、第二级压缩机、引射回路以及旁通支路。蒸发器与冷凝器流体连通且位于冷凝器和第一级压缩机之间。第二级压缩机与第一级压缩机和冷凝器均连接，且第二级压缩机位于第一级压缩机和冷凝器之间。引射回路与蒸发器、冷凝器和第一级压缩机均连接，其被构造为将蒸发器中的润滑油引射至第一级压缩机。旁通支路设置于第一级压缩机的油箱和第二级压缩机的油箱之间，旁通支路被构造为在连通状态和截至状态之间切换。上述技术方案，使得含有两级压缩机的制冷系统中的每一级压缩机都能被有效润滑。

Description

制冷系统以及机组

技术领域

本实用新型涉及压缩机领域，具体涉及一种制冷系统以及机组。

背景技术

在需要使用油润滑的双压缩机串联设置的冷水/热泵机组中，按照压缩机布置方式，将两个压缩机区分为低压级压缩机和高压级压缩机。当两个压缩机同时运行时，其制冷/制热循环为：蒸发器内冷媒经低压级压缩机压缩后排气至高压级压缩机吸气口，再经由高压级压缩机进行再压缩得到压力、温度更高的气态冷媒。系统运行过程，机组无法完全隔离润滑油和制冷剂，所以润滑油会不可避免地与制冷剂混合，并随着制冷循环最终存留在蒸发器中。

相关技术中，机组的回油方式为采用引射器将机组的润滑油和制冷剂混合物引射回低压级压缩机和高压级压缩机的油箱。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：因低压级压缩机和高压级压缩机的压力不同，其回油效果也不一样，往往存在其高压级压缩机油箱压力较高、引射回油效果差的情况。

实用新型内容

本实用新型提出一种制冷系统以及机组，用以优化制冷系统的性能。

本实用新型实施例提供了一种制冷系统，包括：

蒸发器，被构造为蒸发冷媒；

冷凝器，被构造为冷凝所述冷媒；

第一级压缩机，所述蒸发器位于所述冷凝器和所述第一级压缩机之间；

第二级压缩机，所述第一级压缩机的气体压力低于所述第二级压缩机内的气体压力；所述第二级压缩机与所述第一级压缩机和所述冷凝器均连接，且所述第二级压缩机位于所述第一级压缩机和所述冷凝器之间；

引射回路，与所述蒸发器、所述冷凝器和所述第一级压缩机均连接，所述引射回路被构造为将所述蒸发器中的润滑油引射至所述第一级压缩机；以及

旁通支路，设置于所述第一级压缩机的油箱和所述第二级压缩机的油箱之间，所述旁通支路被构造为在连通状态和截至状态之间切换。

在一些实施例中，所述引射回路包括：

第一引射器，包括第一射流口、第一引入口以及第一出射口，所述第一射流口与所述冷凝器的冷媒出口连通，所述第一引入口与所述蒸发器的连通，所述第一出射口与所述第一级压缩机的油箱连通。

在一些实施例中，所述引射回路包括：

第二引射器，包括第二射流口、第二引入口以及第二出射口，所述第二射流口与所述冷凝器的冷媒出口连通，所述第二引入口与所述蒸发器的连通，所述第二出射口与所述第一级压缩机的吸气口连通；以及

第三引射器，包括第三射流口、第三引入口以及第三出射口，所述第三射流口与所述第一级压缩机的冷媒出口连通，所述第三引入口与所述第一级压缩机的吸气口连通，所述第三出射口与所述第一级压缩机的油箱连通。

在一些实施例中，所述旁通支路设置有切断阀，以控制所述旁通支路的导通和截至。

在一些实施例中，制冷系统还包括：

第一液位检测元件，设置于所述第一级压缩机的油箱，以检测所述第一级压缩机的油箱内的油位。

在一些实施例中，制冷系统还包括：

第二液位检测元件，设置于所述第二级压缩机的油箱，以检测所述第二级压缩机的油箱内的油位。

本实用新型实施例还提供一种机组，包括本实用新型任一技术方案所提供的制冷系统。

上述技术方案提供一种制冷系统，包括第一级压缩机和第二级压缩机，第一级压缩机为低压级压缩机，第二级压缩机为高压级压缩机。冷媒系统在循环过程中润滑油会有残留，上述制冷系统利用引射回路将蒸发器中残留的润滑油引回至第一级压缩机，并在第一级压缩机和第二级压缩机之间设置旁通支路。在第二级压缩机内的润滑油量不足时，通过旁通支路将第一级压缩机的油箱内存储的润滑油引流至第二压缩机的油箱中，从而实现为第二级压缩机补充润滑油。上述引回润滑油的方式，使得从冷媒循环回路中的引回的润滑油直接引向低压级压缩机，低压级压缩机内部压力小，引流更加容易。通过旁通支路，使得低压级压缩机内的润滑油可以流向高压级压缩机，所以也实现了为高压级压缩机补充润滑油的目的。上述技术方案，使得含有两级压缩机的制冷系统中的每一级压缩机都能被有效润滑。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一些实施例提供的制冷系统原理示意图；

图2为本实用新型一些实施例提供的制冷系统的第一引射器的剖视示意图；

图3为本实用新型另一些实施例提供的制冷系统原理示意图；

图4为本实用新型另一些实施例提供的制冷系统润滑油油量调节方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合图1～图4对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1和图2，本实用新型实施例提供了一种制冷系统，包括蒸发器1、冷凝器2、第一级压缩机3、第二级压缩机4、引射回路5以及旁通支路6。蒸发器1、冷凝器2、第一级压缩机3和第二级压缩机4形成冷媒循环回路。

蒸发器1被构造为蒸发冷媒。冷凝器2被构造为冷凝冷媒。蒸发器1与冷凝器2流体连通且蒸发器1位于冷凝器2和第一级压缩机3之间，这样使得冷凝器2中的气体压力更高，从而使得可以利用冷凝器2中的气体压力引射蒸发器1中残留的润滑油。第一级压缩机3的气体压力低于第二级压缩机4内的气体压力。第二级压缩机4与第一级压缩机3和冷凝器2均连接，且第二级压缩机4位于第一级压缩机3和冷凝器2之间。引射回路5与蒸发器1、冷凝器2和第一级压缩机3均连接，引射回路5被构造为将蒸发器1中的润滑油引射至第一级压缩机3。旁通支路6设置于第一级压缩机3的第一油箱31和第二级压缩机4的第二油箱41之间，旁通支路6被构造为在连通状态和截至状态之间切换。

参见图1，第一级压缩机3包括电机3a、二级叶轮3b、一级叶轮3c，三者通过轴连接。第二级压缩机4也包括电机4a、二级叶轮4b、一级叶轮4c，三者也通过轴连接。

双压缩机串联设置的冷水/热泵机组，将第一级压缩机3压缩后的气体排至第二级压缩机4再进行压缩，目的是提高压比，满足高水温出水的要求。当两个压缩机同时运行时，其冷媒循环为：第一级压缩机3将蒸发器内低温低压气态冷媒进行压缩成高温高压气态冷媒后，通过排气至第二级压缩机4的吸气口，第二级压缩机4对冷媒进一步压缩后排至冷凝器。

在一些实施例中，可以将各个油箱设计到压缩机铸件内部，也可以独立做一个压力容器作为油箱。

上述技术方案，针对双压缩机串联布置的冷水/热泵机组中，因两级压缩机油箱压力不相同导致的回油效果差异大的现状，通过改变引射回油的系统，把泄漏到系统中的润滑油全部先引射回第一级压缩机3的第一油箱31，再通过旁通支路6实现按照两级压缩机各自的润滑需求实现润滑油的供给分配，保证第一级压缩机3和第二级压缩机4的轴承正常润滑，提高机组换热效果、可靠性和使用寿命。

参见图1，在一些实施例中，第一油箱31中安装有第一油泵32，一方面使得油液可以正常地从第一油箱31泵入到第一级压缩机3的待润滑部位，另一方面也使得第一油箱31内油液在需要时能顺利地流向第二油箱41。

在一些实施例中，旁通支路6包括管子，管子的一端与第一级压缩机3的第一油箱31连通，管子的另一端与第二级压缩机4的第二油箱41连通。

参见图1和图2，在一些实施例中，引射回路5包括第一引射器51。第一引射器51包括第一射流口511、第一引入口512以及第一出射口513。第一射流口511与冷凝器2的冷媒出口连通，第一引入口512与蒸发器1的连通，第一出射口513与第一级压缩机3的油箱连通。在该技术方案中，只有一个引射器，即：第一引射器51。该第一引射器51利用冷凝器2出口处的高压冷媒压力将蒸发器1中残留的润滑油引流回第一级压缩机3的第一油箱31中。

第一射流口511与高压气体相连，取气口为冷凝器2处。第一引入口512与被引射处相连，在本系统中为润滑油泄漏到系统中并最终存留在的蒸发器处。第一出射口513引出管与该引射系统最终目的地，即第一油箱31相连。第一引射器51是利用高压气体将低压处的油和冷媒混合物引射到中压处。在一些实施例中，第一引射器51通过焊接铜管连接的在制冷系统中。

在上述各个实施例中，在一些实施例中，旁通支路6设置有切断阀7，以控制旁通支路6的导通和截至。切断阀7比如采用电磁阀，这样方便控制旁通支路6的通、断。

参见图1，在一些实施例中，制冷系统还包括第一液位检测元件8，第一液位检测元件8设置于第一级压缩机3的第一油箱31，以检测第一级压缩机3的第一油箱31内的油位。第一液位检测元件8比如为液位开关或者其他的传感器，通过第一液位检测元件8判断第一级压缩机3的第一油箱31内的油量。第一液位检测元件8为液位开关或者液位传感器。液位开关能实现当到达设定的一个值时，就实行相关阀门的通断操作。而液位传感器量程更长、精度更高，可以检测各个液位值，在即将到达设定的值前可以先预警，可根据液位传感器反馈的液位信号进行旁通电磁阀通断控制、两油箱的油压预警、油压报警、强制停机保护等控制。

参见图1，在一些实施例中，制冷系统还包括第二液位检测元件9，第二液位检测元件9设置于第二级压缩机4的第二油箱41，以检测第二级压缩机4的第二油箱41内的油位。第二液位检测元件9比如为液位开关或者其他的传感器，通过第二液位检测元件9判断第二级压缩机4的第二油箱41内的油量。第二液位检测元件9为液位开关或者液位传感器。液位开关只能实现当到达设定的一个值时，就实行相关阀门的通断操作。而液位传感器可以检测各个液位值，在即将到达设定的值前可以先预警，到达设定的值后实行相关阀门的通断操作，超过某个值后可以强制关机等。

在一些实施例中，为防止第一油箱31至第二油箱32处的供油管路出现问题，第一级压缩机3和第二级压缩机4的高位油箱处分别设置压力传感器，检测其供油压力是否正常。此压力值反馈信号提供的控制逻辑优先级最高，达到及时停机保护的作用。

对于常规双压缩机串联设置的冷水/热泵机组，当对于常规双压缩机串联设置的冷水/热泵机组，当第一级压缩机3和第二级压缩机4同时运行时，根据油和冷媒的分离程度决定是否设置两级引射结构，但最终均引射至第一级压缩机3的第一油箱31。下面介绍设置两级引射结构的实施例。

参见图3，该实施例与上述介绍的实施例有以下不同：引射器的数量和设置位置不相同。在另一些实施例中，引射回路5包括第二引射器52以及第三引射器53。第二引射器52包括第二射流口521、第二引入口522以及第二出射口523，第二射流口521与冷凝器2的冷媒出口连通，第二引入口522与蒸发器1的连通，第二出射口523与第一级压缩机3的吸气口连通。第三引射器53包括第三射流口531、第三引入口532以及第三出射口533，第三射流口531与第一级压缩机3的冷媒出口连通，第三引入口532与第一级压缩机3的吸气口连通，第三出射口533与第一级压缩机3的油箱连通。在该技术方案中，有两个引射器，即：第二引射器52和第三引射器53。该第二引射器52利用冷凝器2出口处的高压冷媒的压力作为动力，将蒸发器1中残留的润滑油和冷媒混合液引流回第一级压缩机3的入口处。在第一级压缩机3的入口处，润滑油和冷媒混合液中的冷媒蒸发，从而实现润滑油和冷媒分离。随后，第三引射器53利用第一级压缩机3的蜗壳里的高压气体作为动力，将第二引射器52引流回来的、分离后的润滑油引流至第一级压缩机3的第一油箱31。

参见图3，第二引射器52的第二射流口521与高压气体相连，取气口为冷凝器的出气口；第二引入口522与被引射处相连，具体为润滑油泄漏到系统中并最终存留在的蒸发器处；第二出射口523与第二引射器52的目的地相连，即第一级压缩机3的吸气口。第三引射器52的第三射流口531与高压气体相连，取气口为第一级压缩机3蜗壳处；第三引入口532与被引射处相连，在本系统中为经一级引射后经过分离提纯最终存留在的压缩机吸气口处；第三出射口533与该第三引射器52的最终目的地，即第一油箱31相连。

上述技术方案中润滑油循环为：第一级引射将蒸发器液面的冷媒和油的混合物引射至第一级压缩机3吸气口附近，此处压力比第二级压缩机4吸气口要小，冷媒更易蒸发为气体被吸气口吸收，从而达到分离的效果。再将分离后的润滑油利用第二级引射管路将润滑油引射回第一级压缩机3的第一油箱31，完成对泄漏至系统中润滑油的回收，改善了高压级油箱压力过高，引射回油效果差，润滑油长期存留蒸发器导致换热管被润滑油覆盖，换热效果差，影响机组性能的现象。且引射油只流向第一油箱31，改善了第二级压缩机4的第二油箱41因引射回油带来的高压气体使其压力更高，润滑轴承后的润滑油更难流回第二级压缩机4的第二油箱41的现象。

上述实施例介绍的切断阀7、第一液位检测元件8以及第二液位检测元件9同样适用于该实施例，相同的内容此处不再赘述。

本实用新型实施例还提供一种机组，包括本实用新型任一技术方案提供的制冷系统。

参见图3，本实用新型实施例又提供一种制冷系统润滑油油量调节方法，可以采用上述任意实施例提供的制冷系统实现。该方法包括以下步骤：

步骤S100、将制冷系统的蒸发器1中残留的润滑油全部引至第一级压缩机3；

步骤S200、根据第一级压缩机3的第一油箱31和第二级压缩机4的第二油箱41内的油量，控制第一级压缩机3的第一油箱31和第二级压缩机4的第二油箱41之间的旁通支路6的导通和截至。

在一些实施例中，当第一级压缩机3的第一油箱31内的油量大于第一极低值，且第二级压缩机4的第二油箱41内的油量小于第二极低值时，导通旁通支路6。

在一些实施例中，当第一级压缩机3的第一油箱31内的油量大于第一极高值，且第二级压缩机4的第二油箱41内的油量小于第二极高值，导通旁通支路6。

在一些实施例中，当第一级压缩机3的第一油箱31内的油量小于第一极低值时，且第二级压缩机4的第二油箱41内的油量大于第二极低值，截至旁通支路6。

在一些实施例中，当第一级压缩机3的第一油箱31内的油量小于第一极低值时，且第二级压缩机4的第二油箱41内的油量小于第二极低值，截至旁通支路6且进行下述至少其中一个操作：发出报警信号、停机。

下面结合一个具体实施例介绍如何通过控制旁通支路的通断，来控制第一油箱31和第二油箱32中的油量。双压缩机串联设置的冷水/热泵机组的润滑油总需求设定为M，考虑机组运行过程中润滑油会泄漏到系统中，其润滑油总灌注量应为M、泄漏到系统中的润滑油含量、存留在管路及轴承中的润滑油含量三部分之和。第一级压缩机3和第二级压缩机4的润滑油需求分别为M1、M2，其中M＝M1+M2。需要说明的是，小型机组可以不考虑泄漏到系统中的润滑油含量和存留在管路及轴承中的润滑油含量；大冷量的机组管路大、泄漏量多，引射效率低，需要考虑泄漏到系统中的润滑油含量和存留在管路及轴承中的润滑油含量。

第一级压缩机3的第一油箱31设定的标准值为M1，第一级压缩机3的第一极低值为0.8倍的M1，即0.8M1；第一级压缩机3的第一极高值为1.2倍的M1，即1.2M1。

第二级压缩机4的第二油箱41设定的标准值为M2。第二级压缩机4的第二极低值为0.8倍的M2，即0.8M2；第二级压缩机4的第二极高值为1.2倍的M2，即1.2M2。

1、当检测到第一级压缩机3的第一油箱31含油量A1≥M1*0.8，且第二级压缩机4的第二油箱41含油量A2≤M2*0.8时，切断阀7开启，第一级压缩机3油箱处的润滑油会旁通到第二级压缩机4的第二油箱41中。

2、当检测到第一级压缩机3的第一油箱31含油量A1≥M1*1.2时，且第二级压缩机4的第二油箱41含油量A2≤M2*1.2时，切断阀7开启，第一级压缩机3的第一油箱31处的润滑油会旁通到第二级压缩机4的第二油箱41侧。

3、当第一级压缩机3的第一油箱31含油量A1≤M1*0.8，或者，第二级压缩机4的第二油箱41含油量高于A2≥M2*0.8时，切断阀7关闭，完成对第二级压缩机4油箱润滑油的补充。

4、如当检测到第二级压缩机4的第二油箱41含油量A2≤M2*0.8，且第一级压缩机3的第一油箱31含油量A1≤M1*0.8时，不打开切断阀7，按油压低异常报相应警告或停机保护。

当然，亦可以只设置一个液位检测元件，该液位检测元件设置于第二压级压缩机4的第二油箱41处，检测到第二压级压缩机4的第二油箱41含油量A2≤M2*0.8时，此时利用上述机组本身设置于第一级压缩机3的高位油箱压力传感器，检测供油压力检测信号是否正常，如正常，则切断阀7开启，第一级压缩机3的第一油箱31处的润滑油会旁通到第二压级压缩机4的第二油箱41中。当第二级压缩机4的第二油箱41含油量A2≥M2*1.2时，切断阀7关闭，完成对第二级压缩机4的第二油箱41中润滑油的补充。如上所述，切断阀7开启过程中，第一级压缩机3的供油压力检测信号报供油压力低，同样按油压低异常报相应警告或停机保护。

上述技术方案，根据设定的第一级压缩机3的第一油箱31和第二级压缩机4的第二油箱41各自油量与设定的最高油量和最低油量的关系，决定是否开启第一级压缩机3的第一油箱31中的切断阀7，使一部分润滑油旁通到第二级压缩机4的第二油箱41中，实现油位监测和油路旁通控制的功能，提高回油系统的回油效果并保证第二级压缩机4的第二油箱41有足够的润滑油。上述技术方案，解决了第二级压缩机4的第二油箱41压力高、引射回油效果差的问题，在设备运行过程中，第二级压缩机4的润滑系统中的润滑油会始终能保证足量，使得第二级压缩机4润滑充足、轴承不宜损坏；另外，由于润滑油量足够，使得机组能够稳定可靠地运行。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种制冷系统，其特征在于，包括：

蒸发器(1)，被构造为蒸发冷媒；

冷凝器(2)，被构造为冷凝所述冷媒；

第一级压缩机(3)，所述蒸发器(1)位于所述冷凝器(2)和所述第一级压缩机(3)之间；

第二级压缩机(4)，所述第一级压缩机(3)的气体压力低于所述第二级压缩机(4)内的气体压力；所述第二级压缩机(4)与所述第一级压缩机(3)和所述冷凝器(2)均连接，且所述第二级压缩机(4)位于所述第一级压缩机(3)和所述冷凝器(2)之间；

引射回路(5)，与所述蒸发器(1)、所述冷凝器(2)和所述第一级压缩机(3)均连接，所述引射回路(5)被构造为将所述蒸发器(1)中的润滑油引射至所述第一级压缩机(3)；以及

旁通支路(6)，设置于所述第一级压缩机(3)的第一油箱(31)和所述第二级压缩机(4)的第二油箱(41)之间，所述旁通支路(6)被构造为在连通状态和截至状态之间切换。

2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述引射回路(5)包括：

第一引射器(51)，包括第一射流口(511)、第一引入口(512)以及第一出射口(513)，所述第一射流口(511)与所述冷凝器(2)的冷媒出口连通，所述第一引入口(512)与所述蒸发器(1)的连通，所述第一出射口(513)与所述第一级压缩机(3)的油箱连通。

3.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述引射回路(5)包括：

第二引射器(52)，包括第二射流口(521)、第二引入口(522)以及第二出射口(523)，所述第二射流口(521)与所述冷凝器(2)的冷媒出口连通，所述第二引入口(522)与所述蒸发器(1)的连通，所述第二出射口(523)与所述第一级压缩机(3)的吸气口连通；以及

第三引射器(53)，包括第三射流口(531)、第三引入口(532)以及第三出射口(533)，所述第三射流口(531)与所述第一级压缩机(3)的冷媒出口连通，所述第三引入口(532)与所述第一级压缩机(3)的吸气口连通，所述第三出射口(533)与所述第一级压缩机(3)的油箱连通。

4.根据权利要求1～3任一所述的制冷系统，其特征在于，所述旁通支路(6)设置有切断阀(7)，以控制所述旁通支路(6)的导通和截至。

5.根据权利要求1～3任一所述的制冷系统，其特征在于，还包括：

第一液位检测元件(8)，设置于所述第一级压缩机(3)的油箱，以检测所述第一级压缩机(3)的油箱内的油位。

6.根据权利要求1～3任一所述的制冷系统，其特征在于，还包括：

第二液位检测元件(9)，设置于所述第二级压缩机(4)的油箱，以检测所述第二级压缩机(4)的油箱内的油位。

7.一种机组，其特征在于，包括权利要求1～6任一所述的制冷系统。

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