CN218672407U - 一种无油轴承供液空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种无油轴承供液空调系统，涉及空调技术领域。该空调系统中使用制冷剂液体替代润滑油对压缩机中的轴承进行润滑，进而确保无油制冷系统的正常运行，且提供不同的供液路径。上述无油轴承供液空调系统包括：箱体系统和制冷系统，上述制冷系统位于箱体系统内，该制冷系统包括：压缩机、冷凝器、蒸发器和制冷液体泵；且制冷系统还包括：从冷凝器到压缩机的第一轴承润滑供液路径；从蒸发器到压缩机的第二轴承润滑供液路径；第二轴承润滑供液路径包括制冷液体泵，制冷液体泵设置于蒸发器和压缩机之间；第一轴承润滑供液路径和第二轴承润滑供液路径均用于将制冷剂液体传输至压缩机，以润滑压缩机中电机的轴承。

Description

一种无油轴承供液空调系统

技术领域

本实用新型涉及电器技术领域，尤其涉及一种无油轴承供液空调系统。

背景技术

随着科学技术的发展，空调的应用越来越普遍，越来越多人的日常生活已经与空调息息相关。

目前，空调中以压缩机为主，轴承采用油润滑的方式在离心式冷水机组中占主导地位，但由于润滑油的存在，冷水机组在设计时要考虑供油回油的油润滑系统和油分离系统，加剧了设计、制造、维修和控制复杂程度，增加了巨大的初始成本和运行维修成本，润滑油泄露也会造成环境污染；同时，润滑油随冷媒进入蒸发器和冷凝器中，影响换热效果和系统能效，并且长期运行后会造成机组性能退化。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种无油轴承供液空调系统，该无油轴承供液空调系统通过使用制冷剂液体代替润滑油润滑压缩机中的轴承，解决在由于油污染导致的制冷系统性能下降，且应用了两种不同的轴承润滑供液路径，实现了稳定可靠的全阶段轴承供液，此外也简化了系统的结构。

该无油轴承供液空调系统包括：箱体系统和制冷系统；制冷系统位于箱体系统内，制冷系统包括：压缩机、冷凝器、蒸发器、制冷液体泵和经济器；

上述制冷系统还包括：从冷凝器到压缩机的第一轴承润滑供液路径；从蒸发器到压缩机的第二轴承润滑供液路径；第二轴承润滑供液路径包括制冷液体泵，制冷液体泵设置于蒸发器和压缩机之间；第一轴承润滑供液路径和第二轴承润滑供液路径均用于将制冷剂液体传输至压缩机，以润滑压缩机的轴承。

在一些实施例中，第一轴承润滑供液路径包括相连通的前段路径和后段路径；第二轴承润滑供液路径包括相连通的前段路径和后段路径；第一轴承润滑供液路径的后段路径和第二轴承润滑供液路径的后段路径为同一路径；第二轴承润滑供液路径的前段路径包括制冷液体泵。

在一些实施例中，制冷液体泵的数量为至少两个，至少两个制冷液体泵并联设置。

在一些实施例中，第一轴承润滑供液路径的前段路径包括第一单向阀；第二轴承润滑供液路径的前段路径包括依次设置的第一过滤器、制冷液体泵、第二单向阀；第一轴承润滑供液路径的后段路径包括依次设置的压力调节阀和第二过滤器。

在一些实施例中，制冷系统还包括设置于冷凝器下方的第一供液液囊，第一供液液囊与冷凝器连通，且用于储存冷凝器中的制冷剂液体；第一轴承润滑供液路径的前段路径与第一供液液囊连通。

在一些实施例中，制冷系统还包括制冷剂液体隔离罐，第二轴承润滑供液路径还包括初段路径，初段路径为从蒸发器到制冷剂液体隔离罐的供液路径；

第二轴承润滑供液路径的前段路径与制冷剂液体隔离罐连通；第二轴承润滑供液路径的初段路径包括第三过滤器、泵、第三单向阀，第三过滤器和泵依次设置于蒸发器与制冷剂液体隔离罐之间，第三单向阀与泵并联。

制冷系统还包括连接连通蒸发器与制冷剂液体隔离罐的气体平衡管路，气体平衡管路包括第一电磁阀。

在一些实施例中，制冷系统还包括：由压缩机到蒸发器的轴承润滑回液或回气路径；其中，第一轴承润滑供液路径，用于在制冷系统的压差大于轴承供液的压差时，为压缩机的轴承提供制冷剂液体；第二轴承润滑供液路径，用于在制冷系统的压差小于或等于轴承供液的压差时，为压缩机的轴承提供制冷剂液体；其中，制冷系统的压差为冷凝器的压力值与蒸发器的压力值之差，轴承供液的压差为轴承供液的压力值与轴承润滑回液或回气的压力值之差。

在一些实施例中，上述制冷系统还包括：第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器。第一压力传感器与冷凝器连接，用于采集冷凝器的压力值；第二压力传感器与蒸发器连接，用于采集蒸发器的压力值；第三压力传感器与第一冷凝剂供液路径的后段路径连接，用于采集轴承供液的压力值；第四压力传感器与轴承润滑回液或回气路径连接，用于采集轴承润滑回液或回气的压力值。

在一些实施例中，上述制冷系统还包括：第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器，所述第一液位传感器用于监测所述冷凝器的液位；所述第二液位传感器用于监测所述经济器的液位；所述第三液位传感器用于监测所述制冷剂液体隔离罐的液位。

在一些实施例中，上述制冷系统还包括：由压缩机到冷凝器的第一排气路径；由蒸发器到冷凝器的第二排气路径；由压缩机到压缩机的电机冷却供液路径；由压缩机到经济器的制冷剂供液路径；由经济器到压缩机的补气路径；由经济器到蒸发器的回液路径；由压缩机到蒸发器的电机冷却回气路径。

在一些实施例中，上述制冷系统还包括：设置于冷凝器下方的第二供液液囊，上述第二供液液囊与冷凝器连接，且用于储存冷凝器中的制冷剂液体；电机冷却供液路径和制冷剂供液路径均与第二供液液囊连接。

在一些实施例中，上述制冷液体泵使用不间断电源供电。

基于上述技术方案，本实用新型一些实施例提供的无油轴承供液空调系统中使用制冷剂液体替代润滑油对压缩机中的轴承进行润滑，并根据制冷系统运行状态的不同，采取不同的制冷剂液体供液来源和路径，包括制冷系统运行时存在的冷凝器高压压差自然供液和使用制冷液体泵额外提供动力进行强制供液两种方式。通过两种不同的制冷剂液体供液方式，保证了在无油制冷系统运行的各个阶段，轴承均能得到充足的制冷剂液体供液，其润滑状态均能得到有效保障进而确保无油制冷系统的正常运行。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型实施例提供的一种无油轴承供液空调系统的系统框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种压缩机系统框图；

图3为本实用新型实施例提供的一种制冷系统结构图；

图4为本实用新型实施例提供的一种供液来源局部结构图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种供液来源局部结构图；

图6为本实用新型实施例提供的一种制冷系统部分结构图；

图7为本实用新型实施例提供的一种制冷系统部分路径结构图；

图8为本实用新型实施例提供的一种制冷系统整体结构图；

图9为本实用新型实施例提供的一种制冷系统稳定启动流程图；

图10为本实用新型实施例提供的一种制冷系统停机断电流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，在对管线进行描述时，本实用新型中所用“相连”、“连接”则具有进行导通的意义。具体意义需结合上下文进行理解。

在本实用新型实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

如背景技术所述，目前轴承采用油润滑的方式在离心式冷水机组中占主导地位，但由于润滑油的存在，冷水机组在设计时要考虑供油回油的油润滑系统和油分离系统，加剧了设计、制造、维修和控制复杂程度，增加了巨大的初始成本和运行维修成本，润滑油泄露也会造成环境污染；同时，润滑油随冷媒进入蒸发器和冷凝器中，影响换热效果和系统能效，并且长期运行后会造成机组性能退化。

基于此，本实用新型实施例提供了一种无油轴承供液空调系统，该无油轴承供液空调系统中使用制冷剂液体替代润滑油对压缩机中的轴承进行润滑，并根据制冷系统运行状态的不同，采取不同的制冷剂液体供液来源和路径，包括制冷系统运行时存在的冷凝器高压压差自然供液和使用制冷液体泵额外提供动力进行强制供液两种方式。通过两种不同的制冷剂液体供液方式，保证了在无油制冷系统运行的各个阶段，轴承均能得到充足的制冷剂液体供液，其润滑状态均能得到有效保障进而确保无油制冷系统的正常运行。

如图1所示，本实用新型的一些实施例提供的一种无油轴承供液空调系统1000包括：箱体系统200和制冷系统32，上述制冷系统32位于箱体系统200内，该制冷系统32包括：压缩机42、冷凝器19、蒸发器29、制冷液体泵22和经济器25；该制冷系统还包括：从冷凝器19到压缩机42的第一轴承润滑供液路径125和从蒸发器29到压缩机42的第二轴承润滑供液路径126(如图3所示)；且上述压缩机42的第二轴承润滑供液路径还包括制冷液体泵22，制冷液体泵22设置于蒸发器29和压缩机42之间。

其中，泵是输送流体或使流体增压的机械，它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。上述制冷液体泵作用是为了强制抽取制冷液体经由第二轴承润滑供液路径向压缩机42供液。

需要说明的是，本申请附图中出现的例如11～12表示部件11属于部件12，例如105～125表示路径105属于路径125，111～125/126表示路径111属于路径125或路径126，附图中出现的其他类似标号也沿用上述说明。

如图2所示，上述压缩机42包括：电机4、轴承3、一级叶轮1和二级叶轮2；轴承3位于电机4上。第一轴承润滑供液路径和第二轴承润滑供液路径均用于将制冷剂液体传输至压缩机42，以润滑压缩机42中电机4的轴承3。

其中，压缩机(compressor)，是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。压缩机从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动叶轮旋转，使得气体速度升高，再经扩压器扩压后大幅提升其压力，从而为制冷循环提供动力。

冷凝器(condenser)，为制冷系统的基础部件，属于换热器的一种，能把气体或蒸气转变成液体，将管子中的热量，以很快的方式，传到管子附近的空气中。

蒸发器(evaporator)，是制冷系统中很重要的一个部件，低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。蒸发器主要由加热室和蒸发室两部分组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。

经济器(economizer)，是个换热器，通过制冷剂自身节流蒸发吸收热量从而使另一部分制冷剂得到过冷。

在一些实施例中，压缩机为双级离心式压缩机。

在一些实施例中，电机为永磁电机，永磁电机转子在断电停机后可以在短时间内停转。

在一些实施例中，轴承为陶瓷轴承，陶瓷轴承耐腐蚀，适用于在腐蚀性强的工作环境中使用；温差变化对陶瓷轴承的影响很小，可承受较大的温差变化；陶瓷轴承弹性模量更高，很少会因受力而导致变形；陶瓷滚珠密度比钢质的低，质量更轻，可降低转动时的离心力产生的摩擦，延长轴承寿命。

本公开的上述实施例提供了一种制冷系统，该系统通过制冷剂液体为压缩机中电机的轴承润滑，并且提供两种制冷剂液体供液路径，分别为从冷凝器19到压缩机42的第一轴承润滑供液路径125和从蒸发器29到压缩机42的第二轴承润滑供液路径126，即分别将冷凝器产生的制冷剂液体和蒸发器产生的制冷剂液体传输至压缩机，并且，该两条供液路径中，第一轴承润滑供液路径125为不需要制冷液体泵的路径，第二轴承润滑供液路径126需要制冷液体泵提供动力，这样在制冷系统的整个运行过程中，根据制冷系统的运行状态，在不同阶段可以选取不同的供液路径，确保了压缩机中的轴承在每个阶段均可以得到充足的制冷剂液体用以润滑，保障了系统运行的安全。

如图1和图3所示，上述第一轴承润滑供液路径包括相连通的前段路径105和后段路径111；上述第二轴承润滑供液路径包括相连通的前段路径103和后段路径111；上述第一轴承润滑供液路径的后段路径和上述第二轴承润滑供液路径的后段路径为同一路径。

也就是说，如图1和图3所示，第一轴承润滑供液路径和第二轴承润滑供液路径在前半部分连接不同的制冷剂液体源头，在后半部分合二为一，二者均通过后段路径111将制冷剂液体传输至压缩机中的轴承。

其中，第一轴承润滑供液路径的前段路径105包括第一单向阀11；第二轴承润滑供液路径的前段路径103包括依次设置的第一过滤器35、所述制冷液体泵22、第二单向阀21；第一轴承润滑供液路径的后段路径111包括依次设置的压力调节阀10和第二过滤器9。

需要说明的是，制冷系统中包括多条流通路径，例如包括液体流通路径和气体流通路径，流通路径包括多个传输部件和连通管路，传输部件例如为单向阀、过滤器、泵等，液体或气体能够通过传输部件，连通管路将相邻的传输部件相连通，以使液体或气体流通。

例如，第二轴承润滑供液路径的前段路径包括的第一过滤器35、所述制冷液体泵22、第二单向阀21中，第一过滤器35和所述制冷液体泵22通过连通管路相连接，制冷液体泵22和第二单向阀21通过连通管路相连接，第一过滤器通过连通管路与设置在其前边的传输部件相连接。

制冷剂液体在第一轴承润滑供液路径中流通的过程中，依次通过第一单向阀11、压力调节阀10和第二过滤器9。制冷剂液体在第二轴承润滑供液路径中流通的过程中，依次通过第一过滤器35、所述制冷液体泵22、第二单向阀21、压力调节阀10和第二过滤器9。

其中，上述两个供液路径中各传输部件的作用为：第一单向阀11被配置为用于第一轴承润滑供液路径的前段路径105中防止制冷剂液体反向流动；第二单向阀21被配置为用于第二轴承润滑供液路径的前段路径103中防止制冷剂液体反向流动；第一过滤器35被配置为用于第二轴承润滑供液路径的前段路径103中过滤制冷剂液体中少量杂质，例如固体颗粒；第二过滤器9被配置为用于第一轴承润滑供液路径的后段路径111中过滤制冷剂液体中少量杂质，例如固体颗粒；压力调节阀10被配置为用于第一轴承润滑供液路径的后段路径111中调节压强从而固定压强。

在一些实施例中，上述第二轴承润滑供液路径的前段路径所包括的制冷液体泵的数量为至少两个，至少两个所述制冷液体泵并联设置。例如，如图3所示，制冷液体泵的数量为两个，分别为并联设置的第一液体泵221和第二液体泵222。

在第二轴承润滑供液路径上设置并联的多个制冷液体泵，这样可以避免系统运行过程中某一个或某多个制冷剂液体泵发生故障或过载时无法为轴承供液的状况，在这样的情况发生时可以迅速切换至正常运行的制冷液体泵路径，保证轴承供液的正常实现。

在一些实施例中，上述第一轴承润滑供液路径的后段路径的末端分为两个支路：轴承润滑供液分支路径112和轴承润滑供液分支路径113；上述两个支路被配置为用于润滑电机4中的两个相对设置的轴承3。

上述制冷系统32还包括第一供液来源和第二供液来源，如图4所示，第一供液来源为设置于冷凝器19下方的第一供液液囊13，第一供液液囊13与冷凝器19连接，且用于储存冷凝器19中的制冷剂液体；且第一轴承润滑供液路径的前段路径105与第一供液液囊13连通。

如图5所示，第二供液来源为制冷剂液体隔离罐30，第二轴承润滑供液路径还包括初段路径(120、121、122、123)，且初段路径为从蒸发器29到制冷剂液体隔离罐30的供液路径；第二轴承润滑供液路径的前段路径与所述制冷剂液体隔离罐30连接。

其中，第二轴承润滑供液路径的初段路径包括第三过滤器40、泵39、第三单向阀20，且第三过滤器40和泵39依次设置于蒸发器29与制冷剂液体隔离罐30之间，第三单向阀20与泵39并联。其中，第二轴承润滑供液路径的初段路径包括：蒸发器29向制冷剂液体隔离罐30供液路径120、单向阀供液分支路径122、泵供液分支路径121；且上述单向阀供液分支路径122和泵供液分支路径121合并为蒸发器29向制冷剂液体隔离罐30补充制冷剂液体路径123。

其中，第三过滤器40被配置为用于过滤制冷剂液体中的固体颗粒；第三单向阀20被配置为用于防止制冷剂液体回流；上述泵39被配置为：若制冷剂液体隔离罐30的制冷剂液体不足时，将开启泵39强制从蒸发器29中抽取制冷剂液体为制冷剂液体隔离罐30注满制冷剂液体从而保证总是有充足的制冷剂液体为轴承3供液润滑。

若制冷剂液体隔离罐30的制冷剂液体充足时，制冷剂液体从蒸发器29向制冷剂液体隔离罐30供液路径120，经由单向阀供液分支路径122和蒸发器29向制冷剂液体隔离罐30补充制冷剂液体路径123流入制冷剂液体隔离罐30中；若制冷剂液体隔离罐30的制冷剂液体不足时，将开启泵39强制从蒸发器29中抽取制冷剂液体为制冷剂液体隔离罐30注满制冷剂液体从而保证总是有充足的制冷剂液体为轴承3供液润滑。

上述制冷系统32还包括连通蒸发器29与制冷剂液体隔离罐30的气体平衡管路104，且气体平衡管路104包括第一电磁阀38。上述气体平衡管路104可使制冷剂液体隔离罐30与蒸发器29中的压力保持相等。

在一些实施例中，如图6和图7所示，上述制冷系统32还包括：由压缩机42到蒸发器29的轴承润滑回液或回气路径118，由压缩机42到冷凝器19的第一排气路径119。上述由压缩机42到蒸发器29的轴承润滑回液或回气路径118包括第二电磁阀12，该第二电磁阀12用于控制轴承润滑回液或回气路径118的开断。

其中，上述制冷系统32还包括：第一压力传感器15、第二压力传感器34、第三压力传感器8、第四压力传感器33和第五压力传感器5；第一压力传感器15与冷凝器19连接，用于采集冷凝器19的压力值；第二压力传感器34与蒸发器29连接，用于采集蒸发器29的压力值；第三压力传感器8与第一冷凝剂供液路径的后段路径连接，用于采集轴承供液的压力值；第四压力传感器33，与轴承润滑回液或回气路径118连接，用于采集轴承润滑回液或回气的压力值；第五压力传感器5，与压缩机42的排气口相连接，用于采集压缩机排气压力。

上述制冷系统还包括：第一液位传感器17、第二液位传感器24、第三液位传感器37、第一温度传感器6和第二温度传感器7；第一液位传感器17用于监测冷凝器19的液位；第二液位传感器24用于监测经济器25的液位；第三液位传感器37用于监测制冷剂液体隔离罐30的液位；第一温度传感器6用于监测压缩机42向冷凝器19排气路径119的温度；第二温度传感器7用于监测第一轴承润滑供液路径的后段路径111的温度，即第一轴承润滑供液路径的后段路径。

在一些实施例中，制冷系统32在不同运行阶段可以根据具体情况选取两个轴承润滑供液路径中的一个，选取原则如下:

其中，所述第一轴承润滑供液路径，用于在制冷系统32的压差ΔP大于所述轴承供液的压差ΔP_brg时，为压缩机42的轴承提供制冷剂液体；第二轴承润滑供液路径，用于在制冷系统32的压差ΔP小于或等于轴承供液的压差ΔP_brg时，为压缩机42的轴承提供制冷剂液体。

其中，制冷系统32的压差ΔP为冷凝器19的压力值P₁与蒸发器29的压力值P₂之差，轴承供液的压差ΔP_brg为轴承供液的压力值P₃与轴承润滑回液或回气的压力值P₄之差。

当ΔP≤ΔP_brg时，仅靠制冷系统32的压差不足以为轴承供液润滑，保持使用制冷剂液体泵22为轴承润滑供液，即强制供液；而当ΔP>ΔP_brg时，制冷系统32的压差足以为轴承供液润滑，此时关闭制冷剂液体泵22，仅由制冷系统压差ΔP作为轴承供液润滑动力源，即压差自然供液。

如图7所示，上述制冷系统32还包括：由压缩机42到冷凝器19的第一排气路径119；由蒸发器29到压缩机42的第二排气路径102；由冷凝器19到压缩机42的电机4冷却供液路径108；由冷凝器19到经济器25的制冷剂供液路径106；由经济器25到压缩机42的补气路径117；由经济器25到蒸发器29的回液路径107；由压缩机42到蒸发器29的电机冷却回气路径116。

在一些实施例中，上述由压缩机42到蒸发器29的电机冷却回气路径116分为两个电机冷却回气路径：电机冷却回气分支路径114和电机冷却回气分支路径115。

在一些实施例中，上述制冷系统32还包括：设置于冷凝器19下方的第二供液液囊14，该第二供液液囊14与冷凝器19连接，且用于储存冷凝器19中的制冷剂液体；上述电机冷却供液路径108和所述制冷剂供液路径106均与所述第二供液液囊14连接。

冷凝器19与两个供液液囊连接，其中，第一供液液囊中与第一轴承润滑供液路径连接，用于为压缩机中轴承提供制冷剂液体，作为润滑剂，而润滑后的制冷剂(液体或气体)则沿着轴承润滑回液或回气路径118返回至蒸发器29。

第二供液液囊14与电机冷却供液路径108和所述制冷剂供液路径106连接，用于为经济器提供制冷剂液体，经济器再将制冷剂液体进行换热生成制冷剂气体，该制冷气体沿着将沿着补气路径117进入压缩机中进行补气，而经济器25中剩余的制冷剂液体则将沿着回液路径107进入蒸发器29。同时，第二供液液囊14还用于为压缩机中的电机提供制冷剂液体，用于电机冷却，冷却后的制冷剂(液体或气体)经过电机冷却回气路径116回到蒸发器中。

其中，上述由压缩机42到冷凝器19的第一排气路径119为从压缩机42经由冷凝器19上的排气止回阀16连通到冷凝器上；上述由蒸发器29到压缩机42的第二排气路径102为从蒸发器29上的截止阀28经由吸气截止阀31连通到压缩机42上；上述由冷凝器19到压缩机42的电机冷却供液路径108为从冷凝器19下方的第二供液液囊14依次经由干燥过滤器18和第一电动调节阀36连通到压缩机42上，且该冷却供液路径108在末端分支为冷却供液分支路径109和冷却供液分支路径110；由冷凝器19到经济器25的制冷剂供液路径106为从冷凝器19下方的第二供液液囊14依次经由第二电动调节阀41和第一节流孔板23连通到经济器25上；42由经济器25到蒸发器29的回液路径107为从经济器25依次经由第三电动调节阀26和第二节流孔板27连通到蒸发器29上。

本实用新型的一些实施例提供的制冷系统中包括两种不同的轴承润滑供液路径，两个轴承润滑供液路径应用于制冷系统运行的不同阶段中，制冷系统运行的全阶段具体包括(如图8～图10)：

(1)制冷系统启动；

(2)制冷系统稳定运行；

(3)制冷系统正常断电停机；

(4)制冷系统异常断电停机(突然断电停机)。

其中(1)阶段和(3)阶段采取有制冷液体泵强制供液的方式，而(2)阶段则需要判定制冷系统压差和轴承供液压差两者的大小来决定制冷液体泵强制供液、制冷系统压差自然供液两种供液方式并联或单独运行，(4)阶段则是先行采取制冷系统压差自然供液方式，若压差不足则开启紧急备用电源，再采取制冷液体泵强制供液的方式。以下参照图8，对整个阶段的运行过程做具体介绍。

1)制冷系统启动：

如图8所示，整个制冷系统32启动前，制冷剂液体将大量积累于制冷系统中的蒸发器29与冷凝器19中。蒸发器29与制冷剂液体隔离罐30之间的平衡管路104为导通状态，从而使得制冷剂液体隔离罐30与蒸发器29中的压力总是相等，而由于制冷剂液体隔离罐30的体积远小于蒸发器29，且制冷剂液体隔离罐30处于系统的中下方位置，此时蒸发器29中积累的制冷剂液体将沿着供液路径120经过第三过滤器40，再经过第三单向阀20沿着单向阀供液分支路径122和制冷剂液体路径123向制冷剂液体隔离罐30中充注，制冷剂液体隔离罐30中的气体也会沿着平衡管路104被排入至蒸发器29中，经过此过程，制冷剂液体隔离罐30将充满制冷剂液体。在上述过程中，第三液位传感器37实时监测制冷剂液体隔离罐30的液位，即使凭借上述路径无法将制冷剂液体隔离罐30充满，此时将开启泵39强制从蒸发器29中抽取制冷剂液体沿着供液路径120经过第三过滤器40，再沿着泵供液分支路径121经过泵39输送至制冷剂液体路径123进入制冷剂液体隔离罐30为其注满制冷剂液体。

制冷系统32开始启动时，将开启制冷液体泵22，制冷液体泵22将从注满制冷剂液体的制冷剂液体隔离罐30中不断泵送制冷剂液体，其将沿着第二轴承润滑供液路径的前段路径103经过第一过滤器35、第二单向阀21、压力调节阀10、第二过滤器9至第二轴承润滑供液路径的后段路径111处，而后分成轴承润滑供液分支路径112和轴承润滑供液分支路径113两路路径为压缩机中的左右两侧轴承3进行润滑，轴承3得到润滑后，转子逐渐稳定转动起来，制冷系统32得以启动，而润滑后的制冷剂则沿着15118分别经过第四压力传感器33、第二电磁阀12返回至蒸发器29中。在整个过程中，第三液位传感器37实时监测制冷剂液体隔离罐30的液位，如果监测到制冷剂液体隔离罐30的液位不足，将开启泵39强制从蒸发器29中抽取制冷剂液体为制冷剂液体隔离罐30注满制冷剂液体从而保证总是有充足的制冷剂液体为轴承3供液润滑。

2)制冷系统逐渐稳定运行：

如图8和图9所示，随着系统启动后，蒸发器29中的制冷剂液体发生蒸发相变，相变产生的制冷剂气体将沿着第二排气路径102输送至路径101，在压缩机42的吸气口处，制冷剂气体源源不断被压缩机中的一级叶轮1吸入压缩，之后再经二级叶轮2压缩，压缩完成后将从二级叶轮2的排气口排出，沿第一排气路径119进入冷凝器19中发生冷凝相变，冷凝相变产生的制冷剂液体将沿制冷剂供液路径106经过第二电动调节阀41、第一节流孔板23后进入经济器25，制冷剂液体在经济器25中发生闪发所形成的制冷剂气体将沿着补气路径117进入压缩机中进行补气，而经济器25中剩余的液体则将沿着回液路径107经第三电动调节阀26、第二节流孔板27进入蒸发器29完成一个循环过程。在此过程中，第二电动调节阀41可以根据第一液位传感器17所监测的冷凝器19液位进行相应调整，当冷凝器19中的液位过低，可以调小第二电动调节阀41的开度，使得冷凝器19向经济器25的供液量变少，从而使冷凝器19中的液位重新恢复到允许值。

在制冷系统32运行的初期阶段，制冷系统32中的冷凝器19与蒸发器29之间的压差较小，此时，制冷液体泵22仍然处于开启状态，由制冷液体泵22从注满制冷剂液体的制冷剂液体隔离罐30中不断泵送制冷剂液体，其将沿着第二轴承润滑供液路径的前段路径103经过第一过滤器35、第二单向阀21、压力调节阀10、第二过滤器9至第二轴承润滑供液路径的后段路径111处，而后分成轴承润滑供液分支路径112和轴承润滑供液分支路径113两路路径为压缩机中的左右两侧轴承3进行润滑，润滑后的制冷剂则沿着轴承润滑回液或回气路径118分别经过第四压力传感器33、第二电磁阀12返回至蒸发器29中。在整个过程中，第三液位传感器37实时监测制冷剂液体隔离罐30的液位，如果监测到制冷剂液体隔离罐30的液位不足，将开启泵39强制从蒸发器29中抽取制冷剂液体为制冷剂液体隔离罐30注满制冷剂液体。压力调节阀10的作用是调节制冷液体泵22泵送的液体压力和轴承供液的压差，使其不小于所设定的轴承供液最小压差，保证制冷液体泵22强制供液开启或关闭时所造成的压差波动不会太大，减少对制冷系统运行的冲击影响。

在制冷系统32的逐渐稳定运行过程中，需要第一压力传感器15、第二压力传感器34实时采集冷凝器19与蒸发器29间的压力值，分别为P₁、P₂；另外，还需要第三压力传感器8、第二温度传感器7实时采集轴承供液的压力P₃、温度T₃，第四压力传感器33实时采集轴承回液或回气的压力P₄。设定第一压力传感器15与第二压力传感器34采集数据之间的差值为制冷系统压差ΔP＝P₁-P₂，设定第三压力传感器8与第四压力传感器33采集数据之间的差值为轴承供液压差ΔP_brg＝P₃-P₄。随着制冷系统32运行逐渐稳定，高压侧的冷凝器19与低压侧的蒸发器29之间的压差将逐渐增大，ΔP趋于一个稳定的值，在整个过程中实时比较ΔP与ΔP_brg的大小关系，当ΔP≤ΔP_brg时，仅靠制冷系统32的压差不足以为轴承供液润滑，保持使用制冷液体泵22为轴承润滑强制供液；而当ΔP>ΔP_brg时，制冷系统32的压差足以为轴承供液润滑，此时关闭制冷液体泵22，仅由制冷系统压差ΔP作为轴承供液润滑动力源，此时制冷剂液体从冷凝器19下方的轴承供液液囊13沿着第一轴承润滑供液路径的前段路径105经过第一单向阀11、压力调节阀10以及第二过滤器9至第一轴承润滑供液路径的后段路径111，而后分成轴承润滑供液分支路径112和轴承润滑供液分支路径113两路路径为压缩机42中的左右两侧轴承3进行润滑。

在仅由制冷系统压差ΔP作为轴承供液润滑动力源时，第一由液位传感器17实时监测冷凝器19的液位，当冷凝器19的液位过低以至于轴承供液液囊13中无充足的制冷剂液体时，此时再次开启制冷液体泵22，转由制冷液体泵22强制供液；另外，当制冷系统32运行出现波动工况时，其制冷系统运行压差ΔP也会发生波动，此时仍然需要实时比较ΔP与ΔP_brg的大小，一旦ΔP≤ΔP_brg，也需要开启制冷液体泵22，转制冷液体泵22强制供液。

3)制冷系统正常停机：

如图10所示，制冷系统32在停机前一定时间，需要开启制冷液体泵22，由制冷液体泵22强制供液，此时调节压力调节阀10，调节制冷液体泵22泵送的液体压力和轴承供液的压差使其不小于所设定的轴承供液最小压差，保证制冷液体泵22强制供液开启或关闭时所造成的压差波动不会太大，减少对制冷系统运行的冲击影响。此状态可以保证压缩机中的轴承3持续得到足量制冷液体润滑。

系统停机后，由于压缩机吸气量的减少，但整个制冷系统32内仍然存在着较大的制冷系统压差ΔP，因此制冷剂将在蒸发器29内逐渐累积增多。此时保持制冷液体泵22继续运行一定时间，使得其能从制冷剂液体隔离罐30中持续为压缩机中的轴承3泵送液体，而蒸发器29中逐渐积累增多的制冷剂液体也可以持续为制冷剂液体隔离罐30补充制冷剂液体。压缩机断电一段时间后，转子完全停转，轴承不再需要润滑液体，此时制冷液体泵22停止工作，不再泵送液体，制冷系统32安全停机。

4)制冷系统非正常停机(如突然断电停机)：

如图8和图10所示，制冷系统32遇到突然断电停机时，制冷液体泵22此时亦无法使用，但排气止回阀16阻止了冷凝器内的高压气体回窜至压缩机42内部，因此冷凝器19与蒸发器29之间的制冷系统压差ΔP仍然维持在一个比较大的值，此时，由系统内仍存在的制冷系统压差进行紧急状态轴承供液，制冷剂液体将从冷凝器19下方的轴承供液液囊13沿着第一轴承润滑供液路径的前段路径105经过第一单向阀11、压力调节阀10以及第二过滤器9至第一轴承润滑供液路径的后段路径111，而后分成轴承润滑供液分支路径112和轴承润滑供液分支路径113两路路径为压缩机42中的左右两侧轴承3进行润滑。但由于断电停机，系统循环停止，冷凝器19高压与蒸发器29低压之间总会通过管路连通逐渐平衡下来，即仅凭制冷系统压差ΔP为轴承3供液的过程可以持续15-20s左右，但永磁电机中电机转子一般可以在5-10s内完全停转，因此在采用永磁电机的场合下采用这样紧急供液润滑轴承的方式仍然是可靠有效的。若冷凝器19与蒸发器29之间的制冷系统压差ΔP在原来未停机运行状态下就很小，即制冷系统压差ΔP<轴承供液压差ΔP_brg，此时突然断电停机，只靠制冷系统压差ΔP也无法为轴承供液，此时方案中的制冷液体泵可优选使用UPS电源供电，制冷液体泵22可以启动运行起来，从而使得其能从制冷剂液体隔离罐30中持续为压缩机中的轴承3泵送液体，而由于高低压逐渐平衡过程中，蒸发器29中逐渐积累增多的制冷剂液体也可以持续为制冷剂液体隔离罐30补充制冷剂液体使得制冷液体泵22总是可以为轴承3泵送充足的液体使其润滑，该过程持续至转子完全停转下来。在停机过程中，第二电磁阀12会由原有的常开状态切换为关闭状态，这样轴承回气路径会被关闭切断，从而保证压缩机中的轴承3的轴承腔体中在一定时间内仍然可以存有一定量的制冷剂液体，提高了停机后轴承运行的安全可靠性。

本实用新型应用了两种不同的轴承润滑供液路径，实现了稳定可靠的全阶段轴承供液，在系统中设置相应的连通管路与动力装置(泵)，根据判断得到的制冷系统的运行状态，在制冷系统中选取不同的取液来源，选用不同的制冷剂液体供液路径为轴承润滑供液；且所采取的供液路径切换方式，确保了压缩机中的轴承在每个阶段均可以得到充足的制冷剂液体用以润滑，保障了系统运行的安全。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何在本实用新型揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无油轴承供液空调系统，其特征在于，包括：

箱体系统；

制冷系统，所述制冷系统位于所述箱体系统内，所述制冷系统包括：压缩机、冷凝器、蒸发器、制冷液体泵和经济器；

所述制冷系统还包括：

从所述冷凝器到所述压缩机的第一轴承润滑供液路径；

从所述蒸发器到所述压缩机的第二轴承润滑供液路径；所述第二轴承润滑供液路径包括制冷液体泵，所述制冷液体泵设置于所述蒸发器和所述压缩机之间；

所述第一轴承润滑供液路径和第二轴承润滑供液路径均用于将制冷剂液体传输至所述压缩机，以润滑所述压缩机中电机的轴承。

2.根据权利要求1所述的无油轴承供液空调系统，其特征在于，

所述第一轴承润滑供液路径包括相连通的前段路径和后段路径；

所述第二轴承润滑供液路径包括相连通的前段路径和后段路径；所述第一轴承润滑供液路径的后段路径和所述第二轴承润滑供液路径的后段路径为同一路径；

所述第二轴承润滑供液路径的前段路径包括所述制冷液体泵。

3.根据权利要求2所述的无油轴承供液空调系统，其特征在于，所述制冷液体泵的数量为至少两个，至少两个所述制冷液体泵并联设置。

4.根据权利要求2所述的无油轴承供液空调系统，其特征在于，

所述第一轴承润滑供液路径的前段路径包括第一单向阀；

所述第二轴承润滑供液路径的前段路径包括依次设置的第一过滤器（35）、所述制冷液体泵、第二单向阀；

所述第一轴承润滑供液路径的后段路径包括依次设置的压力调节阀和第二过滤器。

5.根据权利要求4所述的无油轴承供液空调系统，其特征在于，

所述制冷系统还包括设置于所述冷凝器下方的第一供液液囊，所述第一供液液囊与所述冷凝器连通，且用于储存所述冷凝器中的制冷剂液体；

所述第一轴承润滑供液路径的前段路径与所述第一供液液囊连通。

6.根据权利要求4或5所述的无油轴承供液空调系统，其特征在于，

所述制冷系统还包括制冷剂液体隔离罐，所述第二轴承润滑供液路径还包括初段路径，所述初段路径为从所述蒸发器到所述制冷剂液体隔离罐的供液路径；

所述第二轴承润滑供液路径的前段路径与所述制冷剂液体隔离罐连通；

所述第二轴承润滑供液路径的初段路径包括第三过滤器、泵、第三单向阀，所述第三过滤器和所述泵依次设置于所述蒸发器与所述制冷剂液体隔离罐之间，所述第三单向阀与所述泵并联；

所述制冷系统还包括连接连通所述蒸发器与所述制冷剂液体隔离罐的气体平衡管路，所述气体平衡管路包括第一电磁阀。

7.根据权利要求6所述的无油轴承供液空调系统，其特征在于，所述制冷系统还包括：由所述压缩机到所述蒸发器的轴承润滑回液或回气路径；

其中，所述第一轴承润滑供液路径，用于在所述制冷系统的压差大于所述轴承供液的压差时，为所述压缩机的轴承提供制冷剂液体；

所述第二轴承润滑供液路径，用于在所述制冷系统的压差小于或等于所述轴承供液的压差时，为所述压缩机的轴承提供制冷剂液体；

其中，所述制冷系统的压差为所述冷凝器的压力值与所述蒸发器的压力值之差，所述轴承供液的压差为所述轴承供液的压力值与轴承润滑回液或回气的压力值之差。

8.根据权利要求7所述的无油轴承供液空调系统，其特征在于，所述制冷系统还包括：

第一压力传感器，与所述冷凝器连接，用于采集所述冷凝器的压力值；

第二压力传感器，与所述蒸发器连接，用于采集所述蒸发器的压力值；

第三压力传感器，与所述第一轴承润滑供液路径的后段路径连接，用于采集轴承供液的压力值；

第四压力传感器，与所述轴承润滑回液或回气路径连接，用于采集轴承润滑回液或回气的压力值；

第一液位传感器，用于监测所述冷凝器的液位；

第二液位传感器，用于监测所述经济器的液位；

第三液位传感器，用于监测所述制冷剂液体隔离罐的液位。

9.根据权利要求8所述的无油轴承供液空调系统，其特征在于，所述制冷系统还包括：

由所述压缩机到所述冷凝器的第一排气路径；

由所述蒸发器到所述压缩机的第二排气路径；

由所述冷凝器到所述压缩机的电机冷却供液路径；

由所述冷凝器到所述经济器的制冷剂供液路径；

由所述经济器到所述压缩机的补气路径；

由所述经济器到所述蒸发器的回液路径；

由所述压缩机到所述蒸发器的电机冷却回气路径；

设置于所述冷凝器下方的第二供液液囊，所述第二供液液囊与所述冷凝器连接，且用于储存所述冷凝器中的制冷剂液体；

所述电机冷却供液路径和所述制冷剂供液路径均与所述第二供液液囊连接。

10.根据权利要求1所述的无油轴承供液空调系统，其特征在于，所述制冷液体泵使用不间断电源供电。

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