CN218846294U - 一种无油轴承供液空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无油轴承供液空调系统，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，并提供两条供液路径。上述空调系统包括：箱体系统和制冷系统，该制冷系统包括：压缩机、冷凝器、蒸发器、制冷液体泵、经济器和过冷器；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；从冷凝器到压缩机的第二轴承润滑供液路径；过冷器设置于所述第一轴承润滑供液路径和所述第二轴承润滑供液路径的共用路径上。由于过冷器的设置，保证了为轴承供液润滑的制冷剂液体为过冷的纯液体状态，极大提高了轴承润滑的安全可靠性。

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。

发明内容

为解决上述现有技术的问题，本实用新型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应用了两种不同的轴承润滑供液路径，且保证了为轴承供液润滑的制冷剂液体为过冷的纯液体状态，极大提高了轴承润滑的安全可靠性。

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包括：箱体系统；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、经济器、制冷液体泵和过冷器；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；从冷凝器到压缩机的第二轴承润滑供液路径；且第一轴承润滑供液路径和第二轴承润滑供液路径至少有一部分路径并联，且至少有一部分路径共用；第二轴承润滑供液路径还包括制冷液体泵；过冷器设置于第一轴承润滑供液路径和第二轴承润滑供液路径的共用路径上；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，以润滑压缩机的轴承。

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，另外由于过冷器的设置，保证了为轴承供液润滑的制冷剂液体为过冷的纯液体状态，极大提高了轴承润滑的安全可靠性。

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。

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。

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31，上述制冷系统31位于箱体系统200内，该制冷系统31包括：压缩机42、冷凝器19、蒸发器29、制冷液体泵20、经济器23和过冷器35；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和从冷凝器19到压缩机42的第二轴承润滑供液路径126（如图3所示）；且第一轴承润滑供液路径125和第二轴承润滑供液路径126至少有一部分路径并联，且至少有一部分路径共用；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20；过冷器35设置于第一轴承润滑供液路径125和所述第二轴承润滑供液路径126的共用路径上；第一轴承润滑供液路径125和第二轴承润滑供液路径126均用于将制冷剂液体传输至压缩机42，以润滑所述压缩机42的轴承。

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剂液体经由第二轴承润滑供液路径126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105~126表示路径105属于路径126，110~125/126表示路径110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，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，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，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。

过冷器使饱和液体进一步冷却而无相变的换热器。

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。

在一些实施例中，过冷器可以使用板式换热器。

本公开的上述实施例提供了一种制冷系统，如图3所示，该制冷系统31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和从冷凝器19到压缩机42的第二轴承润滑供液路径126，即两路轴承润滑供液路径都是将冷凝器19产生的制冷剂液体传输至压缩机42，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20的路径，第二轴承润滑供液路径126需要制冷液体泵20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；同时在第一轴承润滑供液路径125和第二轴承润滑供液路径126的共用路径上连通过冷器35，该过冷器35用于将制冷剂液体进一步冷凝，从而更好的为压缩机42的轴承润滑。

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初段路径120、前段路径104、后段路径110和末段路径121；上述第二轴承润滑供液路径包括相连通的初段路径120、前段路径105、后段路径110和末段路径121；第一轴承润滑供液路径的前段路径104和第二轴承润滑供液路径的前段路径105并联设置；上述第一轴承润滑供液路径的初段路径120和上述第二轴承润滑供液路径的初段路径120为同一路径；上述第一轴承润滑供液路径的后段路径110和上述第二轴承润滑供液路径的后段路径110为同一路径；第一轴承润滑供液路径的末段路径121和第二轴承润滑供液路径的末段路径121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段部分并联，在初段部分、后段部分和末端部分合二为一，二者均通过末段路径121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初段路径120包括第一过滤器34；第一轴承润滑供液路径的前段路径104包括第一单向阀11；第二轴承润滑供液路径的前段路径105包括制冷液体泵20；第一轴承润滑供液路径的后段路径110包括依次设置的压力调节阀10和第二过滤器9；过冷器35连通第一轴承润滑供液路径的后段路径110和第一轴承润滑供液路径的末段路径121。

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。

如图3所示，制冷剂液体在第一轴承润滑供液路径中流通的过程中，依次通过第一过滤器34、第一单向阀11、压力调节阀10、第二过滤器9和过冷器35。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34、制冷液体泵20、压力调节阀10和第二过滤器9和过冷器35。

其中，上述两个供液路径中各传输部件的作用为：第一过滤器34被配置为用于第一轴承润滑供液路径的初段路径120中过滤制冷剂液体中的杂质，例如固体颗粒；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104中防止制冷剂液体反向流动；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110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110中调节压强从而固定压强。过冷器35被配置为用于第一轴承润滑供液路径的后段路径110中的制冷剂液体再冷却，然后经由第一轴承润滑供液路径的末段路径121为压缩机42的轴承供液。

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，至少两个所述制冷液体泵20包括主制冷液体泵201和至少一个备用制冷液体泵202。

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备用制冷液体泵路径，保证轴承供液的正常实现。

在一些实施例中，上述制冷液体泵20使用不间断电源供电。不间断电源是一种含有储能装置的不间断电源。主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。这样即便在空调系统断电的情况下，制冷液体泵也可以在不间断电源的作用下正常工作，将制冷液体泵出，进而使得压缩机电机中的轴承被持续润滑。

在一些实施例中，上述第一轴承润滑供液路径的末段路径121的末端分为两个支路：轴承润滑供液分支路径111和轴承润滑供液分支路径112；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31还包括一个相同的供液来源，如图4和图5所示，供液来源为设置于冷凝器19下方的第一供液液囊13，该第一供液液囊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初段路径120与第一供液液囊13连通，第二轴承润滑供液路径的初段路径120与第一供液液囊13连通。

其中，由于冷凝器19中存在着过冷管段，因此第一供液液囊13中的制冷剂液体均为过冷状态制冷剂液体，该过冷状态制冷剂液体为轴承3供液润滑可以确保在供液液体中含气量很少或不含气，并具有良好的降温作用。

如图6所示，上述制冷系统31还包括：由冷凝器19与蒸发器29之间设置的连通管路103，且该连通管路103包括第一电磁阀33。

其中，在制冷系统31停机后，打开第一电磁阀33，通过冷凝器19与蒸发器29之间的连通管路103，可实现冷凝器19高压与蒸发器29低压之间的迅速平衡，从而保证蒸发器29和冷凝器19中存在足量制冷剂液体，即在这个阶段也可以保证第一供液液囊13中存在足量制冷剂液体。

在一些实施例中，如图6和图7所示，上述制冷系统31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，如图6所示，上述制冷系统31还包括：第一压力传感器15、第二压力传感器26、第三压力传感器8、第四压力传感器30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26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与第一轴承润滑供液路径的末段路径连接，用于采集轴承供液的压力值；第四压力传感器30，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。

如图6和图7所示，上述制冷系统还包括：第一液位传感器17、第二液位传感器22、第一温度传感器7和第二温度传感器6；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22用于监测经济器23的液位；第一温度传感器7用于监测第一轴承润滑供液路径的末段路径121的温度；第二温度传感器6用于监测压缩机42向冷凝器19排气路径119的温度。

如图7所示，上述制冷系统31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23的制冷剂供液路径106；由经济器23到压缩机42的第一补气路径109；由经济器23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117；由冷凝器19到所述过冷器35的换热路径122；由过冷器35到第一补气路径109的第二补气路径123，或者由过冷器35到轴承润滑回液或回气路径118的过冷回气路径123。

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117分为两个电机冷却回气路径：电机冷却回气分支路径115和电机冷却回气分支路径116。

在一些实施例中，如图7所示，上述制冷系统31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13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23提供制冷剂液体，经济器23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第一补气路径109进入压缩机42中进行补气，同时从过冷器35到第一补气路径109的第二补气路径123经由第一补气路径109进入压缩机42中进行补气；而经济器23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42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117回到蒸发器29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19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27经由吸气截止阀28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和第二电动调节阀32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113和冷却供液分支路径114；由冷凝器19到经济器23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依次经由第一电动调节阀37和第一节流孔板21连通到经济器23上；由经济器23到蒸发器29的回液路径107为从经济器23依次经由第三电动调节阀24和第二节流孔板25连通到蒸发器29上；由冷凝器19到所述过冷器35的换热路径122为从冷凝器19下方的第一供液液囊13经由电子膨胀阀36连通到过冷器35上。

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，无油轴承供液空调系统的控制方法包含在制冷系统运行的不同阶段中，该制冷系统运行的全阶段具体包括（如图8~图10）：

(1)制冷系统启动阶段；

(2)制冷系统稳定运行阶段；

(3)制冷系统正常断电停机阶段；

(4)制冷系统异常断电停机阶段。

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。

无论制冷系统处于何阶段，制冷系统中的各传感器装置均处于全过程工作状态，具体为第一压力传感器15、第二压力传感器26实时采集冷凝器19的压力与蒸发器29中的压力，设定其采集数值为P₁、P₂；第三压力传感器8、第四压力传感器30实时采集轴承供液的压力与轴承回液或回气的压力，第一温度传感器7实时采集轴承供液的温度，设定其采集数值为P₃、P₄、T₃；第一液位传感器17实时采集冷凝器19的液位，设定其采集数值为L_con；设定轴承供液液体的过冷度为T_sub，由轴承供液的压力值P₃和轴承供液的温度T₃计算得到；设定轴承供液液体最小允许过冷度T_min，该值根据实际情况设定，示例性地可以设为1°C；设定制冷系统运行压差为ΔP=P₁-P₂；设定轴承供液压差为ΔP_brg=P₃-P₄；设定轴承供液的最小允许压差为ΔP_min，该值范围为0.05-0.35MPa，示例性的该值为0.2MPa；设定供液方式切换压差判定时间为T_s1，该值根据实际情况设定，示例性地可以设为1min；设定轴承供液压差的上行偏置值为P_up，该值范围为0-0.35MPa，示例性地可以设为0.15MPa；设定轴承供液压差的下行偏置值为P_down，该值范围为0-0.35MPa，示例性地可以设为0.05MPa；设定故障报警压差判定时间为第二设定时间T_s2，该值根据实际情况设定，示例性地可以设为30s；设定压缩机断电判定时间为第三设定时间T_s3，该值根据实际情况设定，示例性地可以设为3min；设定冷凝器19最小允许液位为L_cmin，该值根据实际情况设定，示例性地可以设为30%。

需要说明的是，上述数值是在制冷系统启动之前预先设定好的。

1）制冷系统启动阶段：

如图8和图9所示，整个制冷系统31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，此时开启第一电磁阀33，冷凝器19与蒸发器29底部的连通管路径103导通，这样制冷剂液位在两器中分布均匀，此外，由于机组的结构布置中冷凝器布置要低于蒸发器，保证系统开机启动前冷凝器19底部的第一供液液囊13中充满制冷剂液体。由于第一供液液囊13位于冷凝器19的下方位置，在重力因素作用下，只要冷凝器19中存在制冷剂液体，便可以自动向第一供液液囊13中补充制冷剂液体。

如图9中S1和S2，制冷系统31启动运行时，将开启主制冷液体泵201，检测并关闭冷凝器19、蒸发器29间底部连通管上的第一电磁阀33；检测并开启轴承回液(回气)路径118上的第二电磁阀12。

在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即满足ΔP_brg>ΔP_min，且持续时间>T_s1，压缩机42运行；以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承供液。

主制冷液体泵201将从存有较多制冷剂液体的第一供液液囊13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初段路径120经过第一过滤器34、主制冷液体泵201、压力调节阀10、第二过滤器9和过冷器35至第二轴承润滑供液路径的末段路径121处，而后分成轴承润滑供液分支路径111和轴承润滑供液分支路径112两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31得以启动，而润滑后的制冷剂则沿着轴承润滑回液路径118分别经过第四压力传感器30、第二电磁阀12返回至蒸发器29中。

如图9中S2和S5，在轴承供液压差ΔP_brg小于或等于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，或者在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间小于或等于第一设定时间T_s1的情况下，即不满足ΔP_brg>ΔP_min，且持续时间>T_s1，则判定主制冷剂液体泵201的运行状态不良，此时切换使用备用制冷液体泵202，同样以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承供液。

如图9中S3、S6和S7，在开启所述备用制冷液体泵202，以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承供液期间，若是满足在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即满足ΔP_brg>ΔP_min，且持续时间>T_s1，则判定备用制冷剂液体泵202的运行状态良好，能够以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承正常供液，压缩机42继续运行；若是不满足在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即不满足ΔP_brg>ΔP_min，且持续时间>T_s1，则判定备用制冷剂液体泵202的运行状态不良，则报警提示检查轴承润滑供液路径。

2）制冷系统逐渐稳定运行：

如图8和图9中的S4和S15所示，随着制冷系统31启动后，压缩机42开始运行，在制冷系统的压差ΔP大于轴承供液最小允许压差ΔP_min和轴承供液压差的上行偏置值P_up之和，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即满足ΔP>ΔP_min+P_up，且持续时间大于T_s1，判定系统满足自然供液的压差条件，此时仅由制冷系统压差ΔP便可将轴承供液液囊13中的制冷剂液体输送至轴承3处为其供液润滑，则关闭主制冷液体泵201；以第一轴承润滑供液路径125对所述压缩机42的轴承供液。

如图9中的S14、S16、S18和S19，在关闭制冷液体泵20，以第一轴承润滑供液路径125对压缩机42的轴承供液期间，其中一个运行状态如下：

在轴承供液压差ΔP_brg大于或等于轴承供液的最小允许压差ΔP_min的情况下，即不满足ΔP_brg<ΔP_min，则无执行动作。

在轴承供液压差ΔP_brg小于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且轴承供液压差ΔP_brg大于或等于轴承供液的最小允许压差ΔP_min和轴承供液压差的下行偏置值P_down之差，或者在轴承供液压差ΔP_brg小于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且轴承供液压差ΔP_brg小于轴承供液的最小允许压差ΔP_min和轴承供液压差的下行偏置值P_down之差，且其持续时间小于或等于T_s2的情况下，即满足ΔP_brg<ΔP_min，且不满足ΔP_brg<ΔP_min-P_down，且持续时间> T_s2，则制冷系统报警提示检查轴承润滑供液路径。

如图9中的S18和S20，在轴承供液压差ΔP_brg小于轴承供液的最小允许压差ΔP_min和轴承供液压差的下行偏置值P_down之差，且持续时间大于第二设定时间T_s2的情况下，即满足ΔP_brg<ΔP_min-P_down，且持续时间> T_s2，制冷系统31报警停机。

其中，根据设定的轴承供液压差判定区间，其下限为ΔP_min-P_down，当轴承供液压差ΔP_brg达到此下限以下时，表明系统中的轴承润滑供液动力存在不足的风险，此时再根据其持续的时间决定是报警提示还是停机，当其持续时间大于T_s2时，说明此时动力不足的风险已经最大，向电机中轴承润滑供应的制冷剂液体量已经非常少了，因此为保护压缩机的电机中轴承不被干摩擦损坏，在控制逻辑中直接让制冷系统报警停机，使压缩机在最短时间内脱离此状态从而保护轴承。

如图9中的S17、S21和S36，在关闭制冷液体泵20，以第一轴承润滑供液路径125对压缩机42的轴承供液期间，其中另一个运行状态如下：

在制冷系统31的压差ΔP小于轴承供液的最小允许压差ΔP_min和轴承供液压差的下行偏置值P_down之差，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即满足ΔP<ΔP_min-P_down，且持续时间> T_s1，此时视作仅由制冷系统压差ΔP不足以为轴承供液润滑，开启主制冷液体泵201；以第二轴承润滑供液路径126对所述压缩机42的轴承供液，由制冷剂液体泵从轴承供液液囊13中泵送制冷剂液体为轴承3供液润滑。若不满足ΔP<ΔP_min-P_down，且持续时间>T_s1，则无执行动作。

如图9中的S22、S27和S24，在开启所述主制冷液体泵201，以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承供液期间，其中一个运行状态如下：

在轴承供液压差ΔP_brg小于或等于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，或者在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间小于或等于第一设定时间T_s1的情况下，即不满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，则判定主制冷剂液体泵201的运行状态不良，此时切换使用备用制冷液体泵202。若满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，则无执行动作。

如图9中的S24、S25、S26和S27，在开启备用制冷液体泵202，以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承供液期间：若是满足在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，判定备用制冷剂液体泵202的运行状态良好，能够以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承正常供液，则无执行动作；若是不满足在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即不满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1判定备用制冷剂液体泵202的运行状态不良，则报警提示检查轴承润滑供液路径。

如图9中的S8、S9、S14和S10，在开启所述主制冷液体泵201，以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承供液期间，其中另一个运行状态如下：

在轴承供液压差ΔP_brg小于或等于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，或者在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间小于或等于第一设定时间T_s1的情况下，即不满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，则判定主制冷剂液体泵201的运行状态不良，此时切换使用备用制冷液体泵202。若满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，则无执行动作。

如图9中的S11、S12和S13，在使用备用制冷液体泵期间，若是满足在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，判定备用制冷剂液体泵202的运行状态良好，能够以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承正常供液，则无执行动作；若是不满足在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即不满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，判定备用制冷剂液体泵202的运行状态不良，则报警提示检查轴承润滑供液路径。

在开启主制冷液体泵201；以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承供液期间，其中另一个运行状态如下：

如图9中的S23、S26 、S28和S36，在开启主制冷液体泵201，以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承供液期间，其中一个运行状态如下：

在轴承供液压差ΔP_brg大于或等于轴承供液的最小允许压差ΔP_min的情况下，即不满足ΔP_brg<ΔP_min，则无执行动作。

在轴承供液压差ΔP_brg小于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且轴承供液压差ΔP_brg大于或等于轴承供液的最小允许压差ΔP_min和轴承供液压差的下行偏置值P_down之差，或者在轴承供液压差ΔP_brg小于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且轴承供液压差ΔP_brg小于轴承供液的最小允许压差ΔP_min和轴承供液压差的下行偏置值P_down之差，且其持续时间小于或等于T_s2的情况下，即满足ΔP_brg<ΔP_min，且不满足ΔP_brg<ΔP_min-P_down，且持续时间> T_s2，则制冷系统报警提示检查轴承润滑供液路径。在不满足ΔP_brg<ΔP_min的情况下，则无执行动作。

如图9中的S28和S29，在轴承供液压差ΔP_brg小于轴承供液的最小允许压差ΔP_min和轴承供液压差的下行偏置值P_down之差，且持续时间大于第二设定时间T_s2的情况下，即满足ΔP_brg<ΔP_min-P_down，且持续时间> T_s2，制冷系统31报警停机。

同时在该无油轴承供液空调系统运行的阶段：如图9中的S33、S34和S35，当第一液位传感器17采集数值L_con大于冷凝器19的最小允许液位L_cmin，即满足L_con＞L_cmin，则无执行动作，此时冷凝器19液位充足，可以持续为第一供液液囊13提供足量制冷剂液体，保持第一电动调节阀37的开度不变。

当第一液位传感器17采集数值L_con小于或等于冷凝器19的最小允许液位L_cmin，即不满足L_con＞L_cmin，此时冷凝器19液位较低，不能及时补充第一供液液囊13的制冷剂液体，则调节第一电动调节阀37的开度，将第一电动调节阀37的开度变小，使得冷凝器19向经济器23的供液量变少，从而使得冷凝器19的液位重新恢复至较高液位。

如图9中的S30、S31和S32，当制冷系统监测到P₃、T₃下的制冷剂液体过冷度T_sub大于轴承供液液体最小允许过冷度T_min时，即满足T_sub＞T_min，则无执行动作，可以保证轴承润滑供液液体为过冷状态，其为纯过冷纯液体，几乎不会含有气体。此时制冷系统正常，不作动作。

当系统监测到P₃、T₃下的制冷剂液体过冷度T_sub小于或等于轴承供液液体最小允许过冷度T_min时，即不满足T_sub＞T_min，不可以保证轴承润滑供液液体为过冷状态，此时调节电子膨胀阀36，使其开度变大，使得轴承供液的液体过冷度得到调整，以满足轴承润滑供液要求。

上述压缩机运行的具体过程为：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经过第一电动调节阀37、第一节流孔板21后进入经济器23，制冷剂液体在经济器23中发生闪发所形成的制冷剂气体将沿着补气路径109进入压缩机中进行补气，而经济器23中剩余的液体则将沿着回液路径107经第三电动调节阀24、第二节流孔板25进入蒸发器29完成一个循环过程。在此过程中，第一电动调节阀37可以根据液位传感器17所监测的冷凝器液位进行相应调整，当冷凝器19中的液位过低，可以调小第一电动调节阀37的开度，使得冷凝器19向经济器23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31运行的初期阶段，制冷系统31中的冷凝器19与蒸发器29之间的压差较小，此时，主制冷液体泵201仍然处于开启状态，由主制冷液体泵201从存有较多制冷剂液体的第一供液液囊13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初段路径120经过主制冷液体泵201、压力调节阀10、第二过滤器9和过冷器35至第二轴承润滑供液路径的末段路径121处，而后分成轴承润滑供液分支路径111和轴承润滑供液分支路径112两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路径118分别经过第四压力传感器30、第二电磁阀12返回至蒸发器29中。压力调节阀10的作用是调节主制冷液体泵201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，保证主制冷液体泵201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。

3）制冷系统正常停机：

如图8和图10所示，制冷系统31在停机前一定时间，需要开启主制冷液体泵201，由主制冷液体泵201强制供液，此时调节压力调节阀10，调节主制冷液体泵201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，保证主制冷液体泵201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持续得到足量制冷剂液体润滑。

如图10中的M1、M2、M3、M7、M8和M9，制冷系统31停机后，由于压缩机42吸气量的减少，但整个制冷系统31内仍然存在着较大的制冷系统压差ΔP，如果检测到主制冷液体泵201处于运行状态，则保持制冷液体泵20的运行状态，由主制冷液体泵201从第一供液液囊13中强制为轴承3供液润滑，直至压缩机断电第三设定时间T_s3后关闭主制冷液体泵201。在关闭主制冷液体泵201的同时打开第一电磁阀33，使得冷凝器19与蒸发器29底部的连通管路径103导通，这样可以保证制冷系统停机之后，制冷剂液位在两器中变得分布均匀，冷凝器19下部的轴承供液液囊13中也将充满制冷剂液体，为下次开机时轴承供液润滑积蓄充足的制冷剂液体。

如图10中的M9、M10、M11和M12，当检测到制冷系统31中主制冷剂液体泵201原本就处于关闭状态，则开启主制冷剂液体泵201，主制冷剂液体泵201运行后，在轴承供液压差ΔP_brg小于或等于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，或者在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间小于或等于第一设定时间T_s1的情况下，即不满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，则判定主制冷剂液体泵201的运行状态不良，此时切换使用备用制冷液体泵202。若满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，则无执行动作。

如图10中的M11、M13和M14，若是满足在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，判定备用制冷剂液体泵202的运行状态良好，能够以第二轴承润滑供液路径126对压缩机42的轴承正常供液，则无执行动作；若是不满足在轴承供液压差ΔP_brg大于轴承供液的最小允许压差ΔP_min，且持续时间大于第一设定时间T_s1的情况下，即不满足ΔP_brg＞ΔP_min，且持续时间＞T_s1，判定备用制冷剂液体泵202的运行状态不良，则报警提示检查轴承润滑供液路径。

最终，制冷系统31安全停机。

4）制冷系统非正常停机(如异常断电停机)：

如图8和如图10所示，制冷系统31遇到突然断电停机时，主制冷液体泵201此时亦无法使用，但排气止回阀16阻止了冷凝器19内的高压气体回窜至压缩机内部，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下方的第一供液液囊13沿着第一轴承润滑供液路径的初段路径120经过第一过滤器、第一单向阀11、压力调节阀10、第二过滤器9和过冷器35至第一轴承润滑供液路径的末段路径121，而后分成轴承润滑供液分支路径111和轴承润滑供液分支路径112两路路径为压缩机42中的左右两侧轴承3进行润滑。

如图10中的M4、M6和M8，由于断电停机，系统循环停止，关闭轴承回液或回气路径118上的第二电磁阀12，冷凝器19高压与蒸发器29低压之间总会通过管路连接逐渐平衡下来，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。

如图10中的M4、M5和M8，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小于轴承供液压差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，主制冷液体泵201可以启动运行起来，从而使得其能从第一供液液囊13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通过连通管路103持续为第一供液液囊13补充制冷剂液体，使得主制冷液体泵201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。

最终制冷系统31停止运行。

其中，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，这样轴承润滑回液或回气路径118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。

在一些实施例中，如图9和图10中的S30、S31、S32、S33、S34和S35所示，在制冷系统运行的全部阶段，制冷系统需要时刻检测轴承供液润滑的制冷剂液体的状态参数：

当第一液位传感器17采集数值L_con大于冷凝器19的最小允许液位L_cmin，即满足L_con＞L_cmin，则无执行动作，此时冷凝器19液位充足，可以持续为第一供液液囊13提供足量制冷剂液体，保持第一电动调节阀37的开度不变。

当第一液位传感器17采集数值L_con小于或等于冷凝器19的最小允许液位L_cmin，即不满足L_con＞L_cmin，此时冷凝器19液位较低，不能及时补充第一供液液囊13的制冷剂液体，则调节第一电动调节阀37的开度，将第一电动调节阀37的开度变小，使得冷凝器19向经济器23的供液量变少，从而使得冷凝器19的液位重新恢复至较高液位。

当制冷系统监测到P₃、T₃下的制冷剂液体过冷度T_sub大于轴承供液液体最小允许过冷度T_min时，即满足T_sub＞T_min，则无执行动作，可以保证轴承润滑供液液体为过冷状态，其为纯过冷纯液体，几乎不会含有气体。此时制冷系统正常，不作动作。

当系统监测到P₃、T₃下的制冷剂液体过冷度T_sub小于或等于轴承供液液体最小允许过冷度T_min时，即不满足T_sub＞T_min，不可以保证轴承润滑供液液体为过冷状态，此时调节电子膨胀阀36，使得轴承供液的液体过冷度得到调整，以满足轴承润滑供液要求。

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、经济器、制冷液体泵和过冷器；

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；

从所述冷凝器到所述压缩机的第二轴承润滑供液路径；且所述第一轴承润滑供液路径和所述第二轴承润滑供液路径至少有一部分路径并联，且至少有一部分路径共用；所述第二轴承润滑供液路径还包括制冷液体泵；

所述过冷器设置于所述第一轴承润滑供液路径和所述第二轴承润滑供液路径的共用路径上；

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依次相连通的初段路径、前段路径、后段路径和末段路径；

所述第二轴承润滑供液路径包括依次相连通的初段路径、前段路径、后段路径和末段路径；

所述第一轴承润滑供液路径的初段路径和所述第二轴承润滑供液路径的初段路径为同一路径，且均与所述冷凝器连通；

所述第一轴承润滑供液路径的前段路径和所述第二轴承润滑供液路径的前段路径并联设置;

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,且均与所述过冷器连通；

所述第一轴承润滑供液路径的末段路径和所述第二轴承润滑供液路径的末段路径为同一路径，且均与所述压缩机连通。

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，所述第一轴承润滑供液路径的初段路径包括第一过滤器；

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；

所述过冷器连通第一轴承润滑供液路径的后段路径和所述第一轴承润滑供液路径的末段路径。

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，所述第二轴承润滑供液路径的前段路径包括所述制冷液体泵，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；

至少两个所述制冷液体泵包括主制冷液体泵和至少一个备用制冷液体泵。

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初段路径与所述第一供液液囊连通；

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；

设置于所述冷凝器与所述蒸发器之间的连通管路，所述连通管路包括第一电磁阀，所述第一电磁阀用于控制所述连通管路开闭。

6.根据权利要求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：

由所述压缩机到所述蒸发器的轴承润滑回液或回气路径；所述轴承润滑回液或回气路径包括第二电磁阀；

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第一补气路径；

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；

由所述冷凝器到所述过冷器的换热路径；

由所述过冷器到所述第一补气路径的第二补气路径，或者由所述过冷器到所述轴承润滑回液或回气路径的过冷回气路径；

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。

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：

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，所述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，所述第二液位传感器用于监测所述经济器的液位。

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，所述制冷剂供液路径包括第一电动调节阀；所述第一电动调节阀用于根据所述第一液位传感器的值调节所述冷凝器内的液位。

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，所述换热路径包括电子膨胀阀。

10.根据权利要求1-9中任一项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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