DD242255A1

DD242255A1 - DEVICE FOR REGULATING THE OIL CIRCUIT OF A SCREW COMPRESSOR UNIT

Info

Publication number: DD242255A1
Application number: DD28258185A
Authority: DD
Inventors: Achim Franke; Peter Jung; Helmut Rasch; Ulrich Sabath
Original assignee: Halle Maschf Veb
Priority date: 1985-11-07
Filing date: 1985-11-07
Publication date: 1987-01-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung des Oelkreislaufs eines Schraubenverdichteraggregates fuer oelloesliches Kaeltemittel, bestehend aus einer Oelpumpe und Nebenaggregaten, an denen die hydraulische Betaetigung des Regelschiebers, die Gleitlager der Rotoren und weitere Versorgungsstellen angeschlossen sind. Die Erfindung soll die Betriebssicherheit auch beim Waermepumpeneinsatz gewaehrleisten durch eine Einrichtung zur Regelung des Oelkreislaufs, die auch unter hohem Kondensatordruck einen ausreichenden Druck zur Betaetigung des Steuerschiebers der Leistungsregelung aufrecht erhaelt. Nach der Erfindung fuehrt jeweils von der Hochdruckseite und der Niederdruckseite der Oelpumpe zu den Lagern der Niederdruckseite des Verdichters eine Leitung mit je einem Ventil, die wechselweise verknuepft sind. Vor und waehrend des Anfahrens ist die Leitung von der Hochdruckseite der Oelpumpe zu diesen Lagern geoeffnet. Nach Erreichen einer vorgewaehlten Foerderdruckdifferenz des Verdichters ist die Leitung von der Niederdruckseite der Oelpumpe zu diesen Lagern geoeffnet. Anwendungsgebiet sind Kaelteaggregate mit Schraubenverdichtern im Waermepumpeneinsatz. FigurThe invention relates to a device for controlling the oil circulation of a screw compressor unit for oelloesliches Kaeltemittel, consisting of an oil pump and ancillaries to which the hydraulic actuation of the control slide, the bearings of the rotors and other supply points are connected. The invention is to ensure the reliability even when heat pump use by a device for controlling the oil circuit, which maintains a sufficient pressure for the actuation of the spool power control even under high condenser pressure. According to the invention leads each of the high pressure side and the low pressure side of the oil pump to the bearings of the low pressure side of the compressor, a line with one valve, which are alternately linked. Before and during startup, the line from the high pressure side of the oil pump to these bearings is opened. After reaching a preselected Foerderdruckdifferenz of the compressor line is opened from the low pressure side of the oil pump to these camps. Fields of application are refrigeration units with screw compressors in heat pump applications. figure

Description

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß von der Hochdruckseite der Ölpumpe und der Niederdruckseite der Ölpumpe zu den Lagern auf der Niederdruckseite des Verdichters je eine Leitung mit je einem Ventil führt, die so miteinander verknüpft sind, daß stets das eine Ventil geöffnet und das andere Ventil geschlossen ist, derart, daß vor dem Anfahren und während des Anfahrens die Leitung von der Hochdruckseite der Ölpumpe zu den Lagern geöffnet und nach Erreichen einer vorgewählten Förderdruckdifferenz des Verdichters die Leitung von der Niederdruckseite der Ölpumpe zu den Lagern geöffnet ist.According to the invention the object is achieved in that from the high pressure side of the oil pump and the low pressure side of the oil pump to the camps on the low pressure side of the compressor ever a line with one valve leads, which are linked together so that always open a valve and the other Valve is closed, such that before starting and during startup, the line from the high pressure side of the oil pump to the bearings open and after reaching a preselected discharge pressure difference of the compressor line is opened from the low pressure side of the oil pump to the camps.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, vor und während der Anfahrphase alle Gleitlager vollständig mit Öl zu versorgen. Wenn sich ein entsprechender Förderdruck aufgebaut hat, erfolgt eine Umschaltung und die Lager der Niedrdruckseite des Verdichters werden mit Öl versorgt, das vor dem Eintritt in die Pumpe abgezweigt wurde. An dieser Stelle herrscht in etwa der Kondensatordruck, so daß eine ausreichende Menge Öl in die Lager der Niederdruckseite gelangen kann, hinter denen Saugdruck der Kälteanlage herrscht. Damit reduziert sich die von der Ölpumpe abgenommene Ölmenge um diesen Betrag. Der Förderdruck der Ölpumpe steigt dementsprechend an, so daß auch bei hohem Kondensatordruck mit entsprechend verminderter Viskosität des Schmiermittels genügend Öldruck für die Betätigung des Regelschiebers zur Verfügung steht. Die für den Einsatz als Kühlanlage ausgewählte Größe der Ölpumpen kann nunmehr auch bei Wärmepumpeneinsatz unverändert beibehalten werden, so daß das Schraubenverdichteaggregat universell einsetzbar ist. Zusätzliche Antriebsenergie wird ebenfalls nicht benötigt.With the device according to the invention, it is possible to supply all plain bearings with oil before and during the start-up phase. When a corresponding delivery pressure has built up, a changeover occurs and the bearings of the low pressure side of the compressor are supplied with oil that was diverted before entering the pump. At this point, there is approximately the condenser pressure, so that a sufficient amount of oil can get into the bearings of the low pressure side, behind which suction pressure of the refrigeration system prevails. This reduces the amount of oil removed by the oil pump by this amount. The delivery pressure of the oil pump increases accordingly, so that even with a high condenser pressure with a correspondingly reduced viscosity of the lubricant enough oil pressure for the operation of the control slide is available. The size of the oil pump selected for use as a cooling system can now be kept unchanged even when heat pump use, so that the screw compressor is universally applicable. Additional drive energy is also not needed.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Zeichnung zeigt den Ölkreislauf eines Schraubenverdichteraggregates im Schema.The drawing shows the oil circuit of a screw compressor unit in the diagram.

Das vom Verdichter 1 über die Druckleitung 2 geförderte Kältemittel-Öl-Gemisch gelangt in den Ölabscheider 3. Dort findet eine Trennung statt.The funded by the compressor 1 via the pressure line 2 refrigerant-oil mixture enters the oil separator 3. There is a separation.

Das Hochdruckkältemittelgas wird über die Leitung 4 dem nicht dargestellten Kondensator des Kältemittelkreislaufs zugeführt.The high-pressure refrigerant gas is supplied via the line 4 to the non-illustrated condenser of the refrigerant circuit.

Das abgeschiedene Öl steht unter Kondensatordruck mit einer entsprechend hohen Temperatur, die im Ölkühler 5 abgesenkt wird. Danach ist ein Filter 6 zum Abscheiden von Verunreinigungen vorzusehen. Von ihm führt die Leitung 7 zur Niederdruckseite 8 der Ölpumpe 9, welche beispielsweise eine Zahnradpumpe mit konstantem Fördervolumen sein kann. An die Hochdruckseite 10 der Ölpumpe 9 ist die Verteilerleitung 11 angeschlossen, von der aus über die Leitung 12 die Lagerstellen der Rotoren auf der Hochdruckseite und über die Leitung 14 die Lagerstellen 15 der Rotoren auf der Niederdruckseite mit Öl versorgt werden. Weiterhin ist eine Leitung 16 vorhanden, von der über ein Ventil 17 Öl zum Regelschieber 18 geführt werdenThe separated oil is under condenser pressure with a correspondingly high temperature, which is lowered in the oil cooler 5. Thereafter, a filter 6 is provided for the separation of impurities. From it, the line 7 leads to the low pressure side 8 of the oil pump 9, which may be, for example, a gear pump with a constant delivery volume. To the high pressure side 10 of the oil pump 9, the manifold 11 is connected, from which via the line 12, the bearings of the rotors on the high pressure side and via the line 14, the bearings 15 of the rotors are supplied on the low pressure side with oil. Furthermore, a line 16 is present, are guided by the oil via a valve 17 to the control slide 18

Gemäß der Erfindung ist an die Leitung 7 vor der Ölpumpe 9 eine ebenfalls zu den Lagern 15 führende Leitung 19 vorgesehen, in der sich ein Ventil 20 befindet. Ebenso ist gemäß der Erfindung in der Leitung 14 ein Ventil 21. Die Ventile 20 und 21 sind so miteinander verknüpft, daß stets nur ein Ventil geöffnet und das andere geschlossen ist.According to the invention, a likewise leading to the bearings 15 line 19 is provided in the line 7 in front of the oil pump 9, in which a valve 20 is located. Likewise, according to the invention in the line 14, a valve 21. The valves 20 and 21 are linked together so that always only one valve is open and the other is closed.

Vor dem Anfahren des Verdichters 1 wird zunächst die Ölpumpe 9 in Betrieb genommen. Die Regeleinrichtung ist so gestaltet, daß das Ventil 20 in der Leitung'19 geschlossen und das Ventil 21 in der Leitung 14 geöffnet ist. Damit werden die Lager 15 auf der Niederdruckseite des Verdichters voll mit unter Druck stehendem Öl versorgt. Jetzt wird der Verdichter eingeschaltet, die Förderung beginnt. Wenn sich zwischen der Saugleitung 22 und der Druckleitung 2 ein vorgewählter Differenzdruck eingestellt hat, erfolgt eine Umschaltung der Ventile 20 und 21. Das Ventil 20 wird geöffnet und das Ventil 21 geschlossen. Damit strömt Öl über die Leitung 19 zu den Lagern 15. Die Ölpumpe 9 braucht jetzt nur noch die Lager der Hochdruckseite 13 und den Regelschieber 18 mit Öl zu versorgen. Trotz hoher Kondensationstemperatur und hohem Kondensationsdruck mit entsprechend geringer Viskosität des Schmieröls ist durch die Herausnahme der Lager 15 der Niederdruckseite des Verdichters 1 aus dem Förderstrom der Ölpumpe ein ausreichender Druck für die Betätigung des Regelschiebers 18 vorhanden.Before starting the compressor 1, the oil pump 9 is first put into operation. The control device is designed so that the valve 20 is closed in the Leitung'19 and the valve 21 in the conduit 14 is open. Thus, the bearings 15 are fully supplied on the low pressure side of the compressor with pressurized oil. Now the compressor is switched on, the pumping starts. If a preselected differential pressure has been established between the suction line 22 and the pressure line 2, the valves 20 and 21 are switched over. The valve 20 is opened and the valve 21 is closed. This oil flows through the line 19 to the bearings 15. The oil pump 9 now only needs the bearings of the high pressure side 13 and the control slide 18 to supply oil. Despite high condensation temperature and high condensation pressure with correspondingly low viscosity of the lubricating oil is sufficient by removing the bearings 15 of the low pressure side of the compressor 1 from the flow of the oil pump sufficient pressure for the operation of the control slide 18 is present.

Claims

Invention claim:

Device for controlling the oil circuit of a screw compressor unit for oil-soluble refrigerant, consisting of oil separator, oil cooler and oil pump to which the hydraulic actuation of the control slide, the bearings of the robots and, if necessary, other consumers are connected, characterized in that from the high pressure side (10) of the oil pump (9) and the low-pressure side (8) of the oil pump (9) to the bearings (15) on the low-pressure side of the compressor (1) each have a line (14, 19), each with a valve (21; that the one valve (21; 20) is always open and the other valve (21; 20) is closed in such a way that before starting and during startup the line (14) from the high pressure side (10) of the oil pump (9 ) to the bearings (15) and after reaching a preselected delivery pressure difference of the compressor (1) the line (19) from the low pressure side (8) of the oil pump (9) to the bearings (15) is open.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention relates to a device for controlling the oil circuit of a screw compressor unit for oil-soluble refrigerant, consisting of oil separator, oil cooler and oil pump to which the hydraulic actuation of the control slide, the bearings of the rotors and, if necessary, other consumers are connected.

Characteristic of the known technical solutions

In refrigeration systems, both in use as cooling systems and when used as a heat pump, the power requirement is subject to large fluctuations. In screw compressors, the application of an axially displaceable to the rotors control slide has prevailed many times, with which the effective length of the working chambers of the compressor can be shortened (for example, DE-OS 1804884, DD-PS 110920). The operation of the control slide is usually done hydraulically by oil pressure, which is taken from the oil circuit of the screw compressor unit. This oil circuit includes the oil separator to which the high-pressure side of the compressor is connected. The oil separated there is fed via an oil cooler to an oil pump. This is usually a gear pump with constant flow. From here, the oil is fed to the bearings of the rotors on both the high pressure and low pressure sides of the compressor. As already mentioned, this also oil is removed for the operation of the control slide. There may also be other consumers, eg. B. for oil injection, be connected. The use of an oil pump is essential for screw compressors with plain bearings to allow pre-lubrication of the bearings before switching on the compressor. Otherwise it comes to Lagerschädeh. Screw compressors without oil pump (air and refrigeration 1980, No. 1, page 47), which use the pressure difference between the oil injection point and the pressure in the oil separator, can only be applied to screw compressors with bearings. These are relatively low power compressors. In compressors of greater power, the bearing forces occurring with rolling bearings can not be mastered. Here, the use of plain bearings is necessary and is generally used.

Using freons as a refrigerant causes problems for the oil circuit because these refrigerants are highly oil-soluble. This oil solubility is dependent on the pressure. The higher the delivery pressure, the greater the solubility of the refrigerant in the oil.

(DE-OS 32 38241, page 4, line 20ff.) The dissolved in the oil refrigerant brings a reduction in viscosity with it. This increases the oil flow through the bearings, combined with a sinking oil pressure. · When using the compressor unit for cooling purposes with relatively low condensation temperatures and thus low condensation pressures, these problems can be controlled by selecting an oil pump of appropriate size. However, the circumstances are different when using the screw compressor unit in heat pump mode. Here much higher condensation temperatures and thus higher condensation pressures are driven. The solubility of the refrigerant in the oil increases sharply, its viscosity decreases, the flow rate through the bearings increases and ultimately there is no sufficient oil pressure for the operation of the control slide for power control available. Screw compressor units are series products, which must be suitable for both the cooling operation and for the heat pump operation, since not in each case is already foreseeable in the production, for what purpose they should be used. In order to master the problems of the oil circuit described during heat pump operation, it would only be necessary to correspondingly increase the delivery rate by means of a larger oil pump or an additional oil pump in order to maintain the pressure required for the actuation of the control valve. This means a higher energy consumption for the oil pump as an accessory and an additional expense.

Object of the invention

The aim of the invention is to ensure the reliability of the power control in a screw compressor unit even when heat pump use without higher energy consumption and other expenses for the oil pump.

Explanation of the essence of the invention

The object of the invention is to develop a device for the control of the oil circuit of a screw compressor unit for compressing oil-soluble refrigerant, which maintains a sufficient pressure for actuating the spool power control even in heat pump operation with a correspondingly high condenser pressure without larger or additional oil pump without impairment Oil supply of bearings of rotors.