NO831563L

NO831563L - PLANT IN WHICH A REFRIGERANT IS CIRCULATED

Info

Publication number: NO831563L
Application number: NO831563A
Authority: NO
Inventors: Michael Hopp; Bernhard Moeller; Walter Parzefall; Dieter Weidenbach
Original assignee: Linde Ag
Priority date: 1982-05-19
Filing date: 1983-05-03
Publication date: 1983-11-21
Also published as: DE3219023A1; EP0094590A2; EP0094590A3

Description

Oppfinnelsen angår et anlegg i hvilket et kjølemiddel føres i kretsløp, med en eller flere til en oppsamlingsbeholder koblede kompressor(er). The invention relates to a plant in which a refrigerant is circulated, with one or more compressor(s) connected to a collection container.

I anlegg som eksempelvis compoundvarmepumper eller compoundkjøleanlegg komprimeres det kjølemiddel som føres i kretsløp i flere kompressorer. Oppsamlingsbeholderen, hittil vanligvis et oppsamlingsrør, har til oppgave å oppta den oppsugede kjølemiddelgass som transporteres gjennom enkeltled-ninger eller via en ringledning, å fordele denne ensartet til de enkelte kompressorer i anlegget og hindre at flytende kjølemiddel trenger frem til kompressorene. Da flytende kjølemiddel bare utskilles ufullkomment i de kjente sugeopp-samlingsbeholdere, har det vært vanlig.i tillegg å innbygge væskeutskillere på kompressorens sugside. In systems such as compound heat pumps or compound cooling systems, the refrigerant is compressed and circulated in several compressors. The collection container, until now usually a collection pipe, has the task of absorbing the absorbed refrigerant gas that is transported through individual lines or via a ring line, to distribute this uniformly to the individual compressors in the plant and to prevent liquid refrigerant from penetrating to the compressors. As liquid refrigerant is only separated imperfectly in the known suction collection containers, it has been common to also build in liquid separators on the suction side of the compressor.

I tillegg medrives ved kompresjon av kjølemiddel alltid en del av den olje som tjener til smøring av de beve-gelige deler i kompressoren, av det gassformede, komprimerte kjølemiddel. På denne måte trenger også olje inn i trykkledningen sammen med det gassformede kjølemiddel. I regelen an-ordnes derfor vanligvis en oljeutskiller i trykkledningen hvor den olje som bæres med av det gassformede kjølemiddel utskilles. Den olje som samler seg i utskilleren tilbake-føres via en oljetilbakeføringsledning til kompressoren manu-elt eller automatisk. In addition, when refrigerant is compressed, a portion of the oil that serves to lubricate the moving parts in the compressor is always entrained by the gaseous, compressed refrigerant. In this way, oil also penetrates into the pressure line together with the gaseous refrigerant. As a rule, therefore, an oil separator is usually arranged in the pressure line where the oil carried by the gaseous refrigerant is separated. The oil that accumulates in the separator is returned via an oil return line to the compressor manually or automatically.

Væskeutskillere og oljeutskillere forårsaker imidler-tid trykktap og dermed energitap. 01jereguleringsystemer er i tillegg store, kostbare og lite driftssikre. Liquid separators and oil separators, however, cause pressure loss and thus energy loss. 01 regulation systems are also large, expensive and not very reliable.

Oppfinnelsen tar derfor sikte på å løse den oppgave å frembringe et anlegg av den innledningsvis nevnte type, som arbeider omed minimale trykktap og som sikrer både en korrekt væskeutskilling og en tilstrekkelig oljetilførsel til kompressoren . The invention therefore aims to solve the task of producing a plant of the type mentioned at the outset, which works with minimal pressure loss and which ensures both a correct liquid separation and a sufficient oil supply to the compressor.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at hver kompressor er tilkoblet sugeoppsamlingsbeholderen via en suge-gassledning som er ført gjennom sugeoppsamlingsbeholderens vegg, idet den ende av sugégassledning som ligger inne i sugeoppsamlingsbeholderen, er utformet som et bend som er anordnet i et i det vesentlige vertikalt plan og hvis åpne ende munner ut i sugeoppsamlingsbeholderens hovedrom, videre er anordnet med avstand fra sugeoppsamlingsbeholderens vegg og som i sitt lavest liggende område har anordnet en oljetran-sporteringsanordning som kan transportere olje i styrt mengde fra sugeoppsamlingsbeholderens bunnområde inn i sugegassled-ningen. This task is solved according to the invention in that each compressor is connected to the suction collection container via a suction gas line which is led through the wall of the suction collection container, the end of the suction gas line which lies inside the suction collection container being designed as a bend which is arranged in an essentially vertical plane and whose open end opens into the main compartment of the suction collection container, is further arranged at a distance from the wall of the suction collection container and which in its lowest lying area has an oil transport device which can transport oil in a controlled quantity from the bottom area of the suction collection container into the suction gas line.

I anlegget ifølge oppfinnelsen suges kjølemiddeldamp som medbringer olje, fra kompressorene via en sugeoppsamlings-beholder. I sugeoppsamlingsbeholderen foregår en adskillelse av kjølemiddeldampen og oljen ved utskilling. Oljen samler seg i et oljereservoar ved oppsamlingsbeholderens bunn. Den kjølemiddeldamp som er befridd for olje fjernes derimot fra sugeoppsamlingsbeholderens hovedområde via en eller flere bend som munner ut der. Hvert bend er via en sugegassled-ning som forløper gjennom sugeoppsamlingsbeholderens vegg, tilkoblet en kompressor. Det enkelte bend er anordnet slik inne i sugeoppsamlingsbeholderen at det er dyppet ned i olje-reservoaret med sin lavest liggende del. Via oljetransport-innretningen ifølge oppfinnelsen suges olje i en fra sugeoppsamlingsbeholderens ytre innstillbar mengde, og blandes sammen med den kjølemiddeldamp som strømmer.i bendet. In the plant according to the invention, refrigerant vapor carrying oil is sucked from the compressors via a suction collection container. In the suction collection container, a separation of the refrigerant vapor and the oil takes place by separation. The oil collects in an oil reservoir at the bottom of the collection container. The refrigerant vapor that has been freed from oil, on the other hand, is removed from the main area of the suction collection container via one or more bends that open there. Each bend is connected to a compressor via a suction gas line that runs through the wall of the suction collection container. The individual bend is arranged in such a way inside the suction collection container that it is dipped into the oil reservoir with its lowest lying part. Via the oil transport device according to the invention, oil is sucked in an adjustable amount from the outside of the suction collection container, and is mixed together with the refrigerant vapor that flows in the bend.

Uten bruken av en oljeskiller, en oljeoppsamler, en oljenivåregulator eller en olje- hhv. gassutligningsledning sikrer sugeoppsamlingsbeholderen ifølge oppfinnelsen ikke bare en fullstendig væskeutskilling, men også en ensartet og tilstrekkelig oljetilførsel for hver kompressor. Without the use of an oil separator, an oil collector, an oil level regulator or an oil resp. gas compensation line, the suction collection container according to the invention ensures not only a complete liquid separation, but also a uniform and sufficient oil supply for each compressor.

Trykktapet på kompressorens sugeside er ved et anlegg ifølge oppfinnelsen, især ved drift med delbelastning minimal. Da kjølemiddelkretsløpsystemet på kompressorens trykkside ikke inneholder noen oljéutskiller, gjelder det samme også for trykktapet på trykksiden. The pressure loss on the suction side of the compressor is minimal in a system according to the invention, especially when operating at partial load. As the refrigerant circuit system on the pressure side of the compressor does not contain any oil separators, the same also applies to the pressure loss on the pressure side.

Det er fastslått at det oppnås en ensartet fordeling av kjølemidlet ved anlegget ifølge oppfinnelsen. Fordelaktig er også at det unngås for høye oljetemperaturer som i det hittil kjente anlegg kunne opptre ved oljedirekteoverføring i oljeutskillerne. It has been established that a uniform distribution of the refrigerant is achieved in the plant according to the invention. It is also advantageous that excessively high oil temperatures are avoided, which in the previously known system could occur when oil is transferred directly into the oil separators.

I en foretrukket utførelse tjener en injektor som oljetransportinnretning. En injektor utmerker seg ikke bare ved stor driftspålitelighet, men muliggjør i tillegg en olje-transport som automatisk tilpasser seg kompressorytelsen. Dersom det i et kompressorkjøleanlegg kreves en høyere ytelse, vil på grunn av den derved nødvendige større kjølemiddelgjen-nomstrømningshastighet, kjølemidlets hastighet i suggassledningen og dermed den krevede oljemengde, stige. På denne måte tilføres hver kompressor en oljemengde via suggassledningen som tilsvarer dennes høyere oljetap. In a preferred embodiment, an injector serves as an oil transport device. An injector is not only distinguished by high operational reliability, but also enables an oil transport that automatically adapts to the compressor performance. If a higher performance is required in a compressor refrigeration system, due to the thereby necessary higher coolant flow rate, the speed of the coolant in the suction gas line and thus the required amount of oil will increase. In this way, each compressor is supplied with an amount of oil via the suction gas line that corresponds to its higher oil loss.

En ytterligere mulighet å regulere oljetilførselen til kjølemiddeldampen, gir en fordelaktig utforming av oppfinnelsen. Denne kjennetegnes ved et bend med en åpning i det område som ligger lavest, samt en innstillingsskrue som er ført gjennom et hus, kan innstilles fra sugeoppsamlingsbeholderens utside, i lukket stilling ligger an mot åpningens kant og som kan regulere gjennomstrømningen gjennom åpningen, idet huset har en oppsugingsåpning som munner ut i oppsugingsbeholderens indre rom. Via innstillingsskruen kan innstil-lingskruen innstilles fra sugeoppsamlingsbeholderens utside slik at den av åpningen i bendet samt innstillingsskruens stilling bestemte gjennomstrømningsflate og dermed oljestrøm-men, reguleres. Den transporterte oljemengde innstilles på denne måte tilsvarende vedkommende kompressors oljetap og kan ved behov etterreguleres til enhver tid. Da det ved anlegget av den innledningsvis nevnte type, .alltid må regnes med at det oppstår smuss, har det vist seg hensiktsmessig ved en utforming av oppfinnelsen at oppsugingsåpningen er anordnet i huset i avstand til oppsugingsbeholderens bunn. A further possibility to regulate the oil supply to the refrigerant vapor provides an advantageous design of the invention. This is characterized by a bend with an opening in the lowest area, as well as an adjustment screw which is passed through a housing, can be adjusted from the outside of the suction collection container, in the closed position rests against the edge of the opening and which can regulate the flow through the opening, as the housing has a suction opening which opens into the inner space of the suction container. Via the setting screw, the setting screw can be set from the outside of the suction collection container so that the flow surface determined by the opening in the bend and the setting screw's position, and thus the oil flow, is regulated. The amount of oil transported is set in this way corresponding to the respective compressor's oil loss and can be readjusted at any time if necessary. Since in the installation of the type mentioned at the outset, it must always be expected that dirt will occur, it has proved appropriate in a design of the invention that the suction opening is arranged in the housing at a distance from the bottom of the suction container.

Det foreligger forskjellige muligheter å føre den suggassledning som forbinder oppsugingsbeholderen med hver sin kompressor gjennom oppsugingsbeholderens vegg. Ifølge oppfinnelsen foretrekkes de to følgende anordninger. Enten er suggassledningen ført gjennom oppsugingsbeholderens vegg i horisontal retning slik at bendet er et 90° bend, eller suggassledningen er ført gjennom oppsugingsbeholderens vegg i vertikal retning slik at bendet er et 180° bend. There are various possibilities for routing the suction gas line that connects the suction container with each compressor through the wall of the suction container. According to the invention, the two following devices are preferred. Either the suction gas line is led through the wall of the suction container in a horizontal direction so that the bend is a 90° bend, or the suction gas line is led through the wall of the suction container in a vertical direction so that the bend is a 180° bend.

Ved en videreutvikling av oppfinnelsen styres gjennom-strømningsmengden gjjennom oljetransportanordningen elektronisk i avhengighet av oljenivået i vedkommende kompressors veivhus. In a further development of the invention, the amount of flow through the oil transport device is controlled electronically depending on the oil level in the respective compressor's crankcase.

Sammenfattende fastslås at anlegget ifølge oppfinnelsen gjør store, kostbare og driftsømfindtlige oljeregulerings- systemer overflødige og utelukker væsketilførsler i kompressorene, idet i tillegg væskeutskillere innspares. Igangset-ting og vedlikeholde av anlegg ifølge oppfinnelsen forenkles 1 forhold til kjente anlegg. Ved nedsettelsen av trykktapene på sugsiden og trykksiden blir compoundanlegg oppbygget ifølge oppfinnelsen, mere økonomisk. Innretningen ifølge oppfinnelsen kan eksempelvis benyttes ved alle kjøleanlegg, varme-pumper eller vannsatser. In summary, it is established that the plant according to the invention makes large, expensive and operationally sensitive oil regulation systems redundant and excludes liquid supplies in the compressors, as liquid separators are also saved. Commissioning and maintaining facilities according to the invention are simplified compared to known facilities. By reducing the pressure losses on the suction side and the pressure side, compound plants are built according to the invention, more economically. The device according to the invention can, for example, be used with all cooling systems, heat pumps or water systems.

I det følgende beskrives utførelser av oppfinnelsen på grunnlag av de skjematisk viste tegninger hvor figur 1 viser et tverrsnitt gjennom en sugoppsamllngsbeholder, figur 2 viser et utsnitt av et koblingsskjerna for et kompresjons-kjøleanlegg hvor en oppsamlingsbeholder ifølge oppfinnelsen er integrert, og figur 3 viser,et lengdesnitt gjennom en sugeopp-samlingsbeholder.ifølge oppfinnelsen. In the following, embodiments of the invention are described on the basis of the schematically shown drawings where figure 1 shows a cross-section through a suction collection container, figure 2 shows a section of a coupling core for a compression cooling system where a collection container according to the invention is integrated, and figure 3 shows, a longitudinal section through a suction collection container. according to the invention.

Figur 1 viser et tverrsnitt av en sugeoppsamlingsbe-holder 1 ifølge oppfinnelsen. Oppsamlingsbeholderen 1 har sylindrisk form. I oppsamlingsbeholderen 1 munner en tilkob-ling 2 ut for en ringledning fra hvilken gassformet kjølemid-del suges ut. En suggassledning 3 er videre ført gjennom sugoppsamlingsbeholderens 1 vegg i horisontal retning og er i vertikal- retning ført gjennom en oljereguleringsventils 4 hus 8. Suggassledningens 3 ende inn i oppsamlingsbeholderen 1 er utformet som 90° bend 5 slik at suggassledningens 3 åpne ende 6 munner ut i vertikal retning i oppsamlingsbeholderens hodeområde. På sitt laveste punkt har bendet 5 en åpning 7. Via denne åpning .7, oljereguleringsventilens 4 hus 8 samt en oppsugingsåpning 9 i huset 8 er en forbindelse mellom suggassledningen 3 og oppsugingsbeholderens 1 bunnområde etablert. Oppsugingsåpningen 9 er anordnet i en avstand på eksempelvis Figure 1 shows a cross-section of a suction collection container 1 according to the invention. The collection container 1 has a cylindrical shape. In the collection container 1, a connection 2 opens for a ring line from which gaseous refrigerant part is sucked out. A suction gas line 3 is further led through the wall of the suction collection container 1 in the horizontal direction and is led in the vertical direction through the housing 8 of an oil control valve 4. The end of the suction gas line 3 into the collection container 1 is designed as a 90° bend 5 so that the open end 6 of the suction gas line 3 opens out in a vertical direction in the head area of the collection container. At its lowest point, the bend 5 has an opening 7. Via this opening .7, the housing 8 of the oil control valve 4 and a suction opening 9 in the housing 8, a connection between the suction gas line 3 and the bottom area of the suction container 1 is established. The suction opening 9 is arranged at a distance of, for example

1 mm fra oppsamlingsbeholderens 1 bunn. I huset 8 er en olje-reguleringsskrue 10 ført, hvis spiss er utformet som en kjegle og i lukket stilling stenger åpningen 7. Ved reguleringsskru-ens 10 stilling og åpningen 7 styres gjennomstrømningen gjennom åpningen 7. Huset 8 kan eksempelvis være innskrudd i oppsugingsbeholderens vegg og låses ved hjelp av en kontramutter 11. En alternativ utforming av suggassledningens 3 anordning er vist stiplet. I dette tilfelle er suggassledningen 3 ført gjennom oppsugingsbeholderens 1 vegg i vertikal retning og 1 mm from the bottom of the collection container 1. In the housing 8, an oil regulating screw 10 is guided, the tip of which is shaped like a cone and in the closed position closes the opening 7. At the position of the regulating screw 10 and the opening 7, the flow through the opening 7 is controlled. The housing 8 can, for example, be screwed into the wall of the suction container and is locked by means of a counter nut 11. An alternative design of the suction gas line 3 arrangement is shown dotted. In this case, the suction gas line 3 is led through the wall of the suction container 1 in a vertical direction and

bendet 5 er et 180° bend. bend 5 is a 180° bend.

Under drift suges kjølemiddeldamp som medbringer olje fra en til suggassledningen 3 tilkoblet kompressor. Kjøle-middeldamp-oljeblandingen trenger via tilkoblingen 2 inn i oppsugingsbeholderen 1. Oljen utskilles i oppsamlingsbeholderen (eksempelvis ved hjelp av en ikke vist anslagsplate) og samler seg opp i oppsamlingsbeholderens 1 bunnområde. Via suggassledningens 3 åpne ende 6 i oppsamlingsbeholderens 1 øvre del trenger kuri kjølemiddeldamp inn i suggassledningens 3 bend 5. Kjølemiddeldamp gjennomstrømmer bendet 5 og suger dermed olje fra oljelageret 12 via åpningen 7. Den oppsugede oljemengde kan innstilles innenfor et stort område ved hjelp av reguleringsskruen 10. Ved hjelp av injektorvirkningen During operation, refrigerant vapor is sucked in, which brings oil with it from a compressor connected to the suction gas line 3. The coolant-vapour-oil mixture penetrates via the connection 2 into the suction container 1. The oil is separated in the collection container (for example by means of a stop plate not shown) and collects in the bottom area of the collection container 1. Via the open end 6 of the suction gas line 3 in the upper part of the collection container 1, refrigerant vapor penetrates into the bend 5 of the suction gas line 3. Refrigerant vapor flows through the bend 5 and thus sucks oil from the oil reservoir 12 via the opening 7. The amount of oil sucked in can be set within a large range using the adjusting screw 10 .By means of the injector action

føres oljen sammen med den oppsugede kjølemiddeldamp til den enkelte kompressor. Hele den oljemengde som tapes i alle kompressorer 13-16, utskilles på denne måte i oppsamlingsbeholderen 1, oppsamles og tilføres hver enkelt kompressor ensartet med suggassen i en mengde som tilsvarer kompressorens oljetap. the oil is fed together with the absorbed refrigerant vapor to the individual compressor. The entire amount of oil that is lost in all compressors 13-16 is separated in this way in the collection container 1, collected and fed to each individual compressor uniformly with the suction gas in an amount that corresponds to the compressor's oil loss.

Figur 2 viser anordningen av en oppsamlingsbeholder 1 ifølge oppfinnelsen innsatt i et kjøleanlegg. Fire kompressorer 13-16 er via suggassledninger 17-20 tilkoblet oppsamlingsbeholderen 1. Komprimert kjølemiddeldamp Æøres via led-ningene 21-24 med tilbakeslagsventiler, til et trykkoppsam-lingsrør 25. Den komprimerte kjølemiddeldamp kondenseres deretter i en kondensator 26. Ikke vist er innretninger hvor kjølemidlet frigjøres for trykk og fordampes. Fordampet kjølemiddel suges via en ledning 27 med sperreventiler 28 og eksempelvis to tørkere 31 hvor fuktighet og smuss filtreres, inn i oppsamlingsbeholderen 1. Her foregår den ovenfor be-skrevne utskillelse av oljen fra kjølemiddeldampen, samt til-førselen av en oljemengde til suggassledningen 17-20 som tilsvarer den enkelte kompressors 13-16 oljetap. To måleinnret-ninger 29, 30 som er forbundet med beholderens overdel og Figure 2 shows the arrangement of a collection container 1 according to the invention inserted in a cooling system. Four compressors 13-16 are connected via suction gas lines 17-20 to collection container 1. Compressed refrigerant vapor is fed via lines 21-24 with non-return valves to a pressure collection pipe 25. The compressed refrigerant vapor is then condensed in a condenser 26. Not shown are devices where the refrigerant is released from pressure and evaporates. Evaporated coolant is sucked via a line 27 with shut-off valves 28 and, for example, two dryers 31 where moisture and dirt are filtered, into the collection container 1. Here, the above-described separation of the oil from the coolant vapor takes place, as well as the supply of a quantity of oil to the suction gas line 17- 20 which corresponds to the individual compressor's 13-16 oil loss. Two measuring devices 29, 30 which are connected to the upper part of the container and

underdel tjener.til å overvåke oljenivået i oppsamlingsbeholderen 1 under oppstartingen. lower part serves to monitor the oil level in collection container 1 during start-up.

Figur 3 viser et lengdesnitt gjennom en oppsamlingsbeholder ifølge oppfinnelsen. Tilsvarende deler har samme henvisningstall. Den viste oppsamlingsbeholder tjener til Figure 3 shows a longitudinal section through a collection container according to the invention. Corresponding parts have the same reference number. The collection container shown is used for

å tilføre olje- hhv. kjølemiddeldamp til fire kompressorer. Hertil tjener fire suggassledninger 33-36, hvorav suggassledningene 34 og 35 er ført gjennom oppsamlingsbeholderens vegg fra forsiden og suggassledningene 33 og 36 er ført gjennom veggen fra baksiden slik at de tilhørende bends 38, 39 hhv. 37 og 40 åpne ender ligger overfor hverandre i oppsamlingsbeholderens overdel. For regulering av oljestrømmen til de enkelte kompressorer, tjener reguleringsinnretningen 41-44. to add oil or refrigerant vapor to four compressors. Four suction gas lines 33-36 serve for this, of which the suction gas lines 34 and 35 are led through the collection container's wall from the front and the suction gas lines 33 and 36 are led through the wall from the back so that the associated bends 38, 39 respectively. 37 and 40 open ends lie opposite each other in the upper part of the collection container. For regulation of the oil flow to the individual compressors, the regulation device 41-44 serves.

Claims

1. Plant in which one refrigerant is fed in a circuit, --with one or more--tri: a suction collection container connected compressors, characterized in that each compressor (13-16) is connected to the suction collection container (1) via a suction gas line (3) which is 'through the wall of the suction collection container, the end of the suction gas line (3) which lies inside the suction collection container (1) is designed as a bend (5) which is arranged in an essentially vertical plane whose open end (6) opens into the suction collection container's (1) header where the end is further arranged at a distance from the wall of the suction collection container and where an oil transport device (4) is arranged in the lowest area for transporting oil in an adjustable amount from the bottom area of the collection container (1) into the suction gas line (3).

2. Plant according to claim 1, characterized in that the oil transport device is an injector.

3. Installation according to claim 2, characterized in that the bend (5) has an opening (7) in the lowest area, that an adjustment screw (10) is guided in a housing (8), can be adjusted from the outside of the suction collection container (1), in the closed position rests against the edge of the opening and regulates the flow through the opening (7), as the housing (8) has a suction opening (9) which opens into the inner space of the suction collection container.

4. Plant according to claim 3, characterized in that the suction opening (9) is arranged in the housing (8) distance from the bottom of the suction collection container (1).

5. Installation according to claims 1-4, characterized in that the suction gas line (3) is led through the wall of the suction collection container in a horizontal direction and that the bend (5) is a 90° bend.

6. Plant according to claims 1-4, characterized in that the suction gas line (3) is led through the wall of the suction collection container in a vertical direction and that the bend (5) is a 180° bend.

7. Plant according to claims 1-6, characterized in that the amount of flow through the oil transport device (4) is controlled electronically depending on the oil level in the associated compressor's (13-16) crankcase.