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一种封闭的制冷系统及其运转方法

申请号 CN00130580.8 申请日 2000-09-27 公开(公告)号 CN100334409C 公开(公告)日 2007-08-29
申请人 开利公司; 发明人 V·M·西斯特拉;
摘要 本 发明 提供一种封闭的制冷系统及其运转方法,该系统包含制冷剂和油,并包括由一 电动机 驱动的可变转速螺杆式 压缩机 、一从压缩机排出口通向一 冷凝器 的排出管路、一膨胀装置、一冷却器、以及一连接于压缩机吸入口的吸入管路,此外,还包括:用于 泵 送的装置;一连接于泵送装置的润滑分配系统;用于将富油混合物从冷却器供给至泵送装置的装置;用于使泵送装置将富油混合物供给至润滑分配系统的装置,该装置在压缩机满负转时使混合物以第一速率供给,而在压缩机部分负荷运转时使混合物以一个较高的第二速率供给。本发明能使向一变转速 螺杆压缩机 转子 的 润滑剂 供在满负荷运转时达到最佳化,改善低速下的润滑和密封。
权利要求

1.一种封闭的制冷系统,包含制冷剂和油,并顺序地包括一具有多个转 子和一吸入口以及一排出口且由一电动机驱动的可变转速螺杆式压缩机、一 从所述排出口通向一冷凝器的排出管路、一膨胀装置、一冷却器、以及一连 接于所述吸入口的吸入管路,其特征在于还包括:
用于送的装置;
一连接于所述泵送装置的润滑分配系统;
用于将富油混合物从所述冷却器供给至所述泵送装置的装置;
用于使所述泵送装置将所述富油混合物供给至所述润滑分配系统的装 置,该装置在所述压缩机满负荷运转时使混合物以第一速率供给,而在所述 压缩机部分负荷运转时使混合物以一个高于第一速率的第二速率供给。
2.如权利要求1所述的封闭制冷系统,其特征在于,所述泵送装置是一 喷射泵以及以封闭凸叶的最后压将高压制冷剂供给至所述喷射泵的装置。
3.如权利要求2所述的封闭制冷系统,其特征在于,该系统还包括:
一第二喷射泵;
用于将高压制冷剂供给至所述第二喷射泵的装置;
所述第二喷射泵是可操作地连接于所述冷却器;
连接于所述第二喷射泵的装置,该装置用于当高压制冷剂被供给至所述 第二喷射泵时,将汲取自所述冷却器的制冷剂-油混合物供给至所述各转子, 以供其润滑和密封之用。
4.一种封闭制冷系统的运转方法,该封闭制冷系统包含制冷剂和润滑 油,并顺序地包括一具有多个转子和一吸入口以及一排出口且由一电动机驱 动的可变转速螺杆式压缩机、一从所述排出口通向一冷凝器的排出管路、一 膨胀装置、一冷却器、以及一连接于所述吸入口的吸入管路,其中改进之处 包括改善部分负荷性能的方法,该方法包括以下步骤:
当压缩机满负荷运转时,以第一速率向转子供给润滑剂以供润滑和密封 之用;
当压缩机以小于60%的负荷运转时,以大于第一速率的第二速率向转子 供给润滑剂以供润滑和密封之用。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种封闭的制冷系统及其动转方法。

背景技术

用于冷制冷机组的螺杆式压缩机是油泛型的。在压缩机的压缩过程中, 油在相邻的各封闭容积之间起密封作用,并在压缩过程的下游,由一个油分 离器将油从热的、被压缩的气体中分离出来。在高速情况下,与入口流量相 比,转子与壳体以及各凸叶转子之间的气体泄漏百分比是很小的。这部分地 是由于在转子和壳体之间形成了油膜。此外,为了减小拖动损失,注入的油 量应该为最小。对螺杆式压缩机而言,负荷或称流量与转速成正比。在低速 情况下,转子叶端处的密封较差,这会降低压缩机的容积效率。
通过提高低负荷运转时的供油流量,弥补低速时较差的密封状况,可以 提高低速运转时的容积效率。将来自冷却器或蒸发器的油在转子入口处注入 以供密封之用。趋向于在冷却器的顶部形成一富油层,并采用一喷射器将油 从冷却器的顶面汲出。可取的是,用于喷射器的驱动或流体是取自于封闭 的凸叶的最后压力,但也可以用压缩机的排气压力。用封闭的凸叶的最后压力 为好,因为它是取决于压缩机的工况,而排气压力是取决于系统状态。通过 恰当地选择喷射器的尺寸,可以使满负荷运转时注射的油量最优化。由于在 低负荷运转时应该增加供油以提高容积效率,所以可设置一补充的油源。一 个方案是,从所述喷射器设置一并联的供给通道,并令其由一响应电动机转 速的电磁来控制。另一个方案是,为转子设置一第二喷射器和供给通道, 在第二通道内设置一响应电动机转速的电磁阀
US5,761,914描述了一种使用螺杆式压缩机和降膜式蒸发器的制冷系统。其 中,利用高压来驱动润滑剂,所述润滑剂从压缩机中漏出并作为润滑剂和制冷剂 的富含润滑剂的混合物在系统的蒸发器中收集,然后返回压缩机。所述混合物循 环承受高压一段时间,这段时间按照测得的与冷凝器有关的压力和测得的与蒸发 器有关的压力之间的差而变化,并计算以保持节蒸发器中富含润滑剂的混合物中 的预定的油浓度。这使得与油的返回过程有关的系统效率的损失减至最小。

发明内容

本发明的一个目的在于,改善可变转速螺杆压缩机的部分负荷性能。
本发明的另一个目的在于,通过提高向低速运转的转子的供油流量,提 高低速运转时的容积效率。这些以及下文中将会变得明显的其他目的均可通 过本发明来实现。
上述目的的一个技术方案在于一种封闭的制冷系统,包含制冷剂和油,并 顺序地包括一具有多个转子和一吸入口以及一排出口且由一电动机驱动的可 变转速螺杆式压缩机、一从所述排出口通向一冷凝器的排出管路、一膨胀装 置、一冷却器、以及一连接于所述吸入口的吸入管路,其特征是还包括:用 于送的装置;一连接于所述泵送装置的润滑分配系统;用于将富油混合物从 所述冷却器供给至所述泵送装置的装置;用于使所述泵送装置将所述富油混合 物供给至所述润滑分配系统的装置,该装置在所述压缩机满负荷运转时使混 合物以第一速率供给,而在所述压缩机部分负荷运转时使混合物以一个高于 第一速率的第二速率供给。
上述目的的另一个技术方案在于一种封闭制冷系统的运转方法,该封闭 制冷系统包含制冷剂和润滑油,并顺序地包括一具有多个转子和一吸入口以 及一排出口且由一电动机驱动的可变转速螺杆式压缩机、一从所述排出口通 向一冷凝器的排出管路、一膨胀装置、一冷却器、以及一连接于所述吸入口 的吸入管路,其中改进之处包括改善部分负荷性能的方法,该方法包括以下 步骤:当压缩机满负荷运转时,以第一速率向转子供给润滑剂以供润滑和密封 之用;当压缩机以小于60%的负荷运转时,以大于第一速率的第二速率向转子 供给润滑剂以供润滑和密封之用。
基本上,本发明能使向一变转螺杆压缩机的转子的润滑供给在满负荷运 转时达到最优化,并且提供一附加的供给通道,该通道在压缩机低速运转时 开通,以增加供油。
附图说明
为了更好地理解本发明,以下将结合附图来进行更为详细的描述,附图 中:
图1是采用本发明的一封闭式制冷或空调系统的示意图;以及
图2是采用本发明之另一实施例的一封闭式制冷或空调系统的示意图。

具体实施方式

图1中,标号10总地表示一封闭式制冷或空调系统。与常规作法一样, 其中一个封闭回路串联地包括压缩机12、连接于排出口的排出管路14、包含 膨胀装置20的管路18、冷却器或蒸发器22、以及通向吸入口的吸入管路24。 压缩机12是多转子密封式螺杆压缩机,其由一电动机26驱动,该电动机26 由逆变器28通过微处理器控制器30来控制。
在冷却器22中的上层形成一富油层,其用于转子12-1和12-2的润滑和 密封。润滑剂被从冷却器22汲出,并通过管路40供给至尺寸恰当的喷射器50, 以便供给最大需要量的润滑剂。管路51可以在最后封闭的凸叶压力下向喷射 器50供给制冷剂,藉以将制冷剂-油混合物中的油从冷却器22经管路40汲 出,并供给至压缩机12,以供转子12-1和12-2的润滑和密封之用。管路52 在喷射器50的下游分支成管路52-1和52-2。管路52-1包含一限流器60, 其尺寸定为可以在满负荷运转时向转子12-1和12-2提供适量的润滑剂。管 路52-2包含一常闭电磁阀62,并且由响应电动机26的转速的控制器或处理 器34通过逆变器28的输出来控制。微处理器30可接收来自热传感器32的 温度输入信号,而该传感器32可检测冷媒水的出口温度,并响应该温度来控 制逆变器28,进而控制压缩机12。当电动机的转速已经降至足够低时,控制 器34将电磁阀62打开,以向转子12-1和12-2供给更多的油而供密封和润 滑之用。典型地,当电动机的转速降至满负荷时的50-60%时,电磁阀62就 打开。
现请参见图2,系统10’与系统10的不同之处在于,其将管路40分成两 个支路,且用并联设置的两个比较小的喷射器50-1和50-2来代替喷射器50。 具体地说,管路40分支成管路40-1和40-2,其分别连接于喷射器50-1和 50-2。管路52分支成管路52-1和52-5,这两个分支管路在以封闭的凸叶的最 后压力分别向喷射器50-1和50-2供给制冷剂气体之后又重新合并成管路52。 喷射器50-1的尺寸定为能使从冷却器22经管路40-1汲取的油-制冷剂混合 物的量正好是满负荷运行时转子12-1和12-2的密封和润滑所需的量。除了 喷射器50-2之外,管路52-2还包含常闭的电磁阀62。当在控制器30的控制 下由逆变器28使电动机26的转速降至足够低时,控制器34就打开电磁阀62, 以向转子12-1和12-2提供更多的油而供密封和润滑之用。典型地,当电动 机的转速降至满负荷运转时的50-60%时,电磁阀62就打开。
虽然以上描述并图示了本发明的较佳实施例,但熟悉本技术领域的人员 应该可以作出其它的变化。