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并联压缩机中的OCR控制的系统和方法与流程

2021-11-20 00:24:00 来源:中国专利 TAG:

并联压缩机中的ocr控制的系统和方法
技术领域
1.本公开涉及供暖、通风、空调以及制冷(hvacr)系统。更具体地,本公开涉及在具有并联布置的压缩机的hvacr系统中控制润滑剂循环比率(吐油率)的系统和方法。


背景技术:

2.用于hvacr系统的热传递回路通常包括流体连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器。所述压缩机通常包括由电动机驱动的旋转部件。所述hvacr系统可以包括一屋顶单元(rooftop unit),以向包括管道系统的空气分配系统提供调节后的空气。热传递回路可包括多个压缩机。在一种应用中,可以在操作期间开启或关闭多个压缩机中的一个或多个。


技术实现要素:

3.本公开涉及hvacr系统。更具体地,本公开涉及在具有并联布置的压缩机的hvacr系统中控制润滑剂循环比率(吐油率)的系统和方法。
4.本技术公开的实施例涉及并联连接的多个压缩机的润滑剂(例如,油)循环比率控制。所述多个压缩机包括具有润滑剂储槽(油池)的压缩机。所述压缩机由电动机驱动。所述电动机包括定子和转子。在一些实施例中,所述压缩机为封闭式压缩机,所述封闭式压缩机具有设置在压缩机的壳体内的电动机和压缩部件。在一些实施例中,润滑剂储槽被设置在压缩机的相对竖直的下部,以使得润滑剂通过重力可以被收集在润滑剂储槽中。在一些实施例中,润滑剂被夹带在hvacr系统的传热回路的热传递流体中。
5.在一些实施例中,多个压缩机可包括第一压缩机和第二压缩机。在一些实施例中,所述第一压缩机可以为变速压缩机,所述第二压缩机可以为定速压缩机。在一些实施例中,第一压缩机和第二压缩机都可以为定速压缩机或变速压缩机。在一些实施例中,所述第一压缩机和/或第二压缩机可以为涡旋压缩机。
6.在一些实施例中,多个压缩机可以包括两个以上的压缩机。在一些实施例中,多个压缩机可以包括三个压缩机。在一些实施例中,多个压缩机可以包括四个压缩机。在一些实施例中,多个压缩机包括至少一个变速压缩机。
7.在一些实施例中,限流器可被设置在并联压缩机的润滑剂储槽之间的润滑剂输送管道中,以减少通过润滑剂输送管道的气流(热传递流体)。在一实施例中,所述限流器可设置在润滑剂输送管道的长度的中间或其附近。应理解的是,限流器的位置可以在润滑剂输送管道中的任何位置,只要可以维持润滑剂循环比率在期望的范围即可。在一些实施例中,所述润滑剂循环比率的期望范围为预定范围。在一些实施例中,在每个/任一个润滑剂输送管道(连接一对压缩机)中可以存在限流器。
8.在一些实施例中,与在并联压缩机组中具有较高排量(capacity)的压缩机相比,可以配置吸气管道设计以允许润滑剂更容易地返回至具有较低排量的压缩机(例如,更容易在返回/抽吸热传递流体中获得润滑剂)。
9.公开了一种hvacr系统。所述系统包括流体连接的具有第一排量的第一压缩机、具
有第二排量的第二压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器。所述第一压缩机和第二压缩机被并联布置。所述第一压缩机包括第一润滑剂储槽。所述第二压缩机包括第二润滑剂储槽。所述第一润滑剂储槽经润滑剂输送管道流体连接至所述第二润滑剂储槽。所述限流器被配置在润滑剂输送管道中。所述限流器被配置以减少所述第一压缩机和所述第二压缩机之间的制冷剂流动。
附图说明
10.参考形成本公开的一部分的附图,这些附图示出了可以实践本说明书中描述的系统和方法的实施例。
11.图1a为根据一个实施例的热传递回路的示意图。
12.图1b为根据另一实施例的热传递回路的示意图。
13.图2a为根据一个实施例的与限流器并联布置的两个压缩机的示意图。图2b示出了图2a的限流器。
14.图3a-1、3a-2以及3a-3示出了根据一些实施例的限流器的各种实施例。
15.图3b为根据一个实施例的设置在压缩机的润滑剂平衡管端口处的限流器的示意图。
16.贯穿全文,相同的附图标记表示为相同的部件。
具体实施方式
17.本公开涉及hvacr系统。更具体地,本公开涉及在具有并联布置的压缩机的hvacr系统中用于控制润滑剂循环比率(吐油率)的系统和方法。
18.在一些实施例中,热传递回路可包括多个压缩机。所述多个压缩机可以在热传递回路中并联连接。吸气管道可以流体地连接至所述多个压缩机的吸气口。热传递流体和润滑剂混合物可以经一个或多个所述吸气管道流入所述多个压缩机的吸气口。多个压缩机中的每一个均可以包括润滑剂储槽。每个压缩机可以由电动机驱动,所述电动机被设置在同一箱/壳体/容器中作为所述压缩机。在一些实施例中,润滑剂储槽可以被设置在压缩机的相对竖直的下部,以使得润滑剂可以通过重力被收集在润滑剂储槽中。在一些实施例中,润滑剂可被夹带在hvacr系统的热传递回路的热传递流体中。应当理解的为,热传递流体(例如,制冷剂)可以包括一部分热传递流体(例如,制冷剂)和润滑剂(例如,油)的混合物。
19.所述润滑剂可以相应地经一个或多个吸气管道通过相应的吸气口被提供给一个或多个压缩机,所述吸气管道将气态的热传递流体从热传递回路的蒸发器提供给多个压缩机。所述润滑剂可以流经在压缩机的壳体与电动机的定子之间的间隙和/或电动机的定子与转子之间的间隙,以返回至压缩机储槽。所述间隙可以允许润滑剂从压缩机的抽吸腔室返回至压缩机储槽。在一些实施例中,当一个(或多个)压缩机关闭时,所述热传递回路不能可靠地将润滑剂返回至开启的一个或多个压缩机储槽中。这是因为气态热传递流体可以流经关闭的一个或多个压缩机,并流经润滑剂输送管道(例如,润滑剂平衡管线/油平衡管),并向上流经开启的一个或多个压缩机的间隙。这会导致润滑剂留在压缩机的抽吸腔室中,而不是通过间隙排空(向下排至储槽)。因此,压缩机储槽中的润滑剂含量/油位可能较低。在一些实施例中,间隙可以增加以允许润滑剂通过间隙排出(向下排至储槽)。在一些实施
例中,由于压缩机的内部几何形状限制(例如,有限的尺寸),增加间隙的尺寸可能是不可行的。
20.本技术公开的实施例可以有助于将润滑剂尽可能多地保持在(一个或多个)压缩机(润滑剂储槽)中,并且可以提高(一个或多个)压缩机的可靠性。例如,限流器(稍后描述)可以有助于降低并联压缩机系统的润滑剂/油循环比率(ocr,吐油率),从而提高系统的热交换效率,例如在部分负载条件下,提高能源效率,并节省能源。
21.图1a为根据一个实施例的热传递回路10a的示意图。所述热传递回路10a通常包括多个压缩机12a、12b、冷凝器14、膨胀装置16以及蒸发器18。所述膨胀装置16允许工作流体膨胀。所述膨胀导致工作流体的温度明显降低。如本技术所述的“膨胀装置”也可以称为膨胀器。在一个实施例中,所述膨胀器可以为膨胀阀、膨胀板、膨胀容器、孔口等,或其他此类类型的膨胀机构。应当理解的是,膨胀器可以为在现场用于膨胀工作流体以产生工作流体的气压和导致温度降低的任何合适类型的膨胀器。所述热传递回路10a为示例性的,并且可以被修改为包括附加部件。例如,在一些实施例中,热传递回路10a可包括其他部件,例如但不限于,节能器热交换器、一个或多个限流器、接收器箱、干燥器、吸液热交换器等。
22.所述热传递回路10a通常可以应用于控制空间(通常称为空调空间)中的环境条件(例如,温度、湿度、空气质量等)的各种系统。系统的示例包括但不限于hvacr系统、运输制冷系统等。
23.所述热传递回路10a的部件流体连接。所述热传递回路10a可以特定地被配置为能够以冷却模式操作的冷却系统(例如,空调系统)。可替代地,所述热传递回路10a可以被特定地配置为可以在冷却模式和加热模式/除霜模式下操作的热泵系统。
24.所述热传递回路10a可以根据公知的原理进行工作。热传递回路10a可被配置为加热或冷却热传递流体或介质(例如,诸如但不限于水等的液体),在这种情况下,热传递回路10a可以通常代表液体冷却器系统。所述热传递回路10a可以可替代地被配置为加热或冷却热传递流体或介质(例如,诸如但不限于空气等的气体),在这种情况下,热传递回路10a可以通常代表空调或热泵。
25.在操作中,压缩机12a、12b将热传递流体(例如,制冷剂等)从气压较低的气体压缩至气压较高的气体。相对较高气压和较高温度的气体从压缩机12a、12b排出并流经冷凝器14。根据通常已知的原理,热传递流体流经冷凝器14并向热传递流体或介质(例如水、空气等)排热,从而冷却热传递流体。冷却的热传递流体现在为液态,流至膨胀装置16。所述膨胀装置16降低热传递流体的压力。因此,热传递流体的一部分被转化为气态。热传递流体现在以液态和气态混合形式流至蒸发器18。所述热传递流体流经蒸发器18并从一热传递流体或介质(例如水、空气等)吸热,加热热传递流体并将其转化为气态。气态热传递流体然后返回到压缩机12a、12b。例如,当热传递回路10a在制冷模式下工作时,上述过程继续进行(例如,在启动压缩机12a、12b时)。
26.压缩机12a、12b可以为例如涡旋压缩机,但不限于涡旋压缩机。在一些实施例中,压缩机12a、12b可以为其他类型的压缩机。其他类型的压缩机的示例包括但不限于往复式压缩机、容积式(正位移)压缩机或适用于热传递回路10a并且具有润滑剂储槽的其他类型的压缩机。压缩机12a可以通常是变速压缩机,并且压缩机12b可以通常是固定转速压缩机。在一些实施例中,压缩机12a和压缩机12b都可以为定速压缩机或变速压缩机。在一些实施
例中,压缩机12a、12b可以替代地为步进控制压缩机(例如,其在一个压缩机内具有两个或更多个级/相)。在一些实施例中,压缩机12a、12b可以为具有不同排量的压缩机。例如,根据一些实施例,压缩机12a可以具有比压缩机12b更大的排量。应当理解为,可替代地压缩机12b可具有比压缩机12a相对更大的排量。在一些实施例中,压缩机12a和/或压缩机12b的排量可以在从为或约为10吨到为或约为25吨的范围内。
27.压缩机12a、12b在热传递回路10a中并联连接。在并联压缩机系统配置中,多个压缩机的吸气管道(例如,管线、管道)彼此连接,并且这些吸气管道连接至公共的吸气管道(主吸气管道)。公共吸气管道连接至蒸发器,以接收来自蒸发器的气态热传递流体。多个压缩机的排气管道彼此连接,并且这些排气管道连接至公共排气管道(主排气管道)。所述公共排气管道连接至冷凝器,以便较高气压和较高温度的气体可以流经冷凝器从压缩机排出。所述压缩机的润滑剂槽通过润滑剂输送管道彼此流体连接。润滑剂输送管道可以称为油平衡管。在这种配置下,多个压缩机并联连接。这种配置的一个优点为,可以根据热传递回路的负载需求/变化来开启或关闭多个压缩机中的每一个(因此可以改变压缩机的总排量),压缩机的排量(或热传递回路的整体冷却和/或加热量)可以进行调整以适合负载变化。在一些实施例中,并联压缩机系统可以被称为歧管。
28.因此,离开蒸发器18的气态热传递流体分别经由主吸气管道22(例如,抽吸管线/管子)和分支吸气管道25被提供给每个压缩机12a、12b。在一个实施例中,主吸气管道22直接连接至压缩机12a、12b中的一个,而分支吸气管道直接连接至压缩机12a、12b中的另一个。所述分支吸气管道25从主吸气管道22分支。连接器(例如,t形连接器)可以将分支吸气管道25连接至主吸气管道22。在图1a所示的实施例中,主吸气管道22流体地连接至压缩机12a的吸气口27a,而分支吸气管道25流体地连接至压缩机12b的吸气口27b。主吸气管道22和分支吸气管道25共享公共管道,该公共管道从蒸发器18的出口延伸至连接器。所述主吸气管道22(包括公共管道部分)进一步从连接器延伸至吸气口27a。分支吸气管道25(包括公共管道部分)在连接器处从主吸气管道22分支并流体连接至吸气口27b。在这样的实施例中,分支的吸气管道25中的压降大于主吸气管道22中的压降。
29.压缩后,相对较高气压和较高温度的气体经由排气管道32a从压缩机12a排出,并且经由排气管道32b从压缩机12b排出。在一些实施例中,压缩机12a、12b的排气管道32a、32b在排气管道34处彼此连接以向冷凝器14提供合并的相对较高气压和较高温度的气体。
30.热传递回路10a中的热传递流体通常包括夹带有润滑剂的热传递流体。所述润滑剂被提供给压缩机12a、12b,例如润滑剂被提供来润滑压缩机12a、12b的轴承和密封防漏。当从压缩机12a、12b中排出相对较高气压和较高温度的热传递流体时,热传递流体通常载有一部分润滑剂,该润滑剂的一部分最初与热传递流体一起经由所述主吸气管道22被输送至压缩机12a、12b。一部分润滑剂被保持在压缩机12a、12b的润滑剂储槽13a、13b中。
31.压缩机12a、12b的润滑剂储槽13a、13b经由润滑剂输送管道36流体连接。所述润滑剂输送管道36被设置在润滑剂储槽13a、13b的润滑剂液位处,其允许润滑剂在压缩机12a和压缩机12b之间流动。润滑剂的流体流动由压缩机12a的润滑剂储槽13a和压缩机12b的润滑剂储槽13b之间的压差控制。
32.在一些实施例中,润滑剂输送管道36可以为润滑剂平衡管线,该润滑剂平衡管线被配置为使润滑剂储槽13a中的气压和润滑剂储槽13b中的气压相等。润滑剂输送管道36经
由压缩机12a的储槽进口29a流体连接至润滑剂储槽13a,并且所述润滑剂输送管道36经由压缩机12b的储槽进口29b流体连接至润滑剂储槽13b。应理解的是,在一些实施例中,29a和/或29b可以是用于从在压缩机储槽中具有较高气压的压缩机接收润滑剂的进口,并且还可以是用于将润滑剂输送到在润滑剂槽中具有较低气压的压缩机的出口。
33.图1b为根据另一实施例的热传递回路10b的示意图。所述热传递回路10b类似于图1a所示的热传递回路10a。下面对热传递回路10b与热传递回路10a的不同点进行说明。
34.热传递回路10b包括第三压缩机12c。压缩机12a、12b以及12c在热传递回路10b中并联连接。因此,离开蒸发器18的气态热传递流体分别经由主抽吸管道22被提供给压缩机12a、经由主抽吸管道22、分支抽吸管道25被提供给压缩机12b以及经由主抽吸管道22、另一分支抽吸管道26被提供给压缩机12c。
35.压缩之后,相对较高气压和较高温度的气体经由排气管道32a从压缩机12a排出、经由排气管道32b从压缩机12b排出、以及经由排气管道32c从压缩机12c排出。在一些实施例中,所述压缩机12a、12b、12c各自的排气管道32a、32b、32c在排气管道34处彼此连接,以将合并的相对较高气压和较高温度的气体提供给冷凝器14。例如,排气管道32a和32b可以(例如,使用t形连接器)接合在一起,然后(32a和32b的)接合的排气管道可以与排气管道32c(例如,使用t形连接器)相接合。在另一个实施例中,排气管道32a和32c可以接合,然后接合的管道可以与32b接合。在又一个实施例中,排气管道32c和32b可以接合,然后接合的管道可以与32a接合。
36.所述分支吸气管道25流体连接至主吸气管道22。连接器(例如,t形连接器)可以将分支吸气管道25连接至主吸气管道22。所述分支吸气管道26流体连接至主吸气管道22。连接器(例如,t形连接器)可以将分支吸气管道26连接至主吸气管道22。所述主吸气管道22、分支吸气管道25以及分支吸气管道26分别与压缩机12a的吸气口27a、压缩机12b的吸气口27b以及压缩机12c的吸气口27c流体地连接。
37.压缩机12a、12b的润滑剂储槽13a、13b经由润滑剂输送管道36a彼此流体连接。压缩机12a、12c的润滑剂储槽13a、13c经由润滑剂输送管道36b彼此流体连接。所述润滑剂输送管道36a设置在润滑剂储槽13a、13b的润滑剂液位处,所述润滑剂储槽允许润滑剂在压缩机12a和压缩机12b之间流动。所述润滑剂输送管道36b设置在润滑剂储槽13a、13c的润滑剂高度/液位处,其允许润滑剂在压缩机12a和压缩机12c之间流动。
38.所述润滑剂输送管道36a流体地连接至压缩机12a的润滑剂储槽13a的储槽进口29a和压缩机12b的润滑剂储槽13b的储槽进口29b。所述润滑剂输送管道36b流体地连接至压缩机12a的润滑剂储槽13a的储槽进口29c和压缩机12c的润滑剂储槽13c的储槽进口29d。在一些实施例中,储槽进口29a和储槽进口29c可以为相同的进口/出口。应当理解的是,在一些实施例中,29a和/或29b和/或29c和/或29d可以为用于接收润滑剂的进口(例如,从在润滑剂储槽中具有较高气压的压缩机接收润滑剂)。在一些实施例中,29a和/或29b和/或29c和/或29d可以是用于输送润滑剂(至在润滑剂储槽中具有较低气压的压缩机)的出口。
39.应理解的是,只要每个润滑剂输送管道(例如36a、36b等)仅连接两个压缩机,重复该过程就可以附加额外的压缩机(在热传递回路中并联连接的第四压缩机、第五压缩机等)。在一些实施例中,润滑剂输送管道(36a、36b)可以为润滑剂平衡管线,其被配置为使润滑剂储槽13a中的气压和润滑剂储槽13b中的气压(和/或润滑剂储槽13a中的气压和润滑剂
储槽13c中的气压)相等。
40.图2a为根据一个实施例的与限流器260并联布置的两个压缩机210、220的示意图200。图2b示出了图2a的限流器260。应理解的是,每个压缩机210、220可以为如图1a和图1b所示的压缩机12a、12b或12c中的任一个。还应当理解的是,压缩机210、220具有类似的结构,因此,除非另有说明,否则本技术所述的一个压缩机的部件可应用于另一压缩机。在一实施例中,压缩机210、220可以为涡旋压缩机。涡旋压缩机可以为具有两个涡旋(例如,交错的涡旋)以泵送、压缩或加压诸如液体和气体的流体的压缩机。通常,涡旋压缩机的一个涡旋为固定的,而另一个涡旋则偏心运行而不旋转,从而在涡旋之间捕获和泵送或压缩流体腔室。
41.所述压缩机210包括吸气口212、排出口211、压缩部件213、轴214,具有定子215和转子216的电动机、润滑剂储槽217以及润滑剂端口218。压缩机220包括吸气口222、排出口221、压缩部件223、轴224、具有定子225和转子226的电动机、润滑剂储槽227以及润滑剂端口228。在一实施例中,所述压缩机210和/或压缩机220可以为封闭式压缩机。
42.所述压缩机210可以为涡旋压缩机。压缩部件223可包括非动涡旋构件(或静涡旋构件,或固定涡旋构件),与非动涡旋构件(例如,通过奥尔德姆联轴器(oldham coupling))互相啮合的动涡旋构件,从而形成压缩机210的壳体内的压缩室。
43.在所述压缩机210中,所述吸气口212设置在压缩部件213与电动机(215、216)之间。排出口211设置在压缩部件213上方的压缩机210的顶部。电动机(215、216)被配置为经由轴214驱动压缩部件213,以将热传递流体(例如,制冷剂等)从气压较低的气体压缩为气压较高的气体。可以从排出口211将相对较高气压的气体从压缩机210排出。润滑剂储槽217设置在压缩机210的底部。
44.应理解的是,在一些实施例中,在润滑剂储槽217中,需要预定量(液位、高度等)的润滑剂(例如,油),使得油泵(未示出,通常设置在轴214的底部)能够向上泵送润滑剂以润滑需要润滑的运动部件,例如轴承、压缩部件等。
45.润滑剂被夹带在热传递流体(例如,制冷剂等)中。在压缩机210的操作期间,润滑剂可以以两条路径返回到润滑剂储槽217,使得润滑剂储槽217中的润滑剂液位可以处于可以预定的期望液位(流量、高度等)。一种途径为(夹带在气态热传递流体中)润滑剂可以经由吸气管道230从压缩机210的外部(例如,从蒸发器)返回至压缩机210的润滑剂储槽217中。另一路径为由润滑剂泵从润滑剂储槽217泵送至压缩机210的(诸如轴承,压缩部件等运动部件的)上润滑面的润滑剂可以返回至润滑剂储槽217中。润滑完成后,润滑剂向下流至润滑剂储槽217。
46.在这两个路径中,润滑剂穿过压缩机中间的(垂直)间隙。间隙包括压缩机210的壳体与定子215之间的间隙,和/或定子215与转子216之间的间隙。应当理解的是,一个或多个间隙的尺寸相对较小(由于例如压缩机的尺寸和/或设计限制而受到限制),并且来自压缩机210底部的气流可以防止润滑剂回流至润滑剂储槽217。在一些实施例中,可以扩大一个或多个间隙以允许润滑剂向下排至润滑剂储槽217。
47.当压缩机210和压缩机220在热传递回路中并联布置时,可能发生润滑剂流失现象(例如,油流失/失油现象)。一种典型的润滑剂流失现象为,当两个压缩机210和220不平衡时(例如,一个压缩机开启而另一个压缩机关闭,或者一个压缩机的排量大于另一个压缩机
的排量),可能会有气流(例如,从一个压缩机的润滑剂槽流至另一个压缩机的润滑剂槽的气态热传递流体)在所述两个压缩机210、220之间的润滑剂输送管道(例如,油平衡管)250中。这种气流可以流入排量更大的其中一个压缩机(和/或开启的一个压缩机),然后在该压缩机中经间隙(在其中一个压缩机的壳体和定子之间和/或在定子和转子之间)向上流动,然后流入压缩机的抽吸腔室内,并且然后经其排出口排出压缩机外部。当这种向上的气流足够大/足够强时,该向上的气流会影响压缩机内部的润滑剂循环并防止润滑剂回流至润滑剂储槽。因此,可能出现较大的润滑剂循环比率(油循环比率/吐油率,“ocr”)。相对较大的ocr可能导致压缩机中的润滑剂流失,从而影响压缩机的润滑功能。例如,当在压缩机的抽吸腔室中对热传递流体进行采样时,热传递流体中润滑剂的百分比/数量会相对较高(由于向上的较大气流会更加聚集),因此,ocr可能会较高。
48.如图2a所示,当开启压缩机210并关闭压缩机220时(或当压缩机210的排量大于压缩机220的排量时),进入压缩机的气流(箭头所示)包括来自吸气管道230的气流和经由润滑剂输送管道250来自压缩机220的气流(称为“向上气流”)。当向上的气流足够大/足够强时,向上的气流可以防止润滑剂重新回流至润滑剂储槽217。向上的气流和来自吸气管道230的气流可以进入抽吸腔室,然后通过其排出口211排出至压缩机210的外部。因此,可能产生高ocr,这会导致压缩机210的润滑剂储槽217中的润滑剂液位较低(比期望液位低),并且会影响压缩机210的可靠性。
49.吸气管道设计可以有助于降低ocr。如图2a所示,吸气管道230为主吸气管道(其直接连接至蒸发器,参见图1a和1b)。吸气管道240为从主吸气管道230分支出的分支吸气管道。通常,分支吸气管道中的(气态热传递流体的)压降可以高于主吸气管道中的压降。压降差可以通过例如润滑剂的重力和/或(一个或多个)吸气管道的形状和/或半径和/或是否存在分支等来确定。
50.应理解的是,通过将压缩机220(其排量比压缩机210的排量低,或者在开启压缩机210时关闭)连接至分支吸气管道并且将压缩机210连接至主吸气管道,存在在压缩机220内的压降高于存在在所述压缩机210内的压降。因此,从压缩机220经由润滑剂输送管道250流至压缩机210的气流可以减小/降低,这导致压缩机210中向上气体的减小/降低,以及可以实现ocr的减小/降低(可靠性更高/增加)。
51.应当理解的是,在吸气管道设计中(例如,压缩机连接至主吸气管道,在不同吸气管道中的热传递流体存在不同阻力等)的差异,在压缩机排量中的差异,和/或压缩机中的间隙(壳体与定子之间和/或定子与转子之间)的尺寸/形状的差异可以改变改变向上的气流(流量、速率等),这可以反过来改变润滑剂流失现象和/或ocr。
52.例如,如图2a所示的吸气管道设计(即,压缩机210连接至主吸气管道230,而压缩机220连接至分支吸气管道240)将引起比压缩机210中的压降更大的压缩机220中的(抽吸热传递流体)压降。这样,与气流(流量、速率等)经润滑剂输送管道250(当开启所述压缩机210并且关闭压缩机220时)相比,气流(流量,速率等)经润滑剂输送管道250(当开启压缩机220并且关闭压缩机210时)更大。也就是说,如图2a中所示的吸气管道设计可以在压缩机210开启并且压缩机220关闭时导致减轻/减小/降低的ocr,但是在压缩机220开启和压缩机210关闭可能会有不良的效果。
53.还应当理解的是,当并联压缩机210、220的排量不均匀/不平衡/不同并且压缩机
210、220同时操作时(即,两个都开启),则具有较大排量的压缩机底部的气压会降低(与较低排量的压缩机相比)。因此需要设计一个或多个吸气管道,以使润滑剂相比于进入较高排量的压缩机更容易进入较低排量的压缩机。例如,如图2a所示,因为主吸气管道连接至压缩机210,所以压缩机210比压缩机220更容易获得返回热传递流体中的润滑剂。同时,连接至压缩机220的吸气管道240中的压降也更大。如果压缩机210的排量小于或等于压缩机220的排量,由于压缩机220(具有更大的排量)的底部的气压小于压缩机210的气压,因此润滑剂可以经由润滑剂输送管道250从压缩机210流至压缩机220。与压缩机210具有比压缩机220更大的排量的构造(在该构造中,需要将吸气管道设计改变为,以允许润滑剂更容易回流至压缩机220)相比,这种吸气管道设计可能是更理想的,以保持以及平衡在压缩机210、220中的润滑剂。应当理解的是,即使在压缩机210、220的排量相同的情况下,该吸气管道设计也是优选的,使得由于压力差(在能够轻易地得到回流润滑剂的一个压缩机的压力高于不能够轻易得到回流油的另一个压缩机的压力)在压缩机210、220之间可以产生润滑剂流动,以及由于压力差所述润滑剂能够从一个压缩机流至另一个压缩机,以确保两个压缩机的(一个或多个)储槽中都不缺少润滑剂。
54.应当理解的是,通过使用不同的吸气管道设计来控制ocr的应用可能受到限制。在图2a的实施例中,当开启压缩机220而关闭压缩机210时可以使用该配置,并且在这种配置中,如图2a所示的吸气管道设计可能不能实现期望的ocr。因为由吸气管道设计而导致的有限的压降,因此由于吸气管道设计而对ocr的调节程度也受限。
55.在具有不同/不均匀排量(或开启/关闭状态)的不同压缩机(210、220)的条件下,在压缩机(210、220)之间的气流(通过润滑剂输送管道250)会干扰压缩机(210、220)内部的润滑剂循环路径,并导致较高的ocr。限流器260可以设置在润滑剂输送管道250中。限流器260被配置为减少流经润滑剂输送管道250的气流并因此减小ocr,同时保持润滑剂输送管道250的润滑剂均衡能力。限流器260可以配置为将并联压缩机的ocr保持不变(例如,当一个压缩机开启而另一台压缩机关闭时,或者当一个压缩机的排量大于另一个压缩机的排量时等,将ocr保持在单机(stand-alone)水平),并且将大多数润滑剂保留在并联压缩机组内,以确保压缩机的可靠性。
56.限流器260可被配置为增加润滑剂输送管道250中的气体流动阻力,以减少气流流量和/或速率,同时确保润滑剂输送管道250仍可以使润滑剂均衡,从而使得(通过壳体与定子215之间的间隙,和/或定子215与转子216之间的间隙)向上的气流的流量和/或向上的气流的速率可以减小,则可以容易地使更多的润滑剂经由该间隙返回至润滑剂储槽217,可以减少从压缩机排出的润滑剂的流量和/或百分比,可以将更多的润滑剂保持在润滑剂储槽217中,可以降低并联压缩机组的ocr,并且可以提高并联压缩机组的可靠性。
57.在一些实施例中,限流器260可以为穿孔的挡板、网孔板等。在一些实施例中,限流器260设置在润滑剂输送管道250的长度的中间或中间附近。应当理解的是,在润滑剂输送管道250的中间或中间附近,气流状态可以是稳定的,并且减少气流(流量、速率等)的效果可以直接由限流器260的特性(例如,孔隙率、阻力、阻塞面积等)来确定。
58.在一些实施例中,限流器260可具有不同的孔隙率。限流器的孔隙率可以定义为限流器(例如在横截面上)的气流面积(允许空气流通的开口面积)与总面积(包括开口面积和阻塞面积)之比的介于0和1之间的分数,或介于0%和100%之间的百分比。应当理解的是,
润滑剂输送管道250(润滑剂平衡管)也可以被配置为平衡流经润滑剂输送管道250的气流(以减小压缩机210、220之间的气压差)。当限流器260的孔隙率减小时,可以减小通过润滑剂输送管道250的气流,但可以增加压缩机210、220之间的气压差。限流器260的较小孔隙率可能会对压缩机210、220之间的润滑剂平衡产生不良影响。这样,选择限流器260的孔隙率在预定范围,使得当并联压缩机达到预定ocr范围时,限流器260的孔隙率不再减小。
59.应当理解的是,假设流过限流器260(的横截面)的气流为均衡的,则限流器260阻挡气流的能力可以直接由限流器260的孔隙率确定。限流器260的孔隙率被配置为将(流经限流器260的)气流减少到预定水平流量。限流器260的孔隙率被配置为使得在并联压缩机的整个排量/操作范围(例如,空调冷却设定点为65
°
f左右)中,ocr小于2.5%或等于或约为2.5%。限流器260的孔隙率还被配置为使得在并联压缩机的额定排量/操作中,ocr小于1%或等于或约为1%。应当理解的是,吐油率ocr通常是指hvacr系统中的制冷剂回路中的润滑剂质量比率(制冷剂中润滑剂的质量/重量百分比),其通常等于/接近(一个或多个)压缩机的排气中的润滑剂质量比率。通常通过获得在液体管线处的液体制冷剂量并测量润滑剂的重量以计算制冷剂中润滑剂的比率/重量百分比来测量ocr。在一个实施例中,压缩机或歧管的ocr可以被称为排出气体中的润滑剂质量比率。
60.还应当理解的是,由于系统中更多的润滑剂会影响/提高热交换器的热交换能力,因此降低的ocr可以提高系统的性能。在一个实施例中,限流器在高ocr(例如,超过2.5%)的情况下可能是有用的。ocr可以直接由压缩机的排量差异确定,也可以受到压缩机内部结构(例如间隙)、流路或润滑剂充注量等的影响。
61.应当理解的是,限流器260也可以用于具有三个或更多个压缩机的并联压缩机系统中。在这样的实施例中,限流器被设置在每个连接一对压缩机的润滑剂输送管道中。
62.图2b示出了图2a的限流器260。所述限流器260包括具有至少一个开口261的顶部、中间部分262以及具有至少一个开口263的底部。所述限流器260包括在限流器260的顶部/顶部附近的开口261和/或在限流器260的底部/底部附近的开口263,以允许气体在润滑剂输送管道250中无阻碍地流经限流器260。在底部/底部附近的开口263被配置为确保当润滑剂到达储油槽(217、218)中的预定高度/油位时,润滑剂可以及时地从一个压缩机流至另一个压缩机。在顶部/顶部附近的开口261被配置为当润滑剂储槽(217、218)中的润滑剂处于高于期望液位的液位时,保持润滑剂输送管道250中的气流畅通。应当理解的是,限流器260可以在限流器260的其他(一个或多个)部分(例如262)中包括具有各种尺寸/形状的(一个或多个)开口(例如264)。还应当理解的是,限流器260和/或其开口可以具有各种尺寸/形状。
63.图3a-1、3a-2以及3a-3示出了根据一些实施例的限流器的各种实施例300、310、320。所述限流器300包括具有至少一个开口301的顶部、中间部分302以及具有至少一个开口303的底部。所述限流器310包括具有至少一个开口311的顶部、中间部分312以及具有至少一个开口313的底部。限流器320包括具有至少一个开口321的顶部、中间部分322和具有至少一个开口323的底部。所述限流器(300、310、320)包括在限流器的顶部/顶部附近的一个或多个开口(301、311、321)和/或在限流器(300、310、320)的底部/底部附近的一个或多个开口(303、313、323),以允许气体无阻碍地流经润滑剂输送管道中的限流器(300、310、320)。在底部/底部附近的开口(303、313、323)被配置为确保当润滑剂在润滑剂储槽中达到
预定高度时,润滑剂可以及时地从一个压缩机流至另一个压缩机。在顶部/顶部附近的开口(301、311、321)被配置为当润滑剂储槽中的润滑剂处于高于期望液位的液位时,保持润滑剂输送管道中的气流畅通。应当理解的是,限流器(300、310、320)可以包括在限流器(300、310、320)的其他(一个或多个)部分(例如302、312、322)中具有各种尺寸/形状的(一个或多个)开口(例如304、314、324)。还应当理解的是,限流器(300、310、320)和/或其开口可以具有各种尺寸/形状。
64.应当理解的是,所述限流器被配置为在例如极端不平衡状态下(例如,在高吸气压力和/或高负荷工作条件下,一台压缩机开启,一台压缩机关闭)产生足以控制/减少润滑剂输送管道中的气流的阻力,使得当向上的气流通过开启的压缩机的间隙时,产生的向上气流不会阻止润滑剂(从电动机/压缩机的上部通过壳体和定子和/或定子和转子之间的间隙)流至润滑剂储槽。还应当理解的是,这种控制可以由限流器的孔隙率(空气可以流经的开口与包括开口和阻塞区域的总面积的面积比)来确定。
65.应当理解的是,尽管限流器的形状/尺寸可以变化,只要满足以下条件,则限流器可以在控制/减少气流方面达到相同或相似的效果:限流器具有相同/相似的孔隙率/阻力和/或限流器包括在限流器的顶部/顶部附近的(一个或多个)开口和/或在限流器的底部/底部附近的(一个或多个)开口。在底部/底部附近的开口可以确保当润滑剂储槽中的润滑剂液位高于预定液位时,压缩机开始共享润滑剂。在顶部/顶部附近的开口可以确保当比期望的润滑剂多时,可以保持压缩机之间的气流平衡。
66.图3b为根据一个实施例的设置在压缩机350的润滑剂平衡管端口340处的限流器330的示意图。压缩机350的润滑剂平衡管端口340设置在压缩机350上,并且连接至润滑剂输送管道(未示出)。所述限流器330包括具有至少一个开口331的顶部、中间部分332以及具有至少一个开口333的底部。限流器330包括在限流器330的顶部/顶部附近的(一个或多个)开口331和/或在限流器330的底部/底部附近的(一个或多个)开口333,以允许气体无阻碍地流经在润滑剂输送管道中的限流器330。在底部/底部附近的(一个或多个)开口333被配置为确保当润滑剂到达润滑剂储槽中的预定高度时,润滑剂能够及时地从一个压缩机流至另一压缩机。在顶部/顶部附近的开口331被配置为当润滑剂储槽中的润滑剂处于高于期望液位的液位时,保持润滑剂输送管道中的气流畅通。应当理解的是,限流器330可以包括在限流器330的其他(一个或多个)部分(例如332)中具有各种尺寸/形状的(一个或多个)开口(例如334)。还应当理解的是,限流器330和/或其开口可以具有各种尺寸/形状。
67.本技术公开了一种供暖、通风、空调以及制冷(hvacr)系统,该系统包括:
68.流体连接的第一压缩机、第二压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器,所述第一压缩机具有第一排量,所述第二压缩机具有第二排量;
69.其中第一压缩机和第二压缩机并联布置;
70.所述第一压缩机包括第一润滑剂储槽;
71.所述第二压缩机包括第二润滑剂储槽;
72.所述第一润滑剂储槽经润滑剂输送管道流体连接至第二润滑剂储槽,在所述润滑剂输送管道中设置有限流器;
73.所述限流器被配置为减少在所述第一压缩机和所述第二压缩机之间的制冷剂流动。
和/或“包含”规定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件的存在或附加。
93.关于前面的描述,应当理解,可以在不脱离本公开的范围的情况下,可以在细节,特别是在所使用的结构材料以及部件的形状、尺寸和布置方面进行改变。本说明书和所描述的实施例仅是示例性的,本公开的真实范围和精神由所附权利要求书指示。
再多了解一些

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