CN1751213A - 致冷循环设备 - Google Patents

Abstract

将压缩机(4a)、(4b)内的油L的过多部分通过油平衡管(41a)、(41b)收集进入缓冲容器(44)，以及进行从缓冲容器(44)至压缩机(4a)、(4b)的油(L)的分配供应，并且将从压缩机(4a)、(4b)排放的致冷剂的压力通过旁路管(47)施加于缓冲容器(44)。

Description

致冷循环设备

技术领域

本发明涉及装备有多个高压型压缩机的致冷循环设备，该压缩机具有保持有油的外壳。

发明背景

在致冷循环设备中，多个高压型压缩机设置有外壳，该外壳保持有润滑油，其中这些压缩机的排放管和吸入管相互连接。在现有技术中，在与致冷剂混和的状态中从各压缩机排放的润滑油的数量和返回到相应压缩机的润滑油的数量之间产生不平衡，并且有时会发生压缩机内油的不足。如果这油不足的情况发生，在压缩机的滑动部分内油被中断，这对压缩机的使用寿命产生很坏的影响。

为了处理这不希望有的情况，提出了致冷循环设备(例如，日本专利申请KOKOKU公开号3197768)，其中连接一油平衡管至相应的压缩机的吸入管，以允许油返回到相关联的压缩机。

并且，还提出了一致冷循环设备(例如，日本专利申请KOKAI公开号2002-242833)，其中通过电子开/关阀连接一根收集管到达连接于相应的压缩机的相应的油平衡管，并且将该收集管分支连接到相应的压缩机的吸入管。

在其中将油平衡管连接到相关的压缩机的吸入管、以允许油返回到相关的压缩机的致冷循环设备中，油平衡管包含复杂的连接。在三台或多台压缩机的情况下，当这些压缩机的一台压缩机失效时，在失效的压缩机和在油平衡管被连接侧上的压缩机之间不能进行油供应。

在其中通过电子开/关阀连接一根收集管到达连接于各压缩机的相应的油平衡管、并且该收集管被分支连接到压缩机的相应的吸入管的致冷循环设备中，一台现在工作的压缩机和现在停止的压缩机是被布置在混合的状态中，在这情况下，电子阀被如此控制，以致防止油从现在工作的压缩机朝现在停止的压缩机返回。因此，需要提供在数量上对应于诸压缩机的价格高的诸电子阀，从而包含较高的成本。

发明内容

在本发明的一方面中，提供一致冷循环设备，该设备能够保证与所包含的压缩机的数量无关的简单结构、降低成本、以及积极地和迅速地消除在相应压缩机内的油的不足。

在本发明的一方面中，提供装备有多台高压型压缩机的一致冷循环设备，该压缩机具有保持有油的外壳、连接于高压侧管的排放管、以及连接于低压侧管的吸入管，该致冷循环设备包括；

被构造成允许保持在相应的压缩机的外壳内的油的过多部分流入的多根第一油平衡管；

被构造成安装在相应的第一油平衡管上的一第一降压装置；

被构造成允许在相应的油平衡管内的油流入的气/液分离器；

被构造成从气/液分离器连接至相应的吸入管的一第二油平衡管；

被构造成安装在相应的第二油平衡管上的一第二降压装置；

被构造成在高压侧管和气/液分离器之间连接的旁路管；以及

被构造成安装在旁路管上的一第三降压装置。

附图简述

图1是示出一第一实施例的布置的视图；

图2是示出一第二实施例的布置的视图；

图3是示出一第三实施例的布置的视图；

图4是示出了用于解释第三实施例的工作的流程图。

具体实施方式

[1]以下将参照图1说明本发明的一第一实施例。

致冷循环设备1包括由室外单元2和室内单元3组成的空调机。室外单元2包括压缩机4a、4b、油分离器7、四通阀9、室外热交换器10、液体容器11、累积器16、室外风扇20、室外控制部分50、变换器51、52等。室内单元3包括电子膨胀阀13、室内热交换器14、室内风扇30、室内控制部分(未示出)等。由液体管12和气体管15连接室外单元2和室内单元3.

室外控制部分50控制室外单元2的操作。变换器51和52对商业的交流电源53的电压整流，并且将被整流的电压转换到对应于室外控制部分50的结构的频率的交流电压以及输出它。压缩机4a和4b是可变容量型的，并且由变换器51和52的输出驱动。

(说明围绕压缩机的管子布置)

压缩机4a、4b是高压型的，从而，在它们的工作期间，在它们的外壳内压力变得较高。用于润滑的油L保持在外壳内。排放管5a和5b连接于压缩机4a和4b的致冷剂排放出口，然后连接到高压侧管6。将单向阀51a和51b分别设置在排放管5a和5b上。吸入管18a和18b分别连接于压缩机4a和4b的致冷剂吸入口，并且连接于低压侧管17。分别将吸入杯19a和19b连接到吸入管18a和18b。

(说明围绕油平衡回路的诸部分)

现在以下将解释关于油平衡回路。将第一平衡管41a和41b在它们的一端处连接在压缩机4a和4b的侧表面上预定高度位置。在这些油平衡管41a和41b处设置单向阀42a、42b和例如用作为一第一降压装置的毛细管43a、43b。将第一温度传感器T1a、T1b设置在毛细管43a、43b的上游侧。将油平衡管41a、41b在它们的终端处集中地连接到用作为气/液分离器的缓冲容器44。缓冲容器44具有分离为气体和液体的功能和临时储存来自油平衡管41a、41b流出的任何过多油L。

将一第二油平衡管45的一端连接至缓冲容器的底部，并且将第二油平衡管45的另一端分支为两个油平衡管45a和45b以及连接到吸入管18a和18b。在第二平衡管45的一端侧上安装检测流出缓冲容器44的油L的温度的一第三温度传感器T2。例如，将用作为一第二降压装置的毛细管46a、46b设置在油平衡管45a、45b上。

在高压侧管6和缓冲容器44之间连接旁路管47，例如，将用作为一第三降压装置的毛细管48设置在旁路管47处。将一第三温度传感器T3安装在毛细管48的下游侧内、旁路管47处。

注意：缓冲容器44具有比油平衡管41a、41b、油平衡管45、45a、45b和旁路管47较大的直径。

(毛细管的状态)

在油平衡管45a、45b处的毛细管46a、46b的阻力比在油平衡管41a、41b处的毛细管43a、43b的阻力和旁路管47处的毛细管48的阻力都较小。这样，在缓冲容器44内的油L较容易朝向油平衡管45a、45b流动。

(油分离器和油返回管的说明)

油返回管71、72连接在油分离器7和油平衡管45之间。油返回管71具有连接于在油分离器7的侧表面上的预定高度位置的它的一端。将毛细管73设置在油返回管71处。在油分离器7内、储存在比油返回管71的连接位置较高位置处的油流入油返回管71内，并且通过毛细管73流入油平衡管45。流入毛细管45的油L被分离进入油平衡管45a、45b，再流动通过毛细管46a、46b进入吸入管18a、18b和与通过致冷周期而循环的致冷剂一起被吸入压缩机4a、4b。

油返回管72被连接在油分离器7之下。在油返回管72处，设置油打开/关闭阀74和毛细管75。

(在致冷循环中致冷剂流动的说明)

在压缩机工作时，从压缩机4a、4b排出的致冷剂流过排出管5a、5b进入高压侧管6，通过高压侧管6，致冷剂流入油分离器7，在那里分离致冷剂和油L。在油分离器7内的致冷剂流动通过四通阀9。

流过四通阀9的制冷剂在冷却操作时间流入室外热交换器10，在那里带有室外空气的热交换器被制成为允许冷凝(液化)。通过室外热交换10的致冷剂随后流过液体容器11、组合阀(pack阀)21a、液体管12和组合阀21c进入室内单元3。流过室内单元3的致冷剂流动通过膨胀阀13进入室内热交换器14，在那里使带有室内空气的热交换器进行汽化。流过室内热交换器14的致冷剂随后流动通过组合阀21d、气管15和组合阀21b进入室外单元2。流入室外单元2的致冷剂流动通过四通阀9进入累积器16，从累积器16、通过低压侧管17和吸入管18a、18b进入压缩机4a、4b。

在加热操作时间，四通阀9被转换到允许致冷剂反向流动。

(在油平衡回路中的油的流动)

如果在压缩机4a、4b的外壳内的油面高度比油平衡管41a、41b的连接位置较高，超过该连接位置高度的油作为多余油部分流入油平衡管41a、41b。流入油平衡管41a的油流动通过毛细管43a、43b进入缓冲容器44。很少量的较高压力致冷剂气体从高压侧管6通过旁路管47流动进入缓冲容器44内。依靠通过旁路管47施加的压力和通过油平衡管45a、45b和油平衡管45从吸入管18a、18b施加的吸入压力，流入缓冲容器44的油从平衡管45流出，并且从那里，被分路到平衡管45a、45b。平衡油被流动通过毛细管46a、46b流入吸入管18a、18b。流入吸入管18a、18b的油L，与通过致冷周围而被循环的致冷剂一起，通过吸入杯19a、19b被吸入压缩机4a、4b。

有时在压缩机4a和4b的壳体之间会发生油面高度不平衡的情况，例如在压缩机4a的壳体内的油面高度比油平衡管41a的连接位置较高，同时另方面，在压缩机4b的壳体内油面高度比油平衡管41b的连接高度较低。在这情况下，油L流入在压缩机4a上的油平衡管41a内，另方面，较高压力的致冷剂气体流入在压缩机4b侧上的油平衡管4b。流动的油L和致冷剂气体被收集进入缓冲容器44。在缓冲容器44内被收集的油L和致冷剂气体相互分离，在流出缓冲容器44时，以混合状态流入油平衡管45。依靠毛细管46a、46b的阻力作用以混合状态流入油平衡管45的油和致冷剂相等地被分路进入油管45a、45b。

通过如此进行，油从压缩机4a、较高的油面高度流动进入压缩机4b、较低的油面高度，在压缩机4a、4b的壳体内两油面高度迅速被平衡。

另方面，从压缩机4a、4b排出致冷剂，与这同时，在压缩机4a和4b内的油L的一部分流出进入排出管5a、5b。排出的油L从高压侧管6流出进入油分离器7。油分离器7从致冷剂气体分离油L和保持在油分离器内。保持在油分离器7内的油的、对应于超过油返回管71的连接位置的一部分的油流入油返回管71。流入油返回管71的油通过油平衡管45和油平衡管45a、45b返回到压缩机4a、4b。

在压缩机4a、4b的壳体内的油面高度都较低的情况下，打开在油返回管72上的开/并阀74，通过如此进行，在油分离器7内的油通过油平衡管45和油平衡管45a和45b返回到压缩机4a和4b。

(缓冲容器44的作用)

在压缩机4a、4b的任一台停止工作的情况下，例如，压缩机4a停止工作，即使在操作期间从压缩机4b流入油平衡管41b的油企图流动通过缓冲容器44和油平衡管41b进入现在停止工作的压缩机4a，单向阀42a阻止这一流动。

如果不完全保证单向阀42b的单向作用、并且可能发生从油平衡管41a朝压缩机4a侧的油的很少量流动，那么在目前工作的压缩机4b内的油的数量逐渐减少，并且压缩机4b很快成为油量不足。

但是，在油平衡管41b和油平衡管41a之间存在缓冲容器44，由于，在缓冲容器44内，较轻重量的致冷剂向上运动，并且较重的油L向下运动，可以预先防止从目前工作的压缩机4b流入油平衡管41b的油通过缓冲容器44和油平衡管41a流入目前停止工作的压缩机4a的这不合适的流动情况。因此，可以防止油从目前工作的压缩机4b到达目前停止工作的压缩机4a的油的不需要的流动。

因此，不需要采用在传统技术中可能要求的价格高的单向流动电子阀。从而还可以避免与该电子阀相关联的费用。

由于油平衡管41a和41b被如此构造，以致集中地连接于缓冲容器，如果需要，较多的压缩机可以被构造成不需要采用复杂的结构，并且还可以避免任何复杂的设计。

由于将从压缩机4a、4b排出的较高压力的制冷剂的压力通过旁路管47施加于缓冲容器44，因此，从缓冲容器44到压缩机4a、4b的油L的分配供应能够积极地和迅速地实现，同时允许缓冲容器的安装位置以较自由的较方便的方式确定。

既使，由于压缩机4a失效、由压缩机4b进行替代的工作，也可以防止从目前工作的压缩机4b至失效的压缩机4a的油L的任何不需要的运动，因此由压缩机4b持续地进行替代的工作。关于由失效的压缩机4a所引起的较低的工作能力，可以通过使用变换器52由压缩机4b的可变容量操作支持该设备。由于变换器以可变容量方式驱动压缩机4a、4b，因此即使其中一台压缩机失效，仍可以按可变容量方式进行替代的操作。

[2]第二实施例

如图2所示，设置油箱60代替第一实施例中的缓冲容器。在预定高度将油平衡管45的一端连接于油箱60的一侧面。

保持在油箱60内的油L的、超过油平衡管45的连接位置的油部分作为多余部分流入油平衡管45。流入油平衡管45的油L通过油平衡管45a和45b流入吸入管18a和18b和毛细管46a和46b，并与通过致冷周期而循环的致冷剂一起被吸入压缩机4a和4b。

(油箱的作用)

虽然油箱60与第一实施例中的缓冲容器44基本上具有相同的功能，但是它具有所保持的油L的容量大于缓冲容器44的容量的特征。

即，由于在油箱60中能够保持比油L的预定数量较多的油量，即使由于工作状态变化等原因增加了从压缩机4a、4b流出的油L的数量，但是能够迅速地将油L供应到压缩机4a、4b，而不是延迟它的增加。比在通过回油管71供应油分离器7中的油L的情况更迅速地从油箱60供应油。

其它结构、功能和效果与第一实施例中的相同。

(第三实施例)

如图3所示，空调机包括多台室外单元2a、2b和多台室内单元3。室外单元2a具有与第二实施例的室外单元2相同的结构和具有压缩机4a、4b。室外单元2b具有与第二实施例的室外单元2相同的结构和具有压缩机4a、4b。

对于各个室外单元2a、2b，平行于旁路管47中的毛细管48连接一第一开/关阀V1。

对于各个室外单元2a、2b，从油箱60的底部至低压侧管17连接一第三油平衡管61。在油平衡管处61设置第二和第三开/关阀V2和V3。而且，与油平衡管61中的开/关阀V2平行地连接毛细管33和单向阀34的串联回路。

在各个室外单元2a、2b中在油平衡管61的开/关阀V2和V3之间的一位置处的那些相互连接之间通过组合阀21e、21e连接平衡管31。

有时存在这样的情况：在两室外单元2a和2b工作时，在这些相互的室外单元2a和2b之间会发生它们油量的不平衡，例如，室外单元2a侧的压缩机中油量增加，同时，另方面，室外单元2b侧的压缩机中油量减少。

(油量保护方面的说明)

如果各个室外单元2a和2b中压缩机的油量处于正确的油面高度处，油L在油平衡管41a、41b中流动和流入油箱60。油箱60中的油L流入油平衡管45和被供应到各台压缩机4a、4b的吸入侧。

当室外单元2a、2b中的压缩机的油量变得不足时，致冷剂、不是油L、流入油平衡管41a、41b，并且油箱60中的油面高度下降，为此，致冷剂从油箱60流入油平衡管45。

流入油平衡管41a、41b的油L或致冷剂的温度由相应的温度传感器T1a、T1b检测，流入油平衡管45的油L或致冷剂的温度由温度传感器T2检测。当通过油L时温度传感器T1a、T1b的检测温度比通过致冷剂时较高。并且，由温度传感器T3检测通过旁路管47流动的致冷剂的温度。

如图4的流程图所示，当两台压缩机2a、2b工作时(在步骤101处是)，在温度传感器T1a、T1b、T2的检测温度的基础上在各预定时间(例如，每分钟)，检测室外单元2a和2b内的压缩机的油量(步骤102)。在这情况下，注意可以连续进行检测，而不是仅仅在一分钟一分钟的基础上。

即，在全部压缩机的油量处于正确的液面高度处，油L流入油平衡管41a、41b和45，并且温度传感器T1a、T1b、T2的检测温度变得比温度传感器T2的检测温度(流过旁路管47的致冷剂的温度)较高。从而，建立了以下关系，注意：α1＞β1＞0。

T1a-T3≥α1，T1b-T3≥α1

T1a-T2≥β1，T1b-T2≥β1

在全部压缩机的油面高度都太低的场合，致冷剂流入油平衡管41a、41b和油平衡管45，并且温度传感器T1a、T1b、T2的检测温度变得比温度传感器T3的检测温度(流过旁路管47的致冷剂的温度)较低。从而建了以下关系，其中α2＜β2和α2＜0。

T2-T3≤α2，T1a-T3≤β2，T1b-T3≤β2

在这些检测温度关系的基础上能够检测相应压缩机的油量。

例如，当在室外单元2a和2b的室外单元2a处检测到油量不足(在步骤103处否)时，仅在预定时期打开室外单元2a的开/关阀V2(步骤104)，并且仅在相同的预定时期t打开室外单元2b中的开/关阀V1、V3(步骤105)。当指示打开了该开/关闭V1、V2和V3时，将标记f设定为“1”(步骤106)。

通过打开在油量“不低”侧上的开/关阀V1、V3，储存在室外机2b的油箱60中的油通过油平衡管61流入平衡管31。通过打开在油量“低”侧上室外单元2a内的开/关阀V2，流入平衡管31的油L被引导到室外单元2a的低压侧管17。被引导到低压侧管17的油L被吸入压缩机4a和4b。这样，每分钟周期进行的油量检测将继续。

当没有检测到室外单元2a的油量不足(在步骤103处是)时，如果标记f为“1”(在步骤107处是)，在确定诸室外单元2a和2b之间达到油量平衡之下关闭所有开/关阀V1、V2、V3(步骤108)。

在关闭全部开/关阀V1、V2、V3之后，仅在预定时期打开在油量‘不低’侧上室外单元2b中的开/关阀74(步骤109)。通过打开该开/关阀74，保持在油分离器7中的油被补充到油箱60。将标记恢复到“0”(步骤110)。

如以上所述，由两个室外单元2a、2b共享室外单元2a和2b的油箱。

通过调节用于打开该开/关阀V1、V2、V3的预定时间t，能够将从油箱61供应的油量完全限制到需要的量。通过这样做，可以避免油不足仍旧发生在油供应侧上的室外单元内的情况。

在一室外单元内安装三台或多台压缩机的场合，相应地增加温度传感器T1的数量，通过如此进行，可以执行油量检测和油量平衡的类似过程。

第三实施例的其它布置、功能和效果与第二实施例的相同。

虽然，在第三实施例中，对于油检测使用安装在旁路管47上的温度传感器T3的检测温度，但是可以利用安装在压缩机4a、4b的排放管5a、5b的至少一根管上的温度传感器代替温度传感器T3，在这情况下，对于油量检测使用该温度传感器的检测温度。或者，在高压侧管6上可以安装压力传感器Pd，在这情况下，从该压力传感器的检测压力取得致冷剂温度，以便将它用于油量检测。

虽然对于油量检测使用在油平衡管45上的温度传感器T2的检测温度，但是可以从旁路管47上的温度传感器T3取得在油平衡管45处的油温度，而不使用温度传感器T2，在这情况下，对于油量检测采用该检测温度。

本发明不局限于上述实施例，在不脱离本发明的原理的情况下可以作出许多变化或修改。

[工业应用]

例如，可以将本发明用于空调机。

Claims (14)

1.装备有多台高压型压缩机的一致冷循环设备，该压缩机具有保持有油的外壳、连接于高压侧管的排放管、以及连接于低压侧管的吸入管，该致冷循环设备包括；

被构造成允许保持在相应的压缩机的外壳内的油的过多部分流入的多根第一油平衡管；

被构造成安装在相应的第一油平衡管上的一第一降压装置；

被构造成允许在相应的油平衡管内的油流入的气/液分离器；

被构造成从气/液分离器连接至相应的吸入管的一第二油平衡管；

被构造成安装在相应的第二油平衡管上的一第二降压装置；

被构造成在高压侧管和气/液分离器之间连接的旁路管；以及

被构造成安装在旁路管上的一第三降压装置。

2.按照权利要求1所述的致冷循环设备，其特征在于：在相应的第一油平衡管处设置被构造成防止油返回的单向阀。

3.按照权利要求1所述的致冷循环设备，其特征在于：相应的第二降压装置的阻力比第一降压装置的阻力和第三降压装置的阻力都较小。

4.按照权利要求1所述的致冷循环设备，其特征在于：气/液分离器包括缓冲容器，该容器的直径比第一油平衡管、第二油平衡管和旁路管的直径都较大。

5.按照权利要求1所述的致冷循环设备，其特征在于：气/液分离器包括油箱。

6.按照权利要求1所述的致冷循环设备，其特征在于：相应的压缩机包括由变换器驱动的可变容量型。

7.按照权利要求1所述的致冷循环设备，其特征在于，还包括：

被构造成检测在比第一降压装置更远的下游的一位置处的相应的第一油平衡管的温度的一第一温度传感器；

被构造成检测在比第二降压装置更远的下游的一位置处的旁路的温度的一第二温度传感器；

被构造成检测从气/液分离器流出的油的温度的一第三温度传感器；以及

被构造成按照相应的温度传感器的检测温度检测在相应压缩机的壳体内的油量的检测部分。

8.按照权利要求7所述的致冷循环设备，其特征在于，还包括：

被构造成确定由检测部分所检测的油量是否不足的确定部分；以及

被构造成当确定部分确定油量不足时打开在油量低侧上的室外单元中的第二开/关阀和打开在其余室外单元中的第一开/关阀和第三开/关阀的控制部分。

9.对于多个室外单元的每一单元装备有多台高压型压缩机的致冷循环设备，该压缩机具有保持有油的外壳、连接压缩机的排放管的高压侧管、以及连接压缩机的吸入管的低压侧管，该致冷循环设备包括：

用于各室外单元的、被构造成允许保持在相应压缩机外壳内的油的过多部分流入的一第一油平衡管；

被构造成安装在第一油平衡管上的一第一降压装置；

用于各室外单元的、被构造成允许在相应的第一油平衡管内的油流入的油箱；

用于各室外单元的、被构造成连接油箱和吸入管的一第二油平衡管；

被构造成安装在相应的第二油平衡管上的一第二降压装置；

用于各室外单元的、被构造成连接在高压侧管和油箱之间的一旁路管；

被构造成安装在旁路管上的一第三降压装置；

被构造成与第三降压装置平行连接的一第一开/关阀；

用于各室外单元的、被构造成连接在油箱和低压侧管之间的一第三油平衡管；

被构造成设置在相应的第三油平衡管处的第二和第三开/关阀；以及

被构造成在第三油平衡管的第二和第三打开阀之间的一位置处的诸相互连接之间被连接的一平衡管。

10.按照权利要求9所述的致冷循环设备，其特征在于：将相应的第二油平衡管连接到油箱内的预定高度位置，用于允许在比这连接位置较高的位置处存在的油部分流入。

11.按照权利要求9所述的致冷循环设备，其特征在于：将第二油平衡管分支进入从油箱到相应的诸吸入管之间的多个部分中间。

12.按照权利要求9所述的致冷循环设备，其特征在于：相应的压缩机是由变换器驱动的可变容量型。

13.按照权利要求9所述的致冷循环设备，其特征在于，还包括：

被构造成检测在比第一降压装置更远的下游的一位置处的相应的第一油平衡管的温度的一第一温度传感器；

被构造成检测在比第二降压装置更远的下游的一位置处的旁路的温度的一第二温度传感器；

被构造成检测从气/液分离器流出的油的温度的一第三温度传感器；以及

被构造成按照相应的温度传感器的检测温度检测在相应压缩机的壳体内的油量的检测部分。

14.按照权利要求13所述的致冷循环设备，其特征在于，还包括：

被构造成确定由检测部分所检测的油量是否不足的确定部分；以及

被构造成当确定部分确定油量不足时打开在油量低侧上的室外单元中的第二开/关阀和打开在其余室外单元中的第一开/关阀和第三开/关阀的控制部分。

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