CN210599335U - 一种并联压缩机油位管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种并联压缩机油位管理装置，包括：并联安装的多个压缩机，所述压缩机包括主压缩机以及一个或多个次压缩机，所述主压缩机的流量小于所述次压缩机的流量，主压缩机和次压缩机通过检测调控单元相连接。通过上述方式，本实用新型一种并联压缩机油位管理装置，把油位管理器的功能和均油管的结构整合在一起，达到一个油位管理器对应多个并联压缩机的应用需求,完成了功能和成本的兼顾。

Description

一种并联压缩机油位管理装置

技术领域

本实用新型涉及并联压缩机管理装置领域，特别是涉及一种并联压缩机油位管理装置。

背景技术

压缩机并联设计指的是两台及以上的压缩机并联后接入制冷（热泵）***，所有并联的压缩机共用同一个吸气管路和同一个排气管路，这种结构不可避免会产生油位不一致的问题，因为吸气和排气的分配无法做到完全均匀，压缩机内容积和排气量也无法做到完全一致。

针对上述问题，现有油位管理管理技术有一下两种：

（1）给多台压缩机做油位并联管路（即增加均油管），通过增加均油管（使用管路连接压缩机油位侧的连接结构），当油位不平衡的时候由于油的重力作用通过联通均油管平衡不同压缩机的油位。

但是，由于压缩机大小排量以及内外设计的不同，每一款并联机（两台及以上）的设计都是不同的。而且每种并联机的设计都需要单独验证，从而增加了产品开发时间。另外，并联管路只能改善但不能从根本原理上解决各个压缩机油位不一致的问题，由于生产及安装中的误差很容易导致压缩机油位有差异，严重的时候造成压缩机缺油失效。

（2）给每台压缩机配独立的油位管理器，但是这样不仅管理起来不方便，而且会大大增加成本。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种并联压缩机油位管理装置，具有可靠性能高、定位精确、结构紧凑、成本低、工作效果好等优点，同时在并联压缩机管理装置的应用及普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：

提供一种并联压缩机油位管理装置，其包括：并联安装的多个压缩机，所述压缩机包括主压缩机以及一个或多个次压缩机，所述主压缩机的流量小于所述次压缩机的流量，主压缩机和次压缩机通过检测调控单元相连接，

所述检测调控单元包括均油管、用于检测压缩机油位和状态并根据油位和状态进行压缩机补油和状态调控的油位管理器、用于连通主次压缩机的油平衡通道，所述油位管理器通过所述油平衡通道与所述均油管相连通，当主压缩机中的油位超过所述油平衡通道时，主压缩机中的油通过油平衡通道和均油管补充入次压缩机。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述油位管理器包括壳体、油位检测单元、状态监测单元、冷却单元、用于对主压缩机进行补油或通过主压缩机对次压缩机进行补油的补油单元，所述状态监测单元和所述冷却单元设置于所述壳体上，所述油位检测单元设置于所述壳体内，控制器根据油位检测单元和状态监测单元的检测结果打开或关闭压缩机、补油单元和冷却单元。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述补油单元包括喷油入口、喷油调控器、补油通道，所述补油通道设置于所述壳体内，所述喷油调控器分别与所述喷油入口和补油通道相连通，所述喷油调控器通过所述补油通道对主压缩机进行补油，其中，所述喷油调控器包括喷油电磁阀和喷油步进电机。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述油位检测单元包括浮子腔、定位部、浮子、感应部、磁场传感器、磁铁，所述浮子腔设置于所述壳体内，所述浮子腔的侧壁上设置有接油孔，所述浮子活动设置于所述浮子腔内，所述定位部设置于所述浮子腔的上部，所述定位部的底部设置有与所述浮子顶部的突出部相配合的导向槽，所述突出部在所述导向槽中上下运动，所述突出部的侧壁上设置有感应部，所述定位部的顶部设置有感应槽，所述感应槽中设置有与所述感应部相配合的磁铁以及根据磁铁和感应部磁场来判断液位的磁场传感器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述状态监测单元包括用于检测压缩机吸气压力的压力传感器、用于检测压缩机排气温度的温度传感器、声光警报装置，控制器根据传感器的检测结果打开或关闭所述声光警报装置。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述制冷单元包括制冷剂出口、制冷剂入口、冷却通道、制冷剂喷射调控器，所述冷却通道设置于所述壳体内，且所述制冷剂喷射调控器通过所述冷却通道与所述制冷剂出口和所述制冷剂入口相连接，其中，制冷剂喷射调控器包括喷射电磁阀和喷射步进电机。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述油位管理器的数量小于压缩机的数量。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述压缩机包括一个主压缩机以及一个或多个次压缩机，所述主压缩机包括定速压缩机和变频压缩机。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述油位管理器的一端与所述均油管相连接，另一端与所述均油管相连接或通过压缩机接头与压缩机相连接。

本实用新型的有益效果是：把油位管理器的功能和均油管的结构整合在一起，达到一个油位管理器对应多个并联压缩机的应用需求,完成了功能和成本的兼顾。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型的一种并联压缩机油位管理装置一较佳实施例的并联连接结构示意图；

图2是本实用新型一较佳实施例中两个压缩机与检测调控单元的结构示意图；

图3是本实用新型一较佳实施例中三个压缩机与检测调控单元的结构示意图；

图4是本实用新型的一种并联压缩机油位管理装置一较佳实施例中检测调控单元的结构示意图；

图5是本实用新型的一种并联压缩机油位管理装置一较佳实施例中检测调控单元的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型实施例包括：

一种并联压缩机油位管理装置，把油位管理器的功能和均油管的结构整合在一起，其包括：并联安装的多个压缩机，所述压缩机包括一个主压缩机1以及一个或多个次压缩机2，主压缩机和次压缩机通过检测调控单元3相连接，所述主压缩机包括定速压缩机和变频压缩机。所述主压缩机的流量小于所述次压缩机的流量，因为流量大的压缩机在运行的时候产生的负压比较大，比较容易得到油，还可以通过选择不同的压缩机和/或控制压缩机的转速的方式使得主次压缩机产生流量差。另外，本申请可以通过调节不同压缩机的排气流量的策略来减少不同压缩机的油位差，例如，可以在排气管6路的内径增加排气垫片来改变对应压缩机的排气流量，这样可以进一步的保持油位的均衡，提高油位管理的精度和准确性。

所述检测调控单元3包括均油管31、用于检测压缩机油位和状态并根据油位和状态进行压缩机补油和状态调控的油位管理器32，针对不同应用情况，油位管理器数量小于压缩机数量，油位管理器可以是一个对一个压缩机，也可以是一个对多个压缩机。所述油位管理器可以直接设置在主压缩机上，也可以直接设置在次压缩机上，还可以设置在两个压缩机之间，并通过均油管与两边的压缩机连接，所述均油管和所述油位管理器通过压缩机接头7与压缩机相连接。当压缩机缺油的时候，主压缩机先得到油，只有主压缩机的油位达到设定值的时候，次压缩机才能通过主压缩机得到补油。当油位管理器没有直接安装在主压缩机上，例如安装在中间或次压缩机上时，在补油时还是先回主压缩机，只有当油位超过油平衡通道的最低位置时才开始给次压缩机供油。

油位管理器不仅可以进行油位的管理，还可以和其他功能整合，例如增加视液镜322、排气温度/压力管理、吸气温度/压力管理、油粘度管理等等。

所述油位管理器包括壳体320、控制器、油位检测单元、状态监测单元321、冷却单元、用于对主压缩机进行补油或通过主压缩机对次压缩机进行补油的补油单元，所述状态监测单元和所述冷却单元设置于所述壳体上，所述油位检测单元设置于所述壳体内，控制器根据油位检测单元的检测结果打开或关闭压缩机和补油单元，控制器根据状态监测单元的检测结果打开或关闭冷却单元。

所述油位检测单元包括浮子腔327、定位部、浮子、感应部、磁场传感器（例如霍尔传感器）328、磁铁329，所述浮子腔设置于所述壳体内，所述浮子腔的侧壁上设置有接油孔330，压缩机中的油可以通过接油孔进入到浮子腔中，浮子腔中的有拖着浮子上下运动，以便磁场传感器可以检测压缩机中的油位，所述浮子活动设置于所述浮子腔内，所述定位部设置于所述浮子腔的上部，所述定位部的底部设置有与所述浮子顶部的突出部相配合的导向槽，所述突出部在所述导向槽中上下运动，所述突出部的侧壁上设置有感应部，所述定位部的顶部设置有感应槽，所述感应槽中设置有用于与所述感应部相配合的磁铁以及根据磁铁和感应部的磁场来判断液位的传感器。

当压缩机中的油位产生变化时，油也会带着浮子上下运动，当油位较高时，油将浮子托起，使得突出部向上运动直至运动到最大前进位置，当油位较低时，父子下降，使得突出部向下运动直至运动到最大后退位置，在浮子上下运动的过程中，磁铁和感应部之间的磁场会产生变化，霍尔传感器检测到这种变化并检测到的信息发送给控制器，控制器根据设定的条件判断是否进行补油，当检测到的信息数据不在预设的正常范围内时，触发进行补油。

所述补油单元包括喷油入口323、喷油调控器324、补油通道325、油平衡通道326，所述补油通道和所述油平衡通道设置于所述壳体内，所述补油通道不与浮子腔相连通，所述油平衡通道与所述浮子腔相连通。油平衡通道的高度可以根据压缩机配置的不同上下调节，充当门槛的作用：油位管理器主要监测主压缩机的油位，只有当主压缩机的油位超过了门槛的时候，油才会流到次压缩机。

所述喷油入口通过回油管4与油分离器5相连通，所述喷油调控器分别与所述喷油入口和补油通道相连通，所述喷油调控器通过所述补油通道对主压缩机进行补油，所述喷油调控器包括喷油电磁阀和喷油步进电机，喷油步进电机除了可以提供通断功能外，还可以调节开口大小从而调节流量。

用于将主压缩机中的油补充入次压缩机的油平衡通道的至少一端与所述均油管相连通，即油平衡通道的一端可以直接/通过均油管连通主压缩机，另一端可以通过均油管与次压缩机相连通，只有当主压缩机中的油位达到或超过油平衡通道时，主压缩机中的有才会经油平衡通道流入次压缩机，而油平衡通道的位置可以根据***配置来设计具体的大小和高度，例如油平衡通道位于壳体的较上位置，这样只有当主压缩机中存有足够的油后才可以补充到次压缩机中。

所述状态监测单元包括用于检测压缩机吸气压力的压力传感器、用于检测压缩机排气温度的温度传感器、声光警报装置，控制器根据传感器的检测结果打开或关闭所述声光警报装置。

在壳体的一个合适位置打穿孔，连接压力传感器，由于穿孔和低压侧压缩机（马达在吸气侧）的，传感器感应压缩机吸气压力Ps。在壳体的一个合适位置打沉孔（不打穿），用于固定温度传感器，温度传感器感应压缩机吸气温度Ts。

每种不同的制冷剂会对应一个饱和温度Tsa（气体的温度低于饱和温度时会发生相变变成液体），定义Tsh=Ts-Tsa，对于特定的压缩机油，特定制冷剂的Ps和Tsh决定了油的粘度，一般，油品的供应商会公布粘度和Ps、Tsh的关系。

所述制冷单元包括制冷剂出口、制冷剂入口、冷却通道、制冷剂喷射调控器，所述冷却通道设置于所述壳体内，且所述制冷剂喷射调控器通过所述冷却通道与所述制冷剂出口和所述制冷剂入口相连接，其中，制冷剂喷射调控器包括喷射电磁阀和喷射步进电机，喷射步进电机除了可以提供通断功能外，还可以调节开口大小从而调节流量，当温度传感器检测到的温度过高时，控制器打开制冷单元，制冷剂从制冷剂入口喷入，并通过制冷剂喷射调控器后从制冷剂出口喷出，形成冷却回路。

一种并联压缩机油位管理装置的控制方法包括：

步骤1）将名义工况流量较小的压缩机设置为主压缩机，将名义工况流量大于主压缩机的压缩机设置为次压缩机。

步骤2）获取需求信息和主压缩机的类型，判断选择对应的开启压缩机的策略，其中，需求信息包括制冷信息、制热信息等：

2.1）当主压缩机为定频压缩机时，获取需求信息，并打开所有的压缩机；获取在预设的时间段内的温度升降曲线斜率，并根据温度升降曲线斜率得到能够在最短时间内到达设定温度的目标压缩机频率；根据目标压缩机频率选择开机策略，其中，开机策略按照优先级从高到低的顺序列为：（1）关闭部分次压缩机，（2）关闭全部次压缩机，（3）关闭主压缩机。

2.2）当主压缩机为变频压缩机时，获取需求信息并打开所有的压缩机；获取在预设的时间段内的温度升降曲线斜率，并根据温度升降曲线斜率得到能够在最短时间内到达设定温度的目标压缩机频率；根据得到的压缩机频率选择开机策略，其中，开机策略按照优先级从高到低的顺序列为：（1）关闭部分次压缩机；（2）关闭全部次压缩机；（3）降低主压缩机频率；（4）关闭主压缩机。

当存在两台压缩机时，开机策略包括：

当存在三台压缩机时，开机策略包括：

变频压缩机A是根据降温（或升温）曲线的斜率（温度曲线的导数）来判断是否能够使到达设定温度的时间最短，从而决定采用什么样的压缩机频率。在采取特定的策略时有几个常见的优化理论可以采用，譬如说非线性GRG、线性规划、演化、PID控制等等。

压缩机开机是根据需求侧（制冷或制热）的信号来判断的，例如，当需要制冷时，先将所有的压缩机都打开，然后按照一定的时间间隔或者其他限定条件来获取一定时间内温度下降的斜率，并将这个斜率与预设的斜率阈值进行比较，如果温度下降的斜率不符合阈值要求，就开始关一台次压缩机，然后再获取和比较斜率，如果还是不符合阈值要求，则再关第二台次压缩机，以此类推，最后关闭主压缩机。如果主压缩机是变频压缩机，则在关闭完所有的次压缩机后，如果斜率还是不满足阈值要求，则先降低主压缩机的频率，当无法降低主压缩机的频率且斜率还是不满足阈值要求时，则关闭主压缩机。

步骤3）当只有主压缩机开启时，油位管理器实时检测主压缩机中的油位；根据油位管理器的检测信息和预设的时间阈值判断压缩机是否缺油；当缺油时，关闭主压缩机，且油分离器中的油通过喷油入口进入到主压缩机中；当不缺油时，关闭油分离器，打开主压缩机。

步骤4）当主压缩机全开启且全部或部分次压缩机开启时，油位管理器检测主压缩机中的油位；根据油位管理器的检测信息和预设的缺油阈值判断压缩机是否缺油；当缺油时，关闭主次压缩机，油分离器中的油通过喷油入口进入到主压缩机中，当主压缩机的油位到达或超过油平衡通道时，主压缩机中的油通过均油管或油平衡通道进入到次压缩机中；当不缺油时，关闭油分离器，打开主次压缩机。

所述根据油位管理器的检测信息和预设的时间阈值判断压缩机是否缺油的具体步骤包括：

（a）当控制器接受到霍尔传感器的ON信号连续超过30秒，则判断为不缺油，输出控制电磁线圈OFF，同时输出一个绿色指示灯信号；

（b）当控制器接受到霍尔传感器的OFF信号连续超过30秒，则判断为缺油，输出控制电磁线圈ON，同时输出一个红色指示灯信号，当信号持续时间超过120秒，额外再输出一个信号给报警接触器SPDT，表示严重缺油，关闭压缩机并发出警报进行提醒。

（c）当控制器接受到霍尔传感器在三十秒内有时ON有时OFF, 输出控制电磁线圈不动作，但输出一个黄色指示灯信号，等待检测。

步骤5）当使用完毕后，按照与开机顺序相反的次序进行关机操作。

本实用新型一种并联压缩机油位管理装置的有益效果是：把油位管理器的功能和均油管的结构整合在一起，达到一个油位管理器对应多个并联压缩机的应用需求,完成了功能和成本的兼顾。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种并联压缩机油位管理装置，包括：并联安装的多个压缩机，其特征在于，所述压缩机包括主压缩机以及一个或多个次压缩机，所述主压缩机的流量小于所述次压缩机的流量，主压缩机和次压缩机通过检测调控单元相连接，

所述检测调控单元包括均油管、用于检测压缩机油位和状态并根据油位和状态进行压缩机补油和状态调控的油位管理器、用于连通主次压缩机的油平衡通道，所述油位管理器通过所述油平衡通道与所述均油管相连通，当主压缩机中的油位超过所述油平衡通道时，主压缩机中的油通过油平衡通道和均油管补充入次压缩机。

2.根据权利要求1所述的一种并联压缩机油位管理装置，其特征在于，所述油位管理器包括壳体、油位检测单元、状态监测单元、冷却单元、用于对主压缩机进行补油或通过主压缩机对次压缩机进行补油的补油单元，所述状态监测单元和所述冷却单元设置于所述壳体上，所述油位检测单元设置于所述壳体内，控制器根据油位检测单元和状态监测单元的检测结果打开或关闭压缩机、补油单元和冷却单元。

3.根据权利要求2所述的一种并联压缩机油位管理装置，其特征在于，所述补油单元包括喷油入口、喷油调控器、补油通道，所述补油通道设置于所述壳体内，所述喷油调控器分别与所述喷油入口和补油通道相连通，所述喷油调控器通过所述补油通道对主压缩机进行补油，其中，所述喷油调控器包括喷油电磁阀和喷油步进电机。

4.根据权利要求2所述的一种并联压缩机油位管理装置，其特征在于，所述油位检测单元包括浮子腔、定位部、浮子、感应部、磁场传感器、磁铁，所述浮子腔设置于所述壳体内，所述浮子腔的侧壁上设置有接油孔，所述浮子活动设置于所述浮子腔内，所述定位部设置于所述浮子腔的上部，所述定位部的底部设置有与所述浮子顶部的突出部相配合的导向槽，所述突出部在所述导向槽中上下运动，所述突出部的侧壁上设置有感应部，所述定位部的顶部设置有感应槽，所述感应槽中设置有与所述感应部相配合的磁铁以及根据磁铁和感应部磁场来判断液位的磁场传感器。

5.根据权利要求2所述的一种并联压缩机油位管理装置，其特征在于，所述状态监测单元包括用于检测压缩机吸气压力的压力传感器、用于检测压缩机排气温度的温度传感器、声光警报装置，控制器根据传感器的检测结果打开或关闭所述声光警报装置。

6.根据权利要求2所述的一种并联压缩机油位管理装置，其特征在于，所述冷却单元包括制冷剂出口、制冷剂入口、冷却通道、制冷剂喷射调控器，所述冷却通道设置于所述壳体内，且所述制冷剂喷射调控器通过所述冷却通道与所述制冷剂出口和所述制冷剂入口相连接，其中，制冷剂喷射调控器包括喷射电磁阀和喷射步进电机。

7.根据权利要求1所述的一种并联压缩机油位管理装置，其特征在于，所述油位管理器的数量小于压缩机的数量。

8.根据权利要求1所述的一种并联压缩机油位管理装置，其特征在于，所述压缩机包括一个主压缩机以及一个或多个次压缩机，所述主压缩机包括定速压缩机和变频压缩机。

9.根据权利要求1所述的一种并联压缩机油位管理装置，其特征在于，所述油位管理器的一端与所述均油管相连接，另一端与所述均油管相连接或通过压缩机接头与压缩机相连接。

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