并联压缩机组及其控制方法与流程

本发明涉及压缩设备技术领域，特别是涉及一种并联压缩机组及其控制方法。

背景技术

多压缩机并联的压缩机组极大提高了冷媒的压缩效率。但对于机头数量多于三个的压缩机组，在部分负荷运行时，油分离器的油分效率急剧下降，导致大量冷冻油进入末端换热器，影响末端换热器的换热效率，最终导致机组缺油报警，机组无法正常运行。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统多压缩机并联的压缩机组在部分负荷运行时油分离器效率低下的问题，提供一种高效实现油分离的并联压缩机组及其控制方法。

一种并联压缩机组，所述并联压缩机组包括：

多个压缩机，多个所述压缩机并联设置，多个所述压缩机具有总排气口；

油分离器，包括第一分离器和第二分离器，所述第一分离器和所述第二分离器并联设置，所述第一分离器和所述第二分离器能够分别连通所述总排气口，所述第一分离器的油分离能力大于所述第二分离器的油分离能力；

控制部，用于分别控制所述总排气口与所述第一分离器、所述第二分离器之间的通断；

根据所述并联压缩机组中实际运行的所述压缩机数量以及所述并联压缩机组的整机电流，所述控制部能够控制所述总排气口与所述第一分离器之间及与所述第二分离器之间的通断。

在其中一个实施例中，所述控制部包括控制器、第一阀门和第二阀门，所述第一阀门设置于所述总排气口与所述第一分离器之间，所述第二阀门设置于所述总排气口与所述第二分离器之间；所述控制器分别与多个所述压缩机、所述第一阀门以及所述第二阀门连接；所述控制器通过控制所述第一阀门的开闭以及所述第二阀门的开闭，控制所述总排气口与所述第一分离器、所述第二分离器之间的通断。

在其中一个实施例中，所述控制部还包括电流传感器，所述电流传感器设置于所述并联压缩机组的电路中，所述电流传感器用于测量所述并联压缩机组的整机电流；所述电流传感器与所述控制器连接，所述控制器能够从所述电流传感器获取所述并联压缩机组的整机电流。

在其中一个实施例中，所述第一分离器为满负荷分离器，所述第二分离器为部分负荷分离器。

在其中一个实施例中，所述并联压缩机组中所述压缩机的数量大于等于四。

一种并联压缩机组的控制方法，适用于上述方案任一项所述的并联压缩机组；所述控制方法包括：

获取所述并联压缩机组中实际运行的所述压缩机数量；

获取所述并联压缩机组的整机电流；

根据所述并联压缩机组中实际运行的所述压缩机数量以及所述并联压缩机组的整机电流，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断。

在其中一个实施例中，根据所述并联压缩机组中实际运行的所述压缩机数量以及所述并联压缩机组的整机电流，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断，包括以下步骤：

s600，判断实际运行的所述压缩机数量是否大于等于设定数量，若否则转入步骤s700；若是则转入步骤s800；

s700，控制所述总排气口与所述第一分离器之间截断，并且控制所述总排气口与所述第二分离器之间连通；

s800，根据所述并联压缩机组的整机电流，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断。

在其中一个实施例中，所述并联压缩机组具有额定电流；上述步骤s800，根据所述并联压缩机组的整机电流，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断，包括：

s810，判断所述并联压缩机组的整机电流是否大于额定电流，若否则转入步骤s820；若是则转入步骤s830；

s820，控制所述总排气口与所述第一分离器之间连通，并且控制所述总排气口与所述第二分离器之间截断；

s830，根据所述并联压缩机组的整机电流与设定倍数的额定电流之间的大小关系，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断。

在其中一个实施例中，上述步骤s830，根据所述并联压缩机组的整机电流与设定倍数的额定电流之间的大小关系，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断，包括：

s831，判断所述并联压缩机组的整机电流是否大于等于设定倍数的额定电流，若否则转入步骤s832；若是则转入步骤s833；

s832，控制所述总排气口与所述第一分离器之间连通，并且控制所述总排气口与所述第二分离器之间截断；

s833，根据所述并联压缩机组处在整机电流大于等于设定倍数的额定电流状态的时间以及实际运行的所述压缩机数量，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断。

在其中一个实施例中，上述步骤s833，根据所述并联压缩机组处在整机电流大于等于设定倍数的额定电流状态的时间以及停机状态的所述压缩机数量，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断，包括s835，当所述并联压缩机组处在整机电流大于等于设定倍数的额定电流状态的时间大于等于5min，且停机状态的所述压缩机数量小于等于1时，控制所述总排气口与所述第一分离器之间连通，并且控制所述总排气口与所述第二分离器之间连通。

在其中一个实施例中，所述设定倍数的额定电流为1.2倍的额定电流。

在其中一个实施例中，所述设定数量为所述压缩机总数量的一半。

上述并联压缩机组及其控制方法，通过并联且单独控制开闭的第一分离器和第二分离器，有效保证了并联压缩机组不同负荷运行时的油分离器效率。第一分离器和第二分离器的设置也不增加系统阻力，进而提高了并联压缩机组整机的油分离器效率，保证了并联压缩机组冷冻油的正常循环，提高了末端换热器的换热效率，并联压缩机组的系统稳定性明显提高。根据实际的压缩机启动数量及整机电流来分别控制总排气口与第一分离器及第二分离器的通断，显著提高了并联压缩机组的控制精度。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的并联压缩机组结构简图；

图2为本发明另一实施例提供的并联压缩机组结构简图；

图3为本发明一实施例提供的并联压缩机组的控制方法第一流程图；

图4为本发明一实施例提供的并联压缩机组的控制方法第二流程图；

图5为本发明一实施例提供的并联压缩机组的控制方法第三流程图；

图6为本发明一实施例提供的并联压缩机组的控制方法第四流程图；

图7为本发明一实施例提供的并联压缩机组的控制方法第五流程图。其中：

10-并联压缩机组

100-压缩机

110-总排气口

200-油分离器

210-第一分离器

220-第二分离器

300-控制部

310-第一阀门

320-第二阀门

330-控制器

400-回油组件

410-回油管路

411-前段管路

412-中间段管路

413-后段管路

420-回油电磁阀

430-油流开关

440-油粗过滤器

450-油精过滤器

460-油冷却器

500-储液器

510-干燥过滤器

520-经济器

530-供液管组件

540-吸气过滤器

560-喷液电磁阀及其管路

570-排气总管

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的一种并联压缩机组及其控制方法进行进一步详细说明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。实施例附图中各种不同对象按便于列举说明的比例绘制，而非按实际组件的比例绘制。

本发明提供一种并联压缩机组10，如图1所示，所述并联压缩机组10包括多个压缩机100、油分离器200以及控制部300。多个压缩机100并联设置，多个压缩机100具有总排气口110。油分离器200包括第一分离器210和第二分离器220，第一分离器210和第二分离器220并联设置，第一分离器210和第二分离器220能够分别连通总排气口110，第一分离器210的油分离能力大于第二分离器220的油分离能力。控制部300用于分别控制总排气口110与第一分离器210、第二分离器220之间的通断。根据并联压缩机组10中实际运行的压缩机100数量以及并联压缩机组10的整机电流，控制部300控制总排气口110与第一分离器210之间的通断以及总排气口110与第二分离器220之间的通断。

上述并联压缩机组10，通过并联且单独控制开闭的第一分离器210和第二分离器220，有效保证了并联压缩机组10不同负荷运行时的油分离器200效率。第一分离器210和第二分离器220的设置也不增加系统阻力，进而提高了并联压缩机组10整机的油分离器200效率，保证了并联压缩机组10冷冻油的正常循环，提高了末端换热器的换热效率，并联压缩机组10的系统稳定性明显提高。根据实际的压缩机100启动数量及整机电流来分别控制总排气口110与第一分离器210及第二分离器220的通断，显著提高了并联压缩机组10的控制精度。

控制部300的作用是分别控制总排气口110与第一分离器210以及第二分离器220之间的通断。作为一种可实现的方式，如图1所示，控制部300包括控制器330、第一阀门310和第二阀门320，第一阀门310设置于总排气口110与第一分离器210之间，第二阀门320设置于总排气口110与第二分离器220之间。进一步，第一阀门310和第二阀门320分别为具有自动控制功能的阀门，比如，电磁阀。控制器330分别与多个压缩机100、第一阀门310以及第二阀门320连接。控制器330通过控制第一阀门310的开闭以及第二阀门320的开闭，控制总排气口110与第一分离器210、第二分离器220之间的通断。与多个压缩机100连接的控制器330能够获取并联压缩机组10中实际运行的压缩机100数量以及并联压缩机组10的整机电流，并通过逻辑控制的方式控制第一阀门310以及第二阀门320的开闭。在其他的实施方式中，控制部300还可以是其他能够实现分别控制总排气口110与第一分离器210以及第二分离器220之间通断的结构。

更进一步，控制部300还包括电流传感器(图中未示出)，电流传感器设置于并联压缩机组10的电路中，电流传感器用于测量并联压缩机组10的整机电流。电流传感器与控制器330连接，控制器330能够从电流传感器获取并联压缩机组10的整机电流。电流传感器具有测量准确，更换方便的优点。可选的，电流传感器为电阻分流器、电流互感器、霍尔电流传感器、磁通门电流传感器、罗氏线圈、巨磁阻电流传感器、光线电流传感器等中的一种。或者电流传感器为电阻分流器、电流互感器、霍尔电流传感器、磁通门电流传感器、罗氏线圈、巨磁阻电流传感器、光线电流传感器等中几种的组合，多种测量整机电流的方式进行组合测量然后求平均值能够提高整机电流的测量精度。

可选的，第一分离器210的油气分离能力和第二分离器220的油气分离能力相同或者存在差异。在本发明一实施例中，第一分离器210为满负荷分离器，第二分离器220为部分负荷分离器。即第一分离器210能够满足并联压缩机组10中所有压缩机100分别处于启动状态且正常工作时的油气分离需求。第二分离器220则能够满足并联压缩机组10中部分压缩机100处于启动状态且正常工作时的油气分离需求。在本实施例中，第一分离器210的油气分离能力强于第二分离器220的油气分离能力。并联设置不能油气分离能力的油分离器200，更能够满足并联压缩机组10的不同负荷工作状态。进一步，并联压缩机组10中压缩机100的数量大于等于四。经测试证明，压缩机100的数量大于等于四个时，在控制部300的调整下并联压缩机组10的运行效率较高，提高了并联压缩机组10的运行经济性。在本实施例中，并联压缩机组10中的压缩机100数量为四个。

在本发明一实施例中，如图1所示，并联压缩机组10还包括回油组件400，回油组件400设置于油分离器200的排油口与多个压缩机100的回油口之间。回油组件400包括回油管路410(图中虚线部分)以及多个回油电磁阀420，多个回油电磁阀420分别设置于回油管路410。沿回油管路410内油液的流动方向，每个压缩机100上回油口的上游分别设置单独的回油电磁阀420。每个压缩机100单独对应的回油电磁阀420能够分别控制回油管路410向压缩机100中回油。当一个压缩机100运行时，对应的回油电磁阀420打开，允许油液通过压缩机100的回油口进入，保证压缩机100的正常润滑。当一个压缩机100停机时，对应的回油电磁阀420截断回油管路410。

作为一种可实现的方式，如图1所示，回油管路410包括前段管路411、中间段管路412以及后段管路413，前段管路411为并联的两条管路，分别连通中间段管路412与第一分离器210的排油口以及中间段管路412的与第二分离器220的排油口。后段管路413为并联的四条管路，分别连通中间管路与四个压缩机100的回油口。对应的，回油电磁阀420的数量也为四个，分别设置在四条后段管路413上。进一步，回油组件400还包括与压缩机100数量相等的多个油流开关430，多个油流开关430分别设置于回油管路410，多个油流开关430分别与控制器330连接。沿回油管路410内油液的流动方向，每个压缩机100上回油口的上游分别设置单独的油流开关430。油流开关430的作用是监测回流至压缩机100中油液的流量，进而通过控制部300的调节保证压缩机100的正常回油。具体的，油流开关430的数量为四个，分别设置在四条后段管路413上。

在本发明一实施例中，如图1所示，回油电磁阀420的数量以及油流开关430的数量分别与压缩机100的数量相同，均为四个。沿回油管路410内油液的流动方向，多个回油电磁阀420分别设置于多个油流开关430的上游。回油电磁阀420能够控制对应后段管路413的通断，当回油电磁阀420截断对应的后段管路413时，油流开关430内不再有油液流过，同时油流开关430处的回油压力也消失，形成对油流开关430的保护。进一步，回油组件400还包括油粗过滤器440和油精过滤器450。沿回油管路410内油液的流动方向，油粗过滤器440在回油管路410上设置于油精过滤器450的上游。从油分离器200流出的油液经两级过滤器过滤后能够达到回油的清洁度，保证了压缩机100的正常工作。

作为一种可实现的方式，油粗过滤器440设置在回油管路410的中间段管路412上，第一分离器210和/或第二分离器220运行时，油粗过滤器440都能够有效过滤油液。油精过滤器450的数量为四个，四个油精过滤器450分别设置在四个后段管路413上。油精过滤器450设置在流量相对较小的后段管路413上有利于保证油精过滤器450的过滤效果。具体的，如图1所示，在后段管路413上，油精过滤器450设置在回油电磁阀420的上游。更进一步的，回油组件400还包括油冷却器460，油冷却器460设置于回油管路410的中间段管路412上以降低油液的温度使油液处于适合润滑的状态。具体的，油冷却器460设置于油粗过滤器440的下游。

在本发明一实施例中，如图2所示，并联压缩机组10还包括储液器500、干燥过滤器510、经济器520、供液管组件530、吸气过滤器540、集气罐、喷液电磁阀及其管路560等。从换热末端回来的低温低压冷媒，经集气罐，进行气液分离、然后经各支管、吸气过滤器540过滤后，回到压缩机100。压缩机100将高温高压的油气混合物排到排气总管570，排气总管570分两路，分别配置一个油分离器200。压缩后的冷媒经油分离器200分离后，两路排气总管570混合后，将冷媒输送至大型冷凝器，冷媒经冷凝器冷凝后为高温低压液体，回到并联压缩机组10的储液器500，然后经干燥过滤器510过滤以及各经济器520过冷，经供液管组件530供给客户。在经济器520的阀前取膨胀后的冷媒吸热后变成中温低压气体回到压缩机100补气口，提高整机制冷量及效率。同时每个压缩机100配置喷液电磁阀，控制电机温度，有效控制压缩机100的电机温度不超标。两个油分离器200过滤后的冷冻油液混合后，经油粗过滤器440和油冷却器460，然后通过回油组件400回到压缩机100回油口，完成整个并联压缩机组10的循环。

本发明还提供一种并联压缩机组的控制方法，适用于上述方案任一项所述的并联压缩机组。如图3所示，所述控制方法包括：

获取所述并联压缩机组中实际运行的所述压缩机数量；

获取所述并联压缩机组的整机电流；

根据所述并联压缩机组中实际运行的所述压缩机数量以及所述并联压缩机组的整机电流，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断。

根据实际的压缩机100启动数量及整机电流来分别控制总排气口110与第一分离器210及第二分离器220的通断，显著提高了并联压缩机组10的控制精度。

在本发明一实施例中，如图4所示，上述根据所述并联压缩机组中实际运行的所述压缩机数量以及所述并联压缩机组的整机电流，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断，包括以下步骤：

s600，判断实际运行的所述压缩机数量是否大于等于设定数量，若否则转入步骤s700；若是则转入步骤s800；

s700，控制所述总排气口与所述第一分离器之间截断，并且控制所述总排气口与所述第二分离器之间连通；

s800，根据所述并联压缩机组的整机电流，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断。

可选的，上述设定数量可以是具有参考价值的绝对数值或者具有参考价值的相对数值。进一步，上述设定数量为压缩机总数量的一半。当实际运行的压缩机100数量小于压缩机100总数量的一半时，并联压缩机组10正常工作时冷媒压缩量不会过高，需要的润滑油液量也不会过高。作为部分负荷分离器的第二分离器220足以能够满足油气分离的需求。当实际运行的压缩机100数量大于等于压缩机100总数量的一半时，根据并联压缩机组10的整机电流，控制总排气口110与第一分离器210之间的通断以及总排气口110与第二分离器220之间的通断，则更加的合理。依据能够反映实际工况的两个参数—实际的压缩机100启动数量及整机电流，控制器330能够更合理、更精确的调整压缩机100的回油，保证了并联压缩机组10的压缩效率并降低了并联压缩机组10的运行成本。在其他的实施例中，上述设定数量为压缩机总数量的三分之二。

在本发明一实施例中，如图5所示，所述并联压缩机组具有额定电流。上述步骤s800，根据所述并联压缩机组的整机电流，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断，包括：

s810，判断所述并联压缩机组的整机电流是否大于等于额定电流，若否则转入步骤s820；若是则转入步骤s830；

s820，控制所述总排气口与所述第一分离器之间连通，并且控制所述总排气口与所述第二分离器之间截断；

s830，根据所述并联压缩机组的整机电流与设定倍数的额定电流之间的大小关系，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断。

当并联压缩机组10的整机电流小于等于额定电流时，表明并联压缩机组10内的压缩机100处于正常工作状态。作为满负荷分离器的第一分离器210足以能够满足油气分离的需求。当并联压缩机组10的整机电流大于额定电流时，需要根据实际工况判断并联压缩机组10内压缩机100实际需要的回油量。

在本发明一实施例中，如图6所示，上述步骤s830，根据所述并联压缩机组的整机电流与设定倍数的额定电流之间的大小关系，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断，包括：

s831，判断所述并联压缩机组的整机电流是否大于等于设定倍数的额定电流，若否则转入步骤s832；若是则转入步骤s833；

s832，控制所述总排气口与所述第一分离器之间连通，并且控制所述总排气口与所述第二分离器之间截断；

s833，根据所述并联压缩机组处在整机电流大于等于设定倍数的额定电流状态的时间以及实际运行的所述压缩机数量，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断。

一般的并联压缩机组10在设计及生产时，会有一个大于1的压缩功率安全系数。即并联压缩机组10是能够在适当超过额定功率的状态下正常运行的。进一步，上述设定倍数的额定电流为1.2倍的额定电流。当整机电流小于1.2倍额定电流时，并联压缩机组10还处在安全工作范围内。并且油分离器200在设计及生产时，也会有一个大于1的油分离功率安全系数。因此，当整机电流小于1.2倍额定电流时，作为满负荷分离器的第一分离器210足以能够满足油气分离的需求。但当并联压缩机组10的整机电流大于等于1.2倍额定电流时，可能并联压缩机组10的实际功率对回油量的需求超出了第一分离器210的油分离能力。控制器330需要进一步根据并联压缩机组10处在整机电流大于等于1.2倍额定电流状态的时间以及实际运行的压缩机100数量，控制总排气口110与第一分离器210之间的通断以及总排气口110与第二分离器210之间的通断。在其他的实施例中，上述设定倍数的额定电流为1.3倍的额定电流或者其他合理倍数的额定电流。

在本发明一实施例中，如图7所示，上述步骤s833，根据所述并联压缩机组处在整机电流大于等于1.2倍额定电流状态的时间以及停机状态的所述压缩机数量，控制所述总排气口与所述第一分离器之间的通断以及所述总排气口与所述第二分离器之间的通断，包括s835，当所述并联压缩机组处在整机电流大于等于1.2倍额定电流状态的时间大于等于5min，且停机状态的所述压缩机数量小于等于1时，控制所述总排气口与所述第一分离器之间连通，并且控制所述总排气口与所述第二分离器之间连通。并联压缩机组10中所有压缩机100均处于工作状态或者仅有1台压缩机100处于停机状态时，并联压缩机组10基本处于满负荷压缩状态。在此基础上并联压缩机组10处在整机电流大于等于1.2倍额定电流状态的时间大于等于5min时，表明并联压缩机组10内的压缩机100需要较多的回流油液以保证压缩机100的润滑。同时控制第一分离器210以及第二分离器220分别与总排气口110连通，两个油分离器200同时进行油分离作业，保证了并联压缩机组10内压缩机100对回流油液的需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。