一种热泵系统及其油冷却循环控制方法与流程

本发明涉及空调
技术领域：
，尤其涉及一种热泵系统及其油冷却循环控制方法。
背景技术：
对于低温制热风冷螺杆式机组来说，当环境温度低（如环温-35℃制热），出水温度高（如50℃）时，机组的压缩比大，导致润滑油温度很高。而润滑油在高温下黏度降低，失去在螺杆压缩机中的润滑、密封等作用。因此对润滑油进行冷却是非常必要。现有技术中有一种方法是采用冷媒冷却，冷却润滑油后的冷媒通过管道直接汇入压缩机的中压压缩腔，这种方案的消极效果一是增加压缩机功耗，二是气体中包含的液体冷媒容易引起液压缩，容易对压缩机造成损害。因此，本发明要解决的技术问题是在冷却润滑油的同时避免增加压缩机功耗和避免液压缩。技术实现要素：本发明提出一种热泵系统及其油冷却循环控制方法，以避免在冷却润滑油的同时增加压缩机功耗，并避免液压缩造成的对压缩机的损害。本发明的一个目的是提出一种热泵系统，该热泵系统包括一油冷却循环，所述油冷却循环包括从所述热泵系统的室内换热器和节流装置之间引出的一条与压缩机低压进气管连通的旁路，所述旁路上设有电磁阀、节流阀和换热器，所述热泵压缩机中的润滑油通过管道与所述换热器连通，冷却后返回压缩机。进一步地，所述换热器出口油侧管道上设有温度传感器。进一步地，所述换热器出口冷媒侧管道上设有温度传感器和压力传感器。优选地，所述换热器出口油侧管道上设有过滤器。优选地，所述热泵的室内换热器和所述旁路引出位置之间设有干燥过滤器。优选地，所述室内换热器采用壳管式换热器。优选地，所述压缩机采用螺杆式压缩机。本发明的另一目的是提出一种上述热泵系统的油冷却循环控制方法，该方法包括：当系统运行状态为制热时，实时检测润滑油的温度，并根据润滑油温度所处的区间对所述旁路上的电磁阀进行控制。优选地，当润滑油温度大于压缩机排气目标温度t2时，旁路上电磁阀开启；当润滑油温度小于等于设定值t6时，旁路上电磁阀关闭；当润滑油温度位于排气目标温度t2和设定值t6之间时，旁路上电磁阀保持当前状态不变。优选地，所述压缩机排气目标温度t2为80℃，所述润滑油温度设定值t6为65℃。当满足旁路上电磁阀开启条件后，首先将节流阀的开度设置为初始开度，然后根据冷媒在换热器出口的过热度t5对节流阀的开度进行调节。对节流阀的开度调节包括以下步骤：节流阀在初始开度维持t1时间后，每t3时间检测换热器出口过热度t5；每间隔t2时间根据换热器出口过热度t5调节一次节流阀的开度。所述换热器出口过热度t5为换热器出口温度t4与换热器出口压力p对应的饱和温度t3的差值。所述节流阀的开度调节包括：根据换热器出口过热度t5计算换热器出口过热度偏差t7和换热器出口过热度变化率t8；根据换热器出口过热度偏差t7和换热器出口过热度变化率t8对节流阀的步幅进行调整。所述换热器出口过热度偏差t7为换热器出口过热度t5与换热器出口过热度目标值t9的差值；所述油冷换热器出口过热度变化率t8为换热器出口过热度t5与前一周期换热器出口过热度t5′的差值。优选地，所述节流阀调节的步幅按公式x=（t7+10*t8）*0.1%计算。所述节流阀调节的步骤包括：当（t7+10*t8）＞y，y为换热器出口过热度临界值，且当t8＞-1℃/min时，则将节流阀在当前开度上调大一个步幅；当（t7+10*t8）≤0时，将节流阀在当前开度上调小一个步幅；当以上两个条件都不满足时保持换热器节流阀当前的开度不变。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.将冷却润滑油后的冷媒通过管道直接汇入压缩机低压吸气口，避免了液体冷媒引起的液压缩，保证了机组的安全性。2.通过控制用于冷却润滑油的制冷剂供给量，确保润滑油在工作时不会降低黏度，在保证对压缩机的运动部件进行良好的润滑前提下，保证机组运行的可靠性，同时不会给压缩机造成很大的功耗。附图说明图1为本发明提出的热泵系统的系统图；图2为本发明提出的油冷却循环控制方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。如图1所示，本发明提出的热泵系统包括压缩机1、四通阀2、室内换热器3、干燥过滤器4、节流装置5、室外换热器6和汽液分离器7。该热泵系统还包括从干燥过滤器4和节流装置5之间引出的一条旁路12，部分冷媒通过该旁路上的电磁阀11、节流阀10，在换热器8中与高温润滑油换热后与压缩机的低压进气管汇合，进入压缩机吸气口。高温润滑油通过管路引入换热器8中冷却后，经过滤器9返回压缩机。该实施例中，室外换热器采用风冷翅片式换热器，室内换热器采用壳管换热器，用于油冷却的换热器8采用板式换热器，压缩机采用风冷螺杆式压缩机。图1所示的热泵风冷螺杆机组制热运行冷媒循环如下：压缩机1→四通阀2→室内换热器3→干燥过滤器4→节流装置5→室外换热器6→四通阀2→汽液分离器7→压缩机1。润滑油冷却循环如下：油侧：压缩机出油口→换热器8→过滤器9→压缩机进油口。冷媒侧：旁通→电磁阀11→节流阀10→换热器8→压缩机吸气管。由于冷却润滑油后的冷媒通过管道直接汇入压缩机低压吸气口，避免了液体冷媒引起的液压缩，保证了机组的安全性。在换热器8的出口油侧管道上设有油温传感器t6，用于检测油温。冷媒侧设有压力传感器p和温度传感器t4，用于检测换热器8出口侧冷媒的压力和温度。本发明通过控制油冷却循环的制冷剂供给量，确保将油冷却循环蒸发后的冷媒通入压缩机吸气口，达到降低润滑油温度，减少压缩机功耗，避免液压缩，提高可靠性的目的。旁通12上用于控制油冷却循环的冷媒供给量的电磁阀11的启停条件如下：当机组运行状态为制热时，实时检测润滑油的温度t6，并对电磁阀11进行以下控制：1.当油温大于压缩机排气目标温度时，t6＞t2，电磁阀11开启；2.当油温小于等于设定值时，例如t6≤65℃，电磁阀11关闭；3.当油温位于一个设定区间时，例如65℃＜t6≤t2，电磁阀11保持当前状态。节流阀10按以下方法控制：满足电磁阀11开启条件后，节流阀10的初始开度exv为30%，部分冷媒通过旁通进入换热器8对润滑油进行冷却。维持t1时间后，每t3时间检测换热器8出口过热度t5。换热器出口过热度t5为换热器出口温度t4与换热器出口压力p对应的饱和温度t3的差值，即t5=t4-t3。每间隔t2时间调节一次节流阀10的开度，具体操作如下：控制器每间隔t3时间检测换热器出口实际过热度，计算t4秒内换热器出口过热度的平均值。根据该平均值计算换热器出口过热度偏差t7和换热器出口过热度变化率t8。换热器出口过热度偏差t7为换热器出口过热度t5与换热器出口过热度目标值t9的差值，即t7=t5-t9。换热器出口过热度变化率t8为换热器出口过热度t5与前一周期（t2时间前）换热器出口过热度t5′的差值，即t8=t5-t5′。根据换热器出口过热度偏差t7和换热器出口过热度变化率t8对节流阀的步幅进行调节。调节步幅x=（t7+10*t8）*0.1%。节流阀10的步幅调节按以下方式进行：（1）当（t7+10*t8）＞y，y为换热器出口过热度临界值，且当t8＞-1℃/min时，则将节流阀10在当前开度上调大相应的调节步幅，该实施例调大的步幅是2%；（2）当（t7+10*t8）≤0时，将节流阀10在当前开度上调小相应的调节步幅，该实施例调小的步幅是2%；（3）当以上两个条件都不满足时保持节流阀10当前的开度不变。下表中是油冷却循环控制方法一具体实施例的参数。名称单位代号参考范围/值压缩机排气温度℃t1≤110压缩机排气目标温度℃t280℃油冷换热器出口压力kpap681（制冷剂r22）油冷换热器出口压力对应的饱和温度℃t310（制冷剂r22）油冷换热器出口温度℃t425油冷换热器出口过热度℃t515油冷换热器出口油的温度℃t690油冷节流阀初始开度%exv30%油冷电磁阀开启后维持时间st120油冷节流阀调节时间st230油冷节流阀检测时间st330油冷换热器出口过热度计算时间周期st430油冷换热器出口过热度偏差℃t710油冷换热器出口过热度变化率℃t82油冷节流阀调节步幅%x2%油冷换热器出口过热度目标值℃t915油冷换热器出口过热度临界值℃y20本发明通过控制热泵系统用于冷却润滑油的制冷剂供给量，确保润滑油在工作时不会降低黏度，对压缩机的运动部件进行良好的润滑，保证机组运行的可靠性，同时不会给压缩机造成很大的功耗。上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。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变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。当前第1页12