一种压缩机系统及制冷系统的制作方法

文档序号:14894879发布日期:2018-07-07 22:12阅读:247来源:国知局

本实用新型涉及制冷系统领域,特别涉及一种压缩机系统及制冷系统。



背景技术:

制冷系统中包括压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器,所述的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成了制冷剂的循环系统。在制冷系统中,制冷剂被压缩机压缩为高温高压制冷剂气体;压缩机排出的高温高压制冷剂气体在冷凝器内释放出热量被液化而凝结为高压制冷剂液体;所述高压制冷剂液体流入节流装置,节流装置将所述液体制冷剂节流,使其压力降低为低压制冷剂液体;低压制冷剂液体在蒸发器内吸收热量被汽化而蒸发得到低压制冷剂气体;最后使低压制冷剂气体再次进入压缩机,完成制冷剂的循环。

在制冷系统中,压缩机用于将低压制冷剂气体压缩为高温高压制冷剂气体,压缩过程中会产生大量的热量,这些热量最终会致使压缩机的排气温度升高。如果排气温度过高的问题得不到妥善处理,会导致压缩机停机,制冷系统无法正常运行。

现有技术中一般采用在压缩机系统中设置喷液冷却装置的方式对压缩机进行冷却。所述喷液冷却装置使高压液体制冷剂经过管道喷入压缩机工作腔,通过所述液体制冷剂在压缩机内蒸发吸热,带走压缩机内的热量,从而使压缩机冷却。其中,管道中设有用于控制高压液体制冷剂喷液量大小的喷液控制阀门,所述喷液控制阀门通过阀门开度控制喷液量大小,同时还可以对高压液体制冷剂起到节流降压的作用。

然而在部分工况下,比如在不需要对压缩机进行喷液冷却时,喷液控制阀门会被关闭,使高压液体制冷剂不能通过喷液控制阀门喷入压缩机内。此时,管道中的温度急剧升高,甚至可能达到200℃以上,造成安全隐患。并且管道震动剧烈,产生异常噪声,甚至可能导致管路断裂,使压缩机系统无法工作。



技术实现要素:

为了解决以上问题,本实用新型的目的是提供一种压缩机系统,可以对温度过高的压缩机进行冷却,使压缩机能够持续、稳定地工作。

为了实现上述目的,本实用新型在第一方面提供了一种压缩机系统,包括压缩机,其中所述压缩机设有喷液冷却接口,所述喷液冷却接口与压缩机的工作腔流体相通;

所述压缩机系统还包括喷液冷却装置,所述喷液冷却装置与喷液冷却接口相连,所述喷液冷却装置包括:

喷液冷却管道,具有第一端和第二端,第二端用于与压缩机排气口和节流装置之间的高压液体制冷剂流体连通,在第一端和第二端之间设有喷液控制阀门;

气体旁通管道,具有第一端和第二端,第二端用于与压缩机排气口和节流装置之间的高压气体制冷剂流体连通;

所述喷液冷却管道的第一端和气体旁通管道的第一端汇合在一起,与所述喷液冷却接口流体相连。

根据上述第一方面,喷液冷却接口与连接管流体相连,所述连接管具有第一端和第二端,所述连接管的第二端与所述喷液冷却接口流体相连,所述连接管的第一端与所述喷液冷却管道的第一端和气体旁通管道的第一端的汇合点流体相连。

根据上述第一方面,所述喷液冷却管道的第二端用于连接在压缩机排气口和节流装置之间的液体流动路径上;

所述气体旁通管道的第二端用于连接在压缩机排气口和节流装置之间的气体流动路径上。

根据上述第一方面,所述压缩机系统还包括,温度传感器,所述温度传感器位于压缩机排气口处,用于检测压缩机排气口处的排气温度,并且得到温度检测结果。

根据上述第一方面,所述压缩机系统还包括,控制装置,用于接收温度传感器产生的温度检测结果,并且基于所述温度检测结果向喷液控制阀门提供控制信号,从而控制流经喷液冷却管道的流体流量的大小。

根据上述第一方面,所述控制装置被配置为:

在温度检测结果增加时,控制喷液控制阀门的开度增加,使流经喷液冷却管道的流体流量增大;

在温度检测结果减小时,控制喷液控制阀门的开度减小,使流经喷液冷却管道的流体流量减小。

根据上述第一方面,喷液冷却管道内的流体为,从压缩机排气口和节流装置之间流入的高压液体制冷剂。

根据上述第一方面,气体旁通管道内的流体为,从压缩机排气口和节流装置之间流入的高压气体制冷剂。

根据上述第一方面,所述气体旁通管道的第一端和第二端之间设有气体控制阀门。

本实用新型在第二方面提供了一种制冷系统,包括压缩机系统,

所述压缩机系统包括压缩机,其中所述压缩机设有喷液冷却接口,所述喷液冷却接口与压缩机的工作腔流体相通;

所述压缩机系统还包括喷液冷却装置,所述喷液冷却装置与喷液冷却接口相连,所述喷液冷却装置包括:

喷液冷却管道,具有第一端和第二端,第二端用于与压缩机排气口和节流装置之间的高压液体制冷剂流体连通,在第一端和第二端之间设有喷液控制阀门;

气体旁通管道,具有第一端和第二端,第二端用于与压缩机排气口和节流装置之间的高压气体制冷剂流体连通;

所述喷液冷却管道的第一端和气体旁通管道的第一端汇合在一起,与所述喷液冷却接口流体相连。

申请人经过长期的试验和观察发现,喷液控制阀门关闭后喷液冷却管道中温度升高而且剧烈震动产生的原因,可能是因为压缩机处于工作状态中,喷液控制阀门在关闭后会使得连接压缩机工作腔与喷液控制阀门的管道形成一端封闭的盲管,使管道中仍残留的制冷剂被瞬时反复压缩造成的。

本实用新型的压缩机系统通过喷液冷却管道使高压液体制冷剂喷入压缩机工作腔,高压液体制冷剂在压缩机工作腔中蒸发吸热,从而对压缩机工作腔进行冷却降温。同时,通过气体旁通管道使压缩机工作腔与高压气体制冷剂保持相互连通。在关闭喷液控制阀门时,由于高压气体制冷剂的压力大于喷液冷却接口处的压力,制冷剂流动方向仍然保持为经过连接管流入压缩机工作腔,从而避免关闭喷液控制阀门后的温度剧烈升高以及剧烈震动的问题,降低噪音,使压缩机系统可以持续地工作。

附图说明

图1为本实用新型的制冷系统的各部件连接框图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本实用新型的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是,虽然在本实用新型中使用表示方向的术语,诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等描述本实用新型的各种示例结构部分和元件,但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的,基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置,所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在可能的情况下,本实用新型中使用的相同或者相类似的附图标记指的是相同的部件。

本实用新型的制冷系统的主要部件的连接框图如图1所示,包括压缩机101、冷凝器102、节流装置103、蒸发器104以及连接它们的制冷剂循环管道110.1、110.2、110.3、110.4。如图1所示,压缩机101具有吸气口125.1和排气口125.2,冷凝器102具有入口126.1和出口126.2。压缩机101中的高压制冷剂气体从压缩机排气口125.2流出,经过制冷剂循环管道110.1后,通过冷凝器入口126.1进入冷凝器102中冷凝为高压制冷剂液体,然后高压制冷剂液体从冷凝器出口126.2流出,经过制冷剂循环管道110.2进入节流装置103,在节流装置103中被节流为低压制冷剂液体,再使低压制冷剂液体经过制冷剂循环管道110.3流入蒸发器104中,在蒸发器104内蒸发得到低压制冷剂气体,最后使低压制冷剂气体经过制冷剂循环管道110.4后,通过压缩机吸气口125.1再次进入压缩机101,完成制冷剂的循环。

其中,压缩机系统包括压缩机101,压缩机101在进行压缩的过程中会产生热量,热量过多时会导致压缩机系统不希望地停机,影响压缩机系统的稳定性,因此压缩机系统中还包括用于对压缩机进行冷却的喷液冷却装置。

所述的喷液冷却装置通过连接管122与压缩机101相连,其中连接管122具有第一端121.1和第二端121.2,使用于冷却压缩机的制冷剂流体可以喷入压缩机101内,对压缩机工作腔进行冷却。具体来说,可以在压缩机101的壳体上设置与压缩机工作腔流体相通的喷液冷却接口108,并且使连接管122的第二端121.2与喷液冷却接口108流体连通,从而使制冷剂流体能够经过连接管122和喷液冷却接口108喷入压缩机101的工作腔中,对压缩机101工作腔进行冷却。

继续如图1所示,所述的喷液冷却装置包括用于制冷剂液体流过的喷液冷却管道105和用于制冷剂气体流过的气体旁通管道107,喷液冷却管道105具有第一端106.1和第二端106.2,气体旁通管道107也具有第一端109.1和第二端109.2。

其中,喷液冷却管道105的第一端106.1、气体旁通管道107的第一端109.1和连接管122的第一端121.1在汇合点130处汇合在一起,使汇合点130与喷液冷却管道105、气体旁通管道107和连接管122均流体连通,从而使喷液冷却管道105和气体旁通管道107可以通过连接管122与压缩机的喷液冷却接口108流体连通。所述的汇合在一起可以通过管道连接的方式汇合,也可以使用连接管使其汇合在一起。作为一个示例,喷液冷却管道105的第一端106.1、气体旁通管道107的第一端109.1和连接管122的第一端121.1可以通过三通连接管在汇合点130处汇合。

喷液冷却管道105的第二端106.2连接在压缩机排气口125.2和节流装置103之间的液体制冷剂流动路径上,使喷液冷却管道105与高压液体制冷剂流体连通。在图1所示的示例中,喷液冷却管道的第二端106.2可以与制冷剂循环管道110.2连接,使得喷液冷却管道的第二端106.2可以与冷凝器出口126.2流出的高压液体制冷剂流体相通。在其他示例中,喷液冷却管道的第二端106.2也可以与制冷系统中的其他高压液体制冷剂部分相连,例如高压储罐(图中未示出)的液体部分,或者高压储罐的下游管道等部分。

如图1所示,喷液冷却管道105上的第一端106.1和第二端106.2之间设有喷液控制阀门120,通过控制装置118可以控制喷液控制阀门120的开度,从而调节流经喷液冷却管道105的液体制冷剂流量大小。

而气体旁通管道107的第二端109.2连接在压缩机排气口125.2和节流装置103之间的气体制冷剂流动路径上,使气体旁通管道107与高压气体制冷剂流体连通。在图1所示的示例中,气体旁通管道的第二端109.2可以与制冷剂循环管道110.1连接,使得气体旁通管道的第二端109.2可以与压缩机排气口125.2流出的高压气体制冷剂流体相通。在其他示例中,气体旁通管道的第二端109.2也可以与制冷系统中的其他高压气体制冷剂部分相连,例如高压储罐(图中未示出)的气体部分,或者油分离器等部分。

在图1所示的示例中,气体旁通管道107上的第一端109.1和第二端109.2之间设有气体控制阀门111,用于调节流经气体旁通管道107的气体制冷剂流量大小。一般来说,在压缩机开始运行以后该部分气体制冷剂的流量大小不需要调节,使气体流量维持在一定的范围内持续通过连接管122经过喷液冷却接口108喷入压缩机101工作腔即可。在其他示例中也可以不设置该气体控制阀门111,通过调整气体旁通管道107的管道粗细即可调整大致的气体流量。流经气体旁通管道107的气体制冷剂流量的大小可以根据不同的压缩机种类进行设置,作为一个示例,为了不影响制冷效果,流经气体旁通管道107的气体制冷剂流量的大小可以尽可能的小。

仍然如图1所示,压缩机系统中还包括控制装置118和温度传感器119。

其中,温度传感器119被设置在压缩机排气口125.2处,用于检测压缩机101的排气温度,得到温度检测结果,从而根据该温度检测结果,在压缩机在温度过高的时候,能够对其冷却。并且温度传感器119还将该温度检测结果传递给控制装置118,使控制装置118基于该温度检测结果控制喷液控制阀门120的开度,从而调节流经喷液冷却管道105的液体流量大小。

流经喷液冷却管道105的液体制冷剂流量的控制方法可以根据不同的压缩机种类进行设计。作为一个示例,在温度检测结果增加时,控制装置118控制喷液控制阀门120的开度增加,使流经喷液冷却管道105的液体流量增大,从而通过连接管122经过喷液冷却接口108喷入压缩机101工作腔的液体流量也增加。在温度检测结果减小时,控制装置118控制喷液控制阀门120的开度减小,使流经喷液冷却管道105的液体流量减小,从而通过连接管122经过喷液冷却接口108喷入压缩机101工作腔的液体流量也减少。在其他示例中,温度检测结果与喷液控制阀门120开度的关系也可以通过经验函数等方式确定。

下面结合图1详细介绍图1所示的制冷系统的工作过程。

在系统运行的初始阶段,先根据压缩机型号控制气体控制阀门111开启,使少量的高压气体制冷剂也从制冷剂循环管道110.1中流入喷气冷却管道107中,再经过连接管122流入压缩机工作腔中,最后从压缩机排气口125.2排出到制冷剂循环管道110.1中。同时,控制喷液控制阀门120开启到一定开度,使一定量的高压液体制冷剂从制冷剂循环管道110.2中流入喷液冷却管道105中,经过喷液控制阀门120降低压力后,再经过连接管122喷入压缩机工作腔中,在压缩机工作腔中蒸发吸热,从而使压缩机工作腔的温度降低,液体制冷剂蒸发为气体以后再从压缩机排气口125.2排出到制冷剂循环管道110.1中。

随着制冷剂循环的运行,温度传感器119检测到压缩机101的排气温度升高后,则通过控制装置118增大喷液控制阀门120的开度,使经过喷液冷却管道105流入压缩机101工作腔的液体制冷剂增多,从而液体制冷剂蒸发时从压缩机工作腔吸热也更多。

当温度传感器119检测到压缩机101的排气温度降低后,则通过控制装置118减小喷液控制阀门120的开度,使经过喷液冷却管道105流入压缩机101工作腔的液体制冷剂减少,从而液体制冷剂蒸发时从压缩机工作腔吸热也减少。

值得说明的是,由于喷液冷却管道105中的液体制冷剂和气体旁通管道107中的气体制冷剂均来自制冷系统的高压侧,压力大于压缩机工作腔,因此可以保证制冷剂流体始终流向压缩机101的工作腔,在喷液控制阀门120被完全关闭之前,喷液冷却接口108始终处于同时接收液体制冷剂和气体制冷剂的状态。

直至喷液控制阀门120被关闭时,虽然不再存在液体制冷剂经过喷液冷却管道105流入压缩机101工作腔,但是仍然有气体制冷剂经过喷气冷却管道107流入压缩机101工作腔。即使在关闭喷液控制阀门120后,仍然有气体制冷剂经过气体旁通管道107流向喷液冷却接口108,再经过压缩机排气口125.2排出到制冷剂循环管道110.1中,再使部分气体制冷剂再次进入气体旁通管道107中,从而实现气体制冷剂的循环,避免了制冷剂在喷液控制阀门120和喷液冷却接口108之间反复压缩,从根本上避免了关闭喷液控制阀门120后导致的高温以及剧烈震动现象。

尽管参考附图中出示的具体实施方式将对本实用新型进行描述,但是应当理解,在不背离本实用新型教导的精神和范围和背景下,本实用新型的机组可以有许多变化形式。本领域技术普通技术人员还将意识到有不同的方式来改变本实用新型所公开的实施例中的结构细节,均落入本实用新型和权利要求的精神和范围内。

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