專利名稱：空調(diào)系統(tǒng)油分離器輔助裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)系統(tǒng)，尤其是涉及空調(diào)系統(tǒng)中變頻或變?nèi)萘繅嚎s -f幾的油分離器的回油輔助裝置及控制壓縮^L回油的方法
背景技術(shù)：
空調(diào)壓縮機內(nèi)的潤滑油對壓縮機的正常運行是非常重要的，在 空調(diào)運行的任何時刻都必須保證壓縮機內(nèi)有充足的潤滑油。
空調(diào)機組運行時，壓縮機中的潤滑油會隨著制冷劑的循環(huán)被帶到
各室內(nèi)機及配管中，如果被帶走的壓縮機潤滑油不能及時地回到壓縮
機中，則壓縮機中的潤滑油會越來越少，壓縮機中的軸承、蝸旋盤等
運動接觸部件就會因為缺油運轉(zhuǎn)造成嚴重磨損，從而導致壓縮機卡
缸、抱軸、燒線圏，使壓縮機損壞。因此，空調(diào)機組運行時必須保證
壓縮機正常有效的回油。目前，市場上的許多大中型空調(diào)系統(tǒng)普遍采
用成本較低的回油裝置，即油分離器與回油毛細管結(jié)合使用的回油裝
置。在使用定頻壓縮機的系統(tǒng)中，壓縮機運行時的排油率基本上是一
定的，因此在定頻系統(tǒng)中使用這種裝置可以在較大的范圍內(nèi)滿足壓縮
機回油的需求。但是，在使用變頻或變?nèi)萘繅嚎s機的系統(tǒng)中，當壓縮
機運行的頻率或容量變化時，壓縮機的排油率就會隨著變化，即當 壓縮機頻率或容量升高時，排油率就升高，從壓縮機中排出的壓縮機 潤滑油就越多；當壓縮機頻率或容量降低時，排油率就降低，從壓縮 機中排出的壓縮機潤滑油就越少。因此，在使用變頻或變?nèi)萘繅嚎s機
的系統(tǒng)中，筒單采用一個油分離器和某一規(guī)格的回油毛細管，可以滿 足該壓縮機運行在某一頻率或某一容量以下的回油需求，而難以在任 何情況下都滿足壓縮機回油的需求，尤其是壓縮機高頻率或大容量運
轉(zhuǎn)時的回油需求；如果通過采用較大規(guī)格的回油毛細管，可以滿足壓 縮才幾在各種運行情況下回油的需求，但是這樣相當于在壓縮才幾低壓和 高壓之間一直加有一個卸載，必然會^f吏整個系統(tǒng)的EER/C0P (能效比 /性能系數(shù))大幅降低，也使制冷制熱效果下降。
在使用變頻或變?nèi)萘繅嚎s機和普通油分離器的空調(diào)系統(tǒng)中，保證 壓縮機回油良好與保證系統(tǒng)高EER/C0P及制冷制熱效果良好是一個 矛盾。要么為了保證較好的EER/COP和制冷制熱效果，使用規(guī)格較小 的回油毛細管，而不能滿足壓縮機運行在較高頻率或大容量(排油率 4交大)時的回油需求；要么以犧牲系統(tǒng)運行時的EER/COP和制冷制熱 效果為代價，通過采用較大規(guī)格的回油毛細管以滿足壓縮機在最高頻 率或最大容量下的回油需求，以滿足壓縮機運行在任何頻率或容量下 的回油需求。
采用油分離器加回油毛細管的空調(diào)系統(tǒng)，是通過回油毛細管將油 分離器分離出的潤滑油回到壓縮機中，若機組安裝維修進入少許水分 或異物，回油毛細管就極容易被異物堵塞或發(fā)生冰堵，這時候壓縮機 潤滑油就無法正?；氐綁嚎s機中了 ，時間一長壓縮機就會因缺油運轉(zhuǎn) 而損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出 一種空調(diào)系統(tǒng)油分離器輔助裝置，在確?？?br> 調(diào)系統(tǒng)高EER/COP及制冷制熱效果良好的條件下，既能夠滿足壓縮機 在最高頻率或最大容量下的回油需求，又滿足壓縮機運行在任何頻率 或容量下的回油需求。
本發(fā)明的目的采用以下方案實現(xiàn)的，根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)油分 離器輔助裝置是由壓縮機、油分離器和回油毛細管組成，該裝置在壓 縮機排氣側(cè)的油分離器的出油口與壓縮機吸氣管之間，與回油毛細管 并聯(lián)設(shè)置一支管，該支管上串連一個電磁閥。
所述的電^f茲閥與空調(diào)系統(tǒng)的卸載閥合并為一個，通過程序分別控 制該電磁閥實現(xiàn)卸載或回油的功能。
該油分離器輔助裝置還包括一個視液管，豎直設(shè)置在在油分離器 的出油口和出氣口之間。
所述的視液管為透明管，以便于實驗觀察回油情況。
根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)油分離器輔助裝置的控制方法，該方法包 括對回油毛細管的選定和對電石茲閥開啟的周期和持續(xù)時間的控制的步驟。
所述回油毛細管的選定步驟包括，關(guān)閉卸載閥；測試系統(tǒng)在不同 毛細管的規(guī)格時的制冷制熱能力及EER/C0P;將制冷制熱能力發(fā)揮最 佳、EER/COP最高時回油毛細管的失見格，選定為回油毛細管的確定步見 格。將系統(tǒng)綜合衡量，其性能最優(yōu)時的回油毛細管的規(guī)格，選定為回 油毛細管的確定規(guī)格。
對電磁閥開啟的周期和持續(xù)時間的控制包括
確定回油毛細管回油能力恰好與壓縮機排油率平衡時的壓縮機
頻率f或容量v。
當時壓縮機頻率f或容量v大于壓縮機排油率平衡時的壓縮機頻 率f或容量v時，開啟電磁閥一定時間；
電磁閥開啟的周期和持續(xù)時間通過試驗確定。
確定電磁閥開啟的周期和持續(xù)時間的試驗包括步驟 將壓縮機的運行頻率從最低運行頻率逐漸升高到最高運行頻
率；
觀察與油分離器并聯(lián)的豎直視液管中液位的變化，當管中液位基
本不變時，確定此時運4于頻率為回油毛細管回油能力與壓縮初4非油
率平衡時的頻率，此時該回油毛細管達到其最大回油能力；
在壓縮機頻率小于上述平衡時的頻率時，設(shè)置輔助裝置中的電石茲
閥不作回油控制，在頻率大于上述平衡時的頻率時，按照一定的周期
和持續(xù)時間開啟輔助裝置中的電^f茲閥。
所述電磁閥開啟的周期和持續(xù)時間的確定步驟包括 將壓縮機頻率定為最高頻率；
觀察視液管中的液位變化，當視液管中液位將要達到油分離器的 出氣管進入口高度時，確定為電磁閥開啟時刻，當視液管中的液位降 至油分離器的出油口位置時，確定為電磁閥關(guān)閉時刻；
通過電磁閥開啟時刻和電磁閥關(guān)閉時刻確定電磁閥在運行的所 述平衡頻率和最高頻率之間的開啟的周期和持續(xù)時間。
通過反復多次實施輔助裝置中的確定電磁閥開啟的周期和持續(xù) 時間的所述確定步驟，確定壓縮機在平衡運行頻率和最高運行頻率之 間，電磁閥的最佳開啟周期及持續(xù)時間。
在壓縮機的平衡運行頻率和最高運行頻率之間劃分若干頻率段， 對每個頻率段實施所述確定步驟，確定電磁閥在各個頻率段的最佳開 啟周期及持續(xù)時間。
在使用變?nèi)萘康膲嚎s機中，采取所述的步驟，確定電磁閥在平衡 運行容量和最高運行容量之間的最佳開啟周期及持續(xù)時間。
在使用變?nèi)萘康膲嚎s機中，采取所述的步驟，確定電磁閥在各個 容量段的最佳開啟周期及持續(xù)時間。
本發(fā)明中的油分離器輔助裝置，可以有效解決變頻或變?nèi)萘靠照{(diào)
系統(tǒng)保證壓縮機正?；赜团c實現(xiàn)高EER/C0P及良好的制冷制熱效果 之間的矛盾，即保證空調(diào)系統(tǒng)在高EER/C0P運行狀態(tài)下，壓縮機能夠 得到充足的回油。在保證壓縮機回油的同時，提高系統(tǒng)運行時的 EER/C0P,增大系統(tǒng)的制冷制熱能力。
系統(tǒng)中的卸栽閥可以與該裝置中的電磁閥并為一個，在對該系統(tǒng) 中的電磁閥進行卸載控制時，也同時實現(xiàn)了壓縮機的快速回油，從而 進一步優(yōu)化了壓縮機的回油效果，而系統(tǒng)成本卻沒有任何增加。


圖l是本發(fā)明的油分離器輔助裝置的示意圖。 其中
11壓縮才幾 14 卸載電^茲閥
12油分離器 15 回油毛細管
13視液管 16 支管
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細說明，圖l是本發(fā)明的油分離器 輔助裝置的示意圖，如圖所示，在壓縮機ll的排氣側(cè)的油分離器13 的出油口與壓縮機ll吸氣管之間用支管16串連一個電磁閥14,該 電磁閥14因具備空調(diào)系統(tǒng)中卸載閥的特征，因此采用該裝置后，系 統(tǒng)中的卸載閥可以與該裝置中的電磁閥14合并為一個，通過程序分 別控制其實現(xiàn)卸載或回油的功能；該裝置中的回油毛細管通15過支 管16與電磁閥并聯(lián)在同一回路上。
本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)油分離器輔助裝置及回油控制方法包括對回 油毛細管的選定和電磁閥開啟的周期和持續(xù)時間的控制。
回油毛細管規(guī)格的確定在卸載閥關(guān)閉時，進行制冷制熱能力及 EER/C0P測試，通過更換不同毛細管的規(guī)格，確定系統(tǒng)',在制冷制熱能力發(fā)揮最佳、EER/C0P最高(或綜合衡量性能最優(yōu))時回油毛細 管的規(guī)格，作為回油毛細管的確定規(guī)格。
輔助裝置的控制方法確定確定回油毛細管規(guī)格后，進行實驗驗 證(驗證時必須借助視液鏡、視液管等特殊裝置)，確定回油毛細管 回油能力恰好與壓縮機排油率平衡時的壓縮機頻率f或容量v。于是 通過壓縮機的排油特性就可以知道，在壓縮機頻率小于f或容量小于 v時，回油毛細管的回油能力是足夠的，這時電磁閥14僅進行卸載 控制即可；而在壓縮機頻率大于f或容量大于v時，回油毛細管15 的回油能力則不足，這時壓縮機11排出的油量將大于從回油毛細管 15回到壓縮機的油量，這種情況下就必須通過控制卸載電磁閥14定 期開啟一定時間，將油分離器12中分離出來的油迅速回到壓縮機ll 中，以保_〖正壓縮^1中具有充足的潤滑油。
該輔助裝置中，在回油毛細管15的回油能力則不足時，控制卸 載電磁閥14開啟的周期和持續(xù)時間需要通過實驗確定。由變頻或變 容量壓縮機的排油特性可知，應(yīng)該在壓縮機排油量最大的情況下，進 行實驗確定的電磁閥開啟周期和持續(xù)時間，因為電磁閥14的回油控 制只要能滿足在壓縮機排油率最大時的回油要求，其他運行情況下的 回油需求當然也是能夠滿足的；實際上，電磁閥14的開啟周期和持 續(xù)時間設(shè)置也可以分頻率,爻或容量4史進行細分，例如在壓縮枳逸行 在較高的頻率段或容量段時，由于壓縮機排油率較大，電磁閥開啟的 周期就需要設(shè)得短一些，開啟時間設(shè)得長一些；在壓縮機運行在較低 的頻率,殳或容量段時，由于壓縮機排油率較小，電磁閥開啟的周期就 需要設(shè)得長一些，開啟時間設(shè)得短一些。每個頻率段設(shè)置的電磁閥的 開啟周期和持續(xù)時間均需要通過實驗確定，目的都是在保證壓縮機正 ?；赜偷那闆r下，充分保證系統(tǒng)的EER/COP和制冷制熱效果。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在一臺壓縮機運行頻率范圍為
30-120HZ的空調(diào)中，事先將一視液管13豎直設(shè)置在在油分離器12 的出油口和出氣口之間，該視液管13為特制透明管，以便于實驗觀 察回油情況。進行實驗時，先通過調(diào)整回油毛細管15的規(guī)格，使該 空調(diào)獲得最佳的EER/COP及最佳制冷制熱效果，從而確定此時回油毛 細管規(guī)格。例如，確定規(guī)格為內(nèi)徑1.2mm,長度1400imn。確定好回 油毛細管規(guī)格后，從30HZ開始逐漸升高壓縮機頻率，并觀察與油分 離器12并聯(lián)的豎直視液管13中的液位變化，當管中液位基本不變時， 該回油毛細管15已經(jīng)達到其最大回油能力，這時若再升頻則會造成 回油毛細管15的回油能力不足，這樣就確定回油毛細管15回油能力 與壓縮機ll排油率平衡時的頻率為85HZ。于是，在壓縮機頻率小于 85HZ時，該輔助裝置中的電磁閥14就不用作回油控制。在頻率大于 85HZ時，該輔助裝置中的電磁閥14就必須定期開啟一定時間，以保 i正壓縮才幾11的回油。4艮據(jù)變頻壓縮枳4非油特性，如果在120HZ可以 滿足壓縮機的回油需求，85-120HZ之間也必然能滿足。因此，在實 驗時將壓縮機頻率定為120HZ,觀察視液管13中的液位變化，當視 液管13中液位將要達到油分離器12的出氣管進入口高度時，將電磁 閥打開，當視液管中的液位降至油分離器12的出油口位置的高度再 關(guān)閉電磁閥。通過對上述電磁閥打開時刻和電磁閥關(guān)閉時刻的計算， 確定電磁閥開啟的持續(xù)時間，通過電磁閥關(guān)閉后再次打開的時間，確 定電磁閥開啟周期，就這樣反復實驗就可以確定壓縮機運行頻率在 85-120HZ之間時，電磁閥的最佳開啟周期及持續(xù)時間。例如，根據(jù) 實驗結(jié)果，設(shè)定電磁闊每隔50分鐘開啟20秒就可以滿足壓縮機回油 的需求。
該輔助裝置根據(jù)頻率段或容量段控制的方法，在劃分好頻率段或 容量段后與上述實例基本相同，此處不再贅述。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明實施 的范圍。所以凡依本發(fā)明申請范圍所述的方法、特征及精神所為均是 等同變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的申請專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)系統(tǒng)油分離器輔助裝置，是由壓縮機、油分離器和回油毛細管組成，其特征在于，在壓縮機排氣側(cè)的油分離器的出油口與壓縮機吸氣管之間，設(shè)置一支管，該支管與回油毛細管并聯(lián)，其上串連一個電磁閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油分離器輔助裝置，其特征在于，所 述的電磁閥與空調(diào)系統(tǒng)的卸載閥合并為一個，通過程序控制該電磁閥 分別實現(xiàn)卸載或回油的功能。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油分離器輔助裝置，其特征在于，還 包括一視液管，豎直設(shè)置在在油分離器的出油口和出氣口之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的油分離器輔助裝置，其特征在于，所 述的視液管為透明管，用于觀察油分離器的回油情況。
5. —種空調(diào)系統(tǒng)油分離器輔助裝置的控制方法，其特征在于包 括步驟對回油毛細管的選定；對電磁閥開啟的周期和持續(xù)時間的控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的油分離器輔助裝置的控制方法，其特 征在于，所述回油毛細管的選定步驟包括關(guān)閉卸載閥；測試在不同毛細管的規(guī)格時系統(tǒng)的制冷制熱能力及EER/C0P; 將系統(tǒng)的制冷制熱能力發(fā)揮最佳、EER/C0P最高時的回油毛細管 的規(guī)格，選定為回油毛細管的規(guī)格。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的油分離器輔助裝置的控制方法，其特 征在于，將系統(tǒng)綜合衡量性能最優(yōu)時的回油毛細管的規(guī)格，選定為回 油毛細管的規(guī)格。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的油分離器輔助裝置的控制方法，其特征在于，對電磁閥開啟的周期和持續(xù)時間的控制包括確定回油毛細管回油能力恰好與壓縮機排油率平衡時的壓縮機頻率，當時壓縮才幾頻率大于壓縮枳4非油率平衡時的壓縮才幾頻率時，開啟 電i茲閥一定時間；所述電磁閥開啟一定時間的周期和持續(xù)時間通過試驗確定。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的油分離器輔助裝置的控制方法，其特 征在于，確定電磁閥開啟的周期和持續(xù)時間的確定包括步驟將壓縮機的運行頻率從最低運行頻率逐漸升高到最高運行頻率；觀察與油分離器并聯(lián)的豎直視液管中液位的變化，當管中液位基 本不變時，確定此時運行頻率為回油毛細管回油能力與壓縮機排油 率的平衡頻率，此時該回油毛細管達到其最大回油能力；在壓縮機頻率小于上述平衡頻率時，設(shè)置輔助裝置中的電磁閥不 作回油控制，在頻率大于上述平衡頻率時，按照一定的周期和持續(xù)時 間開啟輔助裝置中的電磁閥。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的油分離器輔助裝置的控制方法，其特 征在于，所述電磁闊開啟的一定的周期和持續(xù)時間的確定步驟包括將壓縮機頻率定為最高頻率；觀察視液管中的液位變化，當視液管中液位將要達到油分離器的 出氣管進入口高度時，確定為電》茲閥開啟時刻，當視液管中的液位降 至油分離器的出油口位置時，確定為電磁閥關(guān)閉時刻；通過電磁閥開啟時刻和電磁閥關(guān)閉時刻確定電磁閥在運行的所 述平衡頻率和最高頻率之間的開啟的周期和持續(xù)時間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的油分離器輔助裝置的控制方法，其特征在于，通過反復多次實施所述確定步驟，確定壓縮機在平衡運行 頻率和最高運行頻率之間，電^P茲閥的最佳開啟周期及持續(xù)時間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的油分離器輔助裝置的控制方法，其 特征在于，在壓縮機的平衡運行頻率和最高運行頻率之間劃分若干頻 率段，對每個頻率段實施所述確定步驟，確定電磁閥在各個頻率段的 最佳開啟周期及持續(xù)時間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求5至11中任一個所述的油分離器輔助裝置的 控制方法，其特征在于，在使用變?nèi)萘康膲嚎s機中，采取所述的步驟， 確定電磁閥在平衡運行容量和最高運行容量之間的最佳開啟周期及 持續(xù)時間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的油分離器輔助裝置的控制方法，其 特征在于，在使用變?nèi)萘康膲嚎s機中，采取所述的步驟，確定電磁閥 在各個容量段的最佳開啟周期及持續(xù)時間。
全文摘要
本發(fā)明是一種空調(diào)系統(tǒng)油分離器輔助裝置及對該輔助裝置的控制方法，該輔助裝置是由壓縮機、油分離器和回油毛細管組成，在壓縮機排氣側(cè)的油分離器的出油口與壓縮機吸氣管之間，與回油毛細管并聯(lián)設(shè)置一支管，該支管上串連一個電磁閥。電磁閥與空調(diào)系統(tǒng)的卸載閥合并為一個，通過程序分別控制該電磁閥實現(xiàn)卸載或回油的功能。該油分離器輔助裝置的控制方法，包括對回油毛細管的選定和對電磁閥開啟的周期和持續(xù)時間的控制的步驟。本發(fā)明可以有效解決變頻或變?nèi)萘靠照{(diào)系統(tǒng)保證壓縮機正常回油與實現(xiàn)高EER/COP及良好的制冷制熱效果之間的矛盾，系統(tǒng)中的卸載閥可以與該裝置中的電磁閥并為一個，優(yōu)化了壓縮機的回油效果，而系統(tǒng)成本卻沒有任何增加。
文檔編號F04B39/04GK101173656SQ200610137740
公開日2008年5月7日 申請日期2006年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者何建奇, 張曉蘭, 杜光林, 毛守博, 虬 涂 申請人:海爾集團公司;青島海爾空調(diào)電子有限公司