[发明专利]冷却器压缩机油调节

说明书

发明领域

本文公开的主题涉及制冷系统，并且更具体地说涉及具有变频驱动器的制冷系统压缩机。

背景

用于许多制冷系统中的压缩机大体上需要对压缩机电动机的速度进行紧密控制，以便在变化的负载条件下使系统维持在期望限度内。此类制冷系统可包括电动机速度是通过结合变频驱动器(VFD)来变化的压缩机，所述变频驱动器包括产生热量并且需要冷却的功率电子部件。

对于使用滚动元件轴承的VFD压缩机，为确保可靠操作所需要的油粘度是转速的函数。一些压缩机以低速运行并且可能需要高粘度的油。为了实现典型制冷剂和油混合物的高粘度，需要针对给定的混合物压力而获取最佳温度。这通常使用油冷却或补充电热来实现。因此，期望在不需要补充电热的情况下或没有因油冷却引起的过多附加损失的情况下实现所需的油粘度，以实现更有效的操作。

发明简述

在一方面，提供制冷系统。制冷系统包括耦接到变频驱动器(VFD)的压缩机、冷凝器、蒸发器、油分离器和油调节回路。油调节回路热耦接到VFD，并且被配置来用VFD产生的热量加热来自油分离器的油。

在另一方面，提供对制冷系统中的油进行调节的方法，所述制冷系统包括耦接到变频装置(VFD)的压缩机、冷凝器、蒸发器、油分离器和油调节回路。所述方法包括将油从压缩机提供到油分离器；使油调节回路与VFD热耦接；将油供应到油调节回路；以及用VFD产生的热量来加热油调节回路中的油。

附图简述

在本说明书的结论处的权利要求书中具体指出并明确要求保护被认为是本发明的主题。本发明的前述和其他特征以及优点从以下结合附图进行的详述显而易见，在附图中：

图1是示例性制冷系统的示意图；

图2是另一示例性制冷系统的示意图；

图3是再另一示例性制冷系统的示意图；以及

图4是再另一示例性制冷系统的示意图。

发明详述

图1示出示例性制冷系统10，其大体上包括压缩机12、冷凝器14、膨胀装置16和蒸发器18。冷凝器14布置成经由排出线路20接收来自压缩机12的处于蒸汽状态的高压制冷剂。制冷剂在冷凝器14中冷凝，并且经由管道线路22供应到蒸发器18。通常，使用带走冷凝热的冷却水、空气等来冷却冷凝器14中的制冷剂。膨胀装置16(例如，膨胀阀)安装在管道线路22内，并且用来使液体制冷剂节流到较低压力处并调节通过系统的制冷剂流量。由于膨胀过程，制冷剂的温度和压力在进入蒸发器18之前降低。

在蒸发器18中，使制冷剂与待冷却的物质(诸如水)处于热传递关系。处于较低压力的制冷剂吸收正在冷却的物质的热量，并且制冷剂随后被蒸发。饱和蒸汽随之经由压缩机入口线路24从蒸发器18抽出，并且被压缩以再次开始循环。

在示例性实施方案中，制冷系统10还包括设置在线路20上的油分离器30、电动机32和变频驱动器(VFD)34。油分离器30从蒸汽制冷剂中去除油并且经由回油线路38使分离的油返回到压缩机12，所述回油线路38可任选地包括泵39。电动机32驱动压缩机12，并且VFD 34控制电动机32的速度。VFD 34包括可需要冷却的功率电子器件，以便驱动器在系统的操作范围内于最佳条件下运行。

如图1所示，制冷系统10包括油调节回路40，所述油调节回路40大体上包括供应管道42、油泵44、热交换器46、风扇48和返回管道50。调节回路40被配置来调节油以实现压缩机12所期望的温度和粘度。例如，对于包括滚动元件轴承的压缩机来说，高粘度油是所期望的。

操作中，在油分离器30内使油与压缩的制冷剂分离。泵44通过供应管道42将分离的油供应到热交换器46，在所述热交换器46中油被VFD 34产生的废热加热。对油进行加热消耗了VFD 34内产生的热量。在一个实施方案中，VFD 34由任选的风扇48冷却，所述任选的风扇48吹送VFD 34加热的空气跨过热交换器46；或通过油与冷却板(未示出)之间的热传递冷却，所述冷却板与功率电子部件接触。加热的油接着经由返回管道50返回到油分离器30，并且随后经由回油线路38供应到压缩机12。

这样，油调节回路40使用由VFD 34产生的废热作为用于油调节的热源。这减少了或消除了对附加VFD散热技术的需要，例如对外部风扇和泵、来自冷却器的制冷剂或来自冷却器的水的使用。消除或减少来自冷却器的制冷剂或水的使用随后提高了制冷系统10的效率。