压缩机引射回油系统及热泵机组

技术领域

本公开涉及热泵技术领域，尤其涉及一种压缩机引射回油系统及热泵机组。

背景技术

采用双压缩机串联的离心式热泵机组，当双压缩机同时运行时，蒸发器内的气态冷媒先经低压级压缩机双级压缩后，再进入到高压级压缩机进行压缩，接着通过三级压缩得到的高温高压气体最终经高压级压缩机排气口进入到冷凝器中。

高温高压气态冷媒与冷凝器铜管中的冷却水换热后液化成高温高压液态冷媒，经节流装置节流后，成为低温、低压的液态冷媒，最终进入到蒸发器中，与蒸发器铜管中的冷冻水换热后蒸发成气态冷媒，形成制冷循环。

与此同时，压缩机的润滑系统正常运行，采用油润滑轴承的双压缩机串联离心式热泵机组，采用油泵对润滑油进行升压、冷却、过滤后，再进入到压缩机内部对轴承进行润滑，起到保护轴承，减少磨损的作用。

由于压缩机内部零部件装配时存在微小的间隙，随着机组的长期运行，润滑油会不可避免地与制冷剂接触、混合，并随着机组的制冷循环最终存留在蒸发器中。目前离心机组一般采用气态引射回油的方式对残留在蒸发器的润滑油进行回收，但是此种方式有时无法正常使润滑油引射回到油箱。

发明内容

本公开的实施例提供了一种压缩机引射回油系统及热泵机组，能够更加顺利地将润滑油引射至储油部件，从而提高压缩机的润滑效果。

根据本公开的第一方面，提供了一种压缩机引射回油系统，设在换热系统中且包括：

蒸发器；

压缩机组，被配置为对经过蒸发器的冷媒进行压缩；

储油部件，设在压缩机组外，被配置为收集换热系统中的润滑油；

油泵组件，被配置为将储油部件中的润滑油提供至压缩机组；和

引射驱动部件，被配置为利用油泵组件出口的高压润滑油将蒸发器中润滑油和冷媒的液态混合物引射至储油部件中。

在一些实施例中，压缩机组包括串联的低压级压缩机和高压级压缩机，引射驱动部件包括：

第一引射驱动器，被配置为利用油泵组件出口的高压润滑油将蒸发器中的液态混合物引射至低压级压缩机内的储油腔中；和

第二引射驱动器，被配置为利用油泵组件出口的高压润滑油将储油腔内的液态混合物引射至储油部件。

在一些实施例中，油泵组件包括：

低压级油泵，被配置为向低压级压缩机提供润滑油；和

高压级油泵，被配置为向高压级压缩机提供润滑油；

其中，第一引射驱动器被配置为利用低压级油泵出口的润滑油实现引射，第二引射驱动器被配置为利用高压级油泵出口的润滑油实现引射。

在一些实施例中，第一引射驱动器包括：第一引射进口、第一工作进口和第一工作出口，第一引射进口与低压级油泵的出口连通，第一工作进口与蒸发器连通，第一工作出口与储油腔连通；和/或

第二引射驱动器包括：第二引射进口、第二工作进口和第二工作出口，第二引射进口与高压级油泵的出口连通，第二工作进口与储油腔连通，第二工作出口与储油部件连通。

在一些实施例中，油泵组件包括：

低压级油泵，被配置为向低压级压缩机提供润滑油；和

高压级油泵，被配置为向高压级压缩机提供润滑油；

第一引射驱动器和第二引射驱动器均被配置为利用高压级油泵出口的润滑油实现引射，或者均被配置为利用低压级油泵出口的润滑油实现引射。

在一些实施例中，压缩机引射回油系统还包括第一通断阀，设在第一引射驱动器与储油腔连通的第一回油路上，被配置为控制第一回油路的通断。

在一些实施例中，压缩机引射回油系统还包括：

温度检测部件，被配置为检测储油腔内的工作温度；

其中，第一通断阀在储油腔内的工作温度低于预设温度值时处于断开第一回油路的状态。

在一些实施例中，压缩机组包括串联的低压级压缩机和高压级压缩机，油泵组件包括低压级油泵和高压级油泵，低压级油泵被配置为向低压级压缩机提供润滑油，高压级油泵被配置为向高压级压缩机提供润滑油；

引射驱动部件仅包括一个引射驱动器，被配置为利用高压级油泵出口的润滑油直接将蒸发器中的液态混合物引射至储油部件中。

在一些实施例中，储油部件包括相互独立的第一储油件和第二储油件，油泵组件包括低压级油泵和高压级油泵，低压级油泵被配置为将第一储油件中的润滑油提供至低压级压缩机，高压级油泵被配置为将第二储油件中的润滑油提供至高压级压缩机。

在一些实施例中，压缩机组包括串联的低压级压缩机和高压级压缩机，高压级压缩机与储油部件之间通过第二回油路直接连通，以通过压差和重力作用的至少一种实现高压级压缩机的回油。

在一些实施例中，压缩机引射回油系统还包括：第二通断阀，设在第二回油路上，被配置为控制第二回油路的通断。

在一些实施例中，压缩机引射回油系统还包括：

压力检测部件，被配置为检测储油部件内的压力；

其中，第二通断阀在储油部件内的压力高于预设压力值时处于断开第二回油路的状态。

根据本公开的第二方面，提供了一种热泵机组，包括上述实施例的压缩机引射回油系统。

本公开实施例的压缩机引射回油系统，采用液态引射，利用油泵组件出口高压润滑油提供的压力将蒸发器中包含润滑油和冷媒的液态混合物引射至储油部件，由于油泵组件出口的压力较高，而蒸发器中冷媒的压力较低，因此能够建立起足够的压差，将蒸发器中的液态冷媒混合物引射至储油部件中，可使回油更加顺畅。而且，由于蒸发器中冷媒温度较低，在引射至储油部件之后，能够使液态冷媒吸热蒸发，对储油部件进行降温冷却，避免油温较高，提高压缩组件的润滑效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中压缩机引射回油系统的的原理示意图；

图2为本公开压缩机引射回油系统的一些实施例的原理示意图。

附图标记说明

1a、冷凝器；2a、一级气态引射驱动器；3a、蒸发器；4a、低压级油泵；5a、油箱；6a、高压级油泵；7a、低压级压缩机；8a、二级气态引射驱动器；9a、高压级压缩机；

1、第一通断阀；2、第一引射驱动器；3、蒸发器；4、低压级油泵；5、储油部件；6、高压级油泵；7、低压级压缩机；8、第二引射驱动器；9、高压级压缩机；10、第二通断阀；

21、第一引射进口；22、第一工作进口；23、第一工作出口；24、第一回油路；81、第二引射进口；82、第二工作进口；83、第二工作出口；91、第二回油路。

具体实施方式

以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

此外，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者可以间接地在所述另一元件上并且在它们之间插入有一个或更多个中间元件。另外，当元件被称作“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到所述另一元件，或者可以间接地连接到所述另一元件并且在它们之间插入有一个或更多个中间元件。在下文中，同样的附图标记表示同样的元件。

本公开中采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系的描述，这仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

后续实施例中提到的“低压”和“高压”是两者相对而言的。

相关技术中的压缩机引射回油系统采用图1所示的原理图，该系统采用两级引射回油的方式对残留在蒸发器中的润滑油进行回收。在热泵机组工作时，引射回油系统同步工作。

其中，一级引射从冷凝器1a引出高压气态冷媒，通过一级气态引射驱动器2a将蒸发器3a中的油和冷媒的液态混合物引射至低压级压缩机7a的吸气口，由于吸气口压力低，制冷剂从润滑油中分离出来，蒸发为气态冷媒进入低压级压缩机7a进行压缩，分离出来的润滑油进入到低压级压缩机7a壳体底部的储油腔。

二级引射从冷凝器1a(或低压级压缩机7a蜗壳)中引出高压气态冷媒，将低压级压缩机7a壳体底部储油腔中提纯后的润滑油通过二级气态引射驱动器8a引射回到外置的油箱5a。而高压级压缩机9a由于运行时内部压力过高，不参与引射回油系统。油箱5a中包括低压级油泵4a和高压级油泵6a。

由此，针对双压缩机串联高温热泵机组，采用双油泵外置的油箱5a。机组运行时，由于出水温度较高，使整个系统工作压力偏高，导致油箱5a的压力也相对较高。此时从冷凝器1a中取高压气态冷媒进行回油时，由于蒸发器3a压力相对较低，一级引射回油能正常完成；但是由于冷凝器1a与油箱5a无法建立足够的压差，常规的二级引射从冷凝器1a中取的高压气态冷媒可能无法正常将低压级压缩机7a壳体底部储油腔中的润滑油引射回油箱5a，出现无法回油、回油异常或者回油不畅的问题。

如图2所示，本公开提供了一种压缩机引射回油系统，设在换热系统中，例如可设在制冷系统或者热泵系统中。在一些实施例中，压缩机引射回油系统包括：蒸发器3、压缩机组、储油部件5、油泵组件和引射驱动部件。

其中，蒸发器3可采用壳管式蒸发器等，压缩机组被配置为对经过蒸发器3的冷媒进行压缩，压缩机组可包括单级压缩机，或者压缩机组包括串联设置的低压级压缩机7和高压级压缩机9，其中，低压级压缩机7也可实现两级压缩，对于此种情况压缩机组共进行三级压缩。

储油部件5设在压缩机组外，例如，设置为外置的油箱，由于压缩机组内部零部件装配时存在微小间隙，随着机组长期运行，润滑油不可避免地与冷媒接触混合，并随着机组的制冷循环存留在蒸发器中，因此，储油部件5被配置为收集换热系统中的润滑油。

油泵组件被配置为将储油部件5中的润滑油提供至压缩机组，为润滑油的供应提供动力。

引射驱动部件，被配置为利用油泵组件出口的高压润滑油将蒸发器3中润滑油和冷媒的液态混合物引射至储油部件5中。引射驱动部件的工作原理是利用高速高能流体对低速低能流进行引射，例如气态或液态的高压流体，射流经收缩形喷嘴进入到混合室，其周围是被引射流，通过外界的掺混作用，引射流将能量传递给被引射流，掺混形成的混合区逐渐扩大而充满整个混合室，再经过一段混合过程至混合室出口，流动几乎成为均匀流，后面还设置有扩压器以便降低流速，从而提高静压。

该实施例采用液态引射，替代传统的气态冷媒引射方案，利用油泵组件出口高压润滑油提供的压力将蒸发器3中包含润滑油和冷媒的液态混合物引射至储油部件5，由于油泵组件出口的压力较高，而蒸发器3中冷媒的压力较低，因此能够建立起足够的压差，将蒸发器3中的液态冷媒混合物引射至储油部件5中，可使回油更加顺畅。而且，由于蒸发器3中冷媒温度较低，在引射至储油部件5之后，能够使液态冷媒吸热蒸发，对储油部件5进行降温冷却，避免油温较高，提高压缩组件的润滑效果。

在一些实施例中，如图2所示，压缩机组包括串联的低压级压缩机7和高压级压缩机9，引射驱动部件包括：第一引射驱动器2和第二引射驱动器8。第一引射驱动器2和第二引射驱动器8构成两级引射对低压级压缩机7进行回油。

其中，第一引射驱动器2被配置为利用油泵组件出口的高压润滑油将蒸发器3中润滑油和冷媒的液态混合物引射至低压级压缩机7内的储油腔中，具体地，低压级压缩机7内设有齿轮箱，储油腔可设在齿轮箱的底部；和第二引射驱动器8被配置为利用油泵组件出口的高压润滑油将储油腔内润滑油和冷媒的液态混合物引射至储油部件5。

该实施例的工作原理为：一级引射从油泵组件出口取高压润滑油(油压为P1)进入第一引射驱动器2，将蒸发器3中的液态混合物(含大量液态冷媒)引射至低压级压缩机7内的储油腔中，液态冷媒吸收低压级压缩机7齿轮箱中大量热量蒸发为气态冷媒与油液分离，同时对齿轮箱内部降温冷却。二级引射从油泵组件出口取高压润滑油(油压为P2，P2>P1)进入第二引射驱动器8，将低压级压缩机7储油腔内的润滑油(含少量液态冷媒)引射至外置的储油部件5，液态冷媒吸收储油部件5内的大量热量蒸发为气态冷媒，使储油部件5内温度降低得到冷却，而气态冷媒最终经平衡管进入到压缩机组吸气口进行压缩循环。

由此，该实施例对低压级压缩机7的回油采用两级串联引射，能够降低单级引射需的驱动源压力，使引射回油过程更加稳定，保证回油更加顺畅；而且，在将蒸发器3中的液态混合物引射至储油部件5的过程中，可对低压级压缩机7的齿轮箱进行冷却降温，提高低压级压缩机7的工作性能；另外，蒸发器3中的液态混合物先进入低压级压缩机7，可吸收低压级压缩机7内的热量适当升温，与蒸发器3中的液态混合物直接引射至储油部件5相比，可防止进入储油部件5中的液态冷媒过多导致油温过冷，从而保证油液的润滑效果。

在一些实施例中，如图2所示，油泵组件包括：低压级油泵4和高压级油泵6。低压级油泵4被配置为向低压级压缩机7提供润滑油，高压级油泵6被配置为向高压级压缩机9提供润滑油。其中，第一引射驱动器2被配置为利用低压级油泵4出口的润滑油实现引射，第二引射驱动器8被配置为利用高压级油泵6出口的润滑油实现引射。

该实施例的工作原理为：一级引射从低压级油泵4出口取高压润滑油(油压为P1)进入第一引射驱动器2，将蒸发器3中的液态混合物(含大量液态冷媒)引射至低压级压缩机7内的储油腔中，液态冷媒吸收低压级压缩机7齿轮箱中大量热量蒸发为气态冷媒与油液分离，同时对齿轮箱内部降温冷却。二级引射从高压级油泵6的出口取高压润滑油(油压为P2，P2>P1)进入第二引射驱动器8，将低压级压缩机7储油腔内的润滑油(含少量液态冷媒)引射至外置的储油部件5，液态冷媒吸收储油部件5内的大量热量蒸发为气态冷媒，使储油部件5内温度降低得到冷却，而气态冷媒最终经平衡管进入到压缩机组吸气口进行压缩循环。

由于一级引射从低压级油泵4取高压润滑油，其压力小于高压级油泵6出口的压力，可减小进入低压级压缩机7储油腔内的液态混合物压力，以便二级引射在高压级油泵6的出口与低压级压缩机7储油腔之间可靠地建立起足够的压差，实现两级串联引射，从而更加顺畅地对低压级压缩机7进行回油。而且，液态混合物以较低的速度进入储油腔内，可减小对低压级压缩机7工作性能的影响。此外，在将蒸发器3中的液态混合物引射至储油腔后，可对低压级压缩机7的齿轮箱进行冷却降温，提高低压级压缩机7的工作性能，且液态冷媒经过齿轮箱后会相变吸热，使二级引射回到储油部件5中的液态冷媒含量相对较小，能在对储油部件5降温的同时防止油温过低。

一级液态引射回油回路和二级液态引射回油回路为串联连接，且二级液态引射回油回油的驱动源压力需大于一级液态引射回油回油的驱动源压力，即必须保证P2>P1。

在一些实施例中，如图2所示，第一引射驱动器2包括：第一引射进口21、第一工作进口22和第一工作出口23，其中，第一引射进口21与低压级油泵4的出口连通，第一工作进口22与蒸发器3的冷媒进口连通，第一工作出口23与低压级压缩机7的储油腔连通。和/或第二引射驱动器8包括：第二引射进口81、第二工作进口82和第二工作出口83，其中，第二引射进口81与高压级油泵6的出口连通，第二工作进口82与低压级压缩机7的储油腔连通，第二工作出口83与储油部件5连通。

对于两级引射回油方式，在另一些实施例中，油泵组件包括：低压级油泵4和高压级油泵6，低压级油泵4被配置为向低压级压缩机7提供润滑油，高压级油泵6被配置为向高压级压缩机9提供润滑油。第一引射驱动器2和第二引射驱动器8均被配置为利用高压级油泵6出口的润滑油实现引射，或者均被配置为利用低压级油泵4出口的润滑油实现引射。

在一些实施例中，对于两级引射系统，压缩机引射回油系统还包括第一通断阀1，设在第一引射驱动器2与储油腔连通的第一回油路24上，被配置为控制第一回油路24的通断。例如，第一通断阀1可以为电磁阀。

该实施例在利用油泵组件出口的高压液态润滑油进行引射回油时，通过在第一回油路24上设置第一通断阀1，能够在低压级压缩机7齿轮箱内部在回油过程中过冷时，关断第一通断阀1暂停回油，由此可根据齿轮箱的工作温度选择回油时机。二级液态引射回油为常开回路。

进一步地，压缩机引射回油系统还包括：温度检测部件，被配置为检测储油腔内的工作温度。其中，第一通断阀1在储油腔内的工作温度低于预设温度值时处于断开第一回油路24的状态，而且可在储油腔内的工作温度不低于预设温度值时处于接通第一回油路24的状态。

该实施例能够自动控制低压级压缩机7引射回油的开启时机，在实现低压级压缩机7引射回油的基础上，保证压缩机组的工作性能。

在另一些实施例中，压缩机组包括串联的低压级压缩机7和高压级压缩机9，油泵组件包括低压级油泵4和高压级油泵6，低压级油泵4被配置为向低压级压缩机7提供润滑油，高压级油泵6被配置为向高压级压缩机9提供润滑油。在此基础上，引射驱动部件仅包括一个引射驱动器，被配置为利用高压级油泵6出口的润滑油直接将蒸发器3中润滑油和冷媒的液态混合物引射至储油部件5中。

该实施例采用单级引射回油，能够简化回油系统结构，且不会对压缩机组的工作带来影响。

对于上述实施例，储油部件5可采用如下结构形式。

在一些实施例中，储油部件5可采用单个油箱，即低压级压缩机7和高压级压缩机9通过储油部件5的同一容纳腔供油。此种结构能够对低压级压缩机7和高压级压缩机9回油量进行平衡，以满足两级压缩机的润滑需求，而且能够平衡低压级压缩机7和高压级压缩机9的回油压力，防止高压级压缩机9回油压力较高，从而提高储油部件5的使用安全性。

在另一些实施例中，储油部件5包括相互独立的第一储油件和第二储油件，油泵组件包括低压级油泵4和高压级油泵6，低压级油泵4被配置为将第一储油件中的润滑油提供至低压级压缩机7，高压级油泵6被配置为将第二储油件中的润滑油提供至高压级压缩机9。对于储油部件5采用两个独立储油件的实施例，低压级压缩机7仍可采用前面提到的单级或双级引射回油方式。

在上述实施例的基础上，压缩机组包括串联的低压级压缩机7和高压级压缩机9，高压级压缩机9与储油部件5之间通过第二回油路91直接连通，以通过压差和重力作用的至少一种实现高压级压缩机9的回油。

该实施例考虑到高压级压缩机9运行时内部压力过高，因此不采用引射回油，由于高压级压缩机9的工作压力大于储油部件5内的压力，因此通过压差作用就能实现高压级压缩机9的回油；而且高压级压缩机9设在储油部件5上方，因此也能依靠重力作用实现高压级压缩机9的回油。此种机构可在简化系统结构，提高系统工作安全性的同时，保证高压级压缩机9回油顺畅。

在一些实施例中，压缩机引射回油系统还包括：第二通断阀10，设在第二回油路91上，被配置为控制第二回油路91的通断。例如，第二通断阀10可为电磁阀。

由于高压级压缩机9运行时内部压力较高，通过设置第二通断阀10，能够在储油部件5内的压力过高时，关断第二通断阀10暂停回油，防止高压级压缩机9的压力不断地传递给储油部件5造成压力过高，以免造成回油困难，并提高储油部件5的工作安全性。由此，可根据储油部件5内的压力选择高压级压缩机9的回油时机。

进一步地，压缩机引射回油系统还包括：压力检测部件，被配置为检测储油部件5内的压力。其中，第二通断阀10在储油部件5内的压力高于预设压力值时处于断开第二回油路91的状态，而且可在储油腔内的工作温度不高于预设压力值时处于接通第二回油路91的状态。

该实施例能够自动控制高压级压缩机9回油的开启时机，在实现高压级压缩机9回油功能的基础上，保证储油部件5工作的安全性，避免第二回油路91常开导致储油部件5内压力持续上升导致回油异常。

其次，本公开还提供了一种热泵机组，包括上述实施例的压缩机引射回油系统。

以上对本公开所提供的一种压缩机引射回油系统及热泵机组进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。