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技术领域

本发明涉及螺杆压缩机制冷技术领域,尤其涉及一种基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统。

背景技术

国内现有的螺杆制冷压缩机润滑油冷却、吸气、排气基本流程如下:

(1)螺杆制冷压缩机润滑油冷却的基本流程如下:起动电机驱动油泵,机组排气压力与吸气压力压力差达到要求时,油泵及电机停止,依靠压差供油;润滑油从油冷却器经过滤器泵入润滑油分配管路以对压缩机的螺杆转子的运行和密封转子的间隙进行密封,同时转子的轴承进行喷油润滑,在压缩机转子工作容积内的润滑油挤压受热温度升高,同时转子的轴承内的润滑油温度升高,高温润滑油在压缩机排气压力作用下排入到卧式油气分离器内以进行过热的制冷剂和油的分离,润滑油经过滤器后进入到油冷却器,辅助贮液器从进口进入液态制冷剂氨或氟,蒸发后的气体再进入到辅助贮液器内;另一路润滑油,进入到能量控制滑阀,润滑油经分配后进行减载或增载;控制螺杆压缩机容量范围10%~100%,从而根据不同的蒸发温度调整螺杆压缩机内的容积比,以此获得最佳的排出压力和保持最大效率。

(2)螺杆制冷压缩机吸气基本流程如下:螺杆压缩机经吸气过滤器从低压循环桶吸走由泵送到蒸发器内的液氨蒸发后形成的气态氨气。

(3)螺杆制冷压缩机排气基本流程如下:卧式油气分离器内分离后的过热的制冷剂进入到冷凝器内以将过热的制冷剂转换成液态制冷剂,液态制冷剂经重力流入到贮液器内。

该技术存在的明显不足之处,机组夏天时油温高容易超过预设值,压缩机排气温度高,造成冷凝器高能耗运行,贮液器内液态制冷剂温度较高;在这种状况下,压缩机常常需要减载运行,从而导致压缩机的运行效率降低。

发明内容

为此,本发明提供一种基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统,用以克服现有技术中无法有效降低润滑油温度、排气压力高导致的压缩机运行效率低的问题。

为实现上述目的,本发明提供一种基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统,包括:

冷媒箱,用以储存冷媒;在冷媒箱外设有液位传感器和水质检测传感器;所述冷媒箱外壁设有用以排出冷媒的出液管道,在出液管道上设有用以补充冷媒的补液管道且补液管道与出液管道的连接处设有三通电动阀,在三通电动阀与冷媒箱之间设有补充泵;

卧式油气分离器,用以分离压缩机机头输出的过热制冷剂和过热润滑油的混合物,在卧式油气分离器中设有换热器和滤芯,换热器与所述冷媒箱通过进液管道相连,用以将冷媒箱中的冷媒输送至卧式油气分离器内以与卧式油气分离器内的混合物进行一级换热,在进液管道上依次设有循环泵、电动调节阀以及进液温度传感器且循环泵设置在进液管道靠近冷媒箱的一侧;在所述卧式油气分离器外设有操作台和安全阀;在所述卧式油气分离器外还分别设有用以检测混合物温度的测温传感器以及用以检测润滑油温度的第一油温传感器;

气液热交换器,其与所述卧式油气分离器管路相连并与所述换热器通过回液管路相连,在回液管路中设有回液温度传感器;当所述冷媒与混合物完成一级换热时,换热器中换热后的冷媒通过回液管路进入气液热交换器,卧式油气分离器中过热制冷剂进入气液热交换器以与冷媒进行二级换热;所述气液热交换器与所述冷媒箱通过气液热交换器回液管路相连,用以在完成二级换热时将换热后的冷媒输送至冷媒箱;在气液热交换器回液管路中设有气液热交换器回液温度传感器,用以检测换热后冷媒的温度;在所述气液热交换器两端设有旁通管路,当系统不使用气液热交换器对制冷剂进行二级换热时,所述卧式油气分离器通过旁通管路将制冷剂输送至所述冷凝器;

油冷却器,其与所述卧式油气分离器通过卧式油分到油冷却器管路相连,用以接收卧式油气分离器输出的换热后的润滑油并对润滑油进行冷却;在所述油冷却器两端分别设有液态制冷剂入口和气态制冷剂出口,用以向油冷却器中输送制冷剂以对润滑油进行换热;在所述油冷却器出油管路处设有吸油滤油器,用以对油冷却器输出的润滑油进行过滤,吸油滤油器输出端设有油泵吸油管路且油泵吸油管路上设有油泵,油泵与第一电动机相连且油泵输出端设有油泵出油管路且在油泵出油管路上设有第二油温传感器;

机头,其与所述卧式油气分离器通过回油管路相连,用以将过热润滑油输送至卧式油气分离器;所述机头还与所述油泵出油管路通过油分配管路相连,用以接收所述油泵输送的润滑油,在油分配管路中设有油压传感器;在机头一侧设有滑阀部件,滑阀部件与电磁换向阀通过增载管路或减载管路相连,电磁换向阀与所述油泵出油管路通过供油管路相连;在所述机头的另一侧还设有第二电动机;

贮液器,用以储存液态制冷剂,在贮液器外壁设有贮液器温度传感器,在贮液器进液端设有冷凝器,冷凝器通过排气管道与所述气液热交换器以及所述卧式油气分离器相连,用以冷凝卧式油气分离器或气液热交换器输出的制冷剂;在所述排气管道上还设有排气压力传感器和排气温度传感器;

低压循环桶,其与所述贮液器通过冷凝器回液管道相连,在低压循环桶外还设有泵和蒸发器,当低压循环桶运行时,泵抽取低压循环桶内的液态制冷剂并将液态制冷剂输送至蒸发器,蒸发器加热液态制冷剂以使其转变为气态制冷剂并将气态制冷剂输送至低压循环桶;所述低压循环桶与所述机头通过吸气管道相连,且在吸气管道上依次设有吸气压力传感器、吸气温度传感器以及吸气滤芯,所述电磁换向阀还与所述吸气管道通过滤芯回油管路相连且滤芯回油管路与吸气管道的连接处位于吸气压力传感器的上游处。

进一步地,当系统运行时,所述操作台将所述循环泵的功率设置为Pa并实时检测所述冷媒箱内冷媒的液面高度H,当H低于预设液面低度H0时,操作台根据H与H0之间的差值△H将循环泵的运行功率调节至对应值并判定是否启动所述补充泵以对冷媒箱补充冷媒,设定△H=H0-H;所述操作台中设有第一液位差值△H1、第二液位差值△H2、第三液位差值△H3、第一预设循环泵功率调节系数α1、第二预设循环泵功率调节系数α2、和预设补充泵功率调节系数β0,其中,△H1<△H2<△H3,0.9<α2<α1<1,1<β0<1.5,

若△H≤△H1,所述操作台使用α1调节循环泵的运行功率Pa;

若△H1<△H≤△H2,所述操作台使用α2调节循环泵的运行功率Pa;

若△H2<△H≤△H3,所述操作台判定冷媒箱内冷媒过少,操作台使用α2调节循环泵的运行功率Pa、启动所述补充泵并将补充泵的功率设置为Pb以使补充泵向冷媒箱内补充冷媒;

若△H>△H3,所述操作台使用α2调节循环泵的运行功率Pa、启动所述补充泵并使用β0对补充泵的功率Pb进行调节;

当所述操作台使用αi对循环泵的运行功率Pa进行调节时,设定i=1,2,调节后的循环泵的运行功率记为Pa’,设定Pa’=Pa×αi,当操作台使用β0对补充泵的功率Pb进行调节时,调节后的补充泵的运行功率记为Pb’,设定Pb’=Pb×β0。

进一步地,所述操作台中还设有预设补充泵临界功率Pmax,当所述操作台判定需将补充泵的运行功率调节至Pb’时,操作台在调节补充泵的运行功率前将Pb’与Pbmax进行比对,若Pb’<Pbmax,操作台将补充泵的运行功率调节至Pb’,若Pb’≥Pbmax,操作台判定无法在循环泵运行时将冷媒补充至预设值,操作台将补充泵的运行功率调节至Pbmax并控制所述循环泵停止运行直至所述冷媒箱内冷媒液面高度H=H0。

进一步地,所述操作台中还设有预设温度T0,当系统运行时,操作台控制所述进液温度传感器实时检测进液管道中冷媒的温度T、将T与T0进行比对,若T>T0,操作台计算温度差值△T,设定△T=T-T0,计算完成后,操作台根据△T判定是否对所述循环泵的运行功率进行修正;所述操作台中设有第一预设温度差值△T1、第二预设温度差值△T2、第三预设温度差值△T3、第一预设循环泵功率修正系数γ1和第二预设循环泵功率修正系数γ2,其中,△T1<△T2<△T3,1<γ1<γ2<1.2;

若△T≤△T1,所述操作台判定冷媒的温度处于预设温度范围区间内,操作台不针对所述循环泵的运行功率进行修正;

若△T1<△T≤△T2,所述操作台判定冷媒温度偏高并使用γ1对循环泵的运行功率进行修正;

若△T2<△T≤△T3,所述操作台判定冷媒温度偏高并使用γ2对循环泵的运行功率进行修正;

△T>△T3,所述操作台判定冷媒温度过高,操作台停止使用冷媒对混合物进行一级换热或对制冷剂进行二级换热直至冷媒温度达到预设标准;

当所述操作台使用γj对循环泵的运行功率进行修正时,设定j=1,2,修正后的循环泵运行功率记为Pa”,设定Pa”=Pa×γj。

进一步地,若T<T0,操作台计算温度差值△T,设定△T=T-T0,计算完成后,操作台根据△T判定是否对所述循环泵的运行功率进行修正;

若△T≤△T1,所述操作台判定冷媒的温度处于预设温度范围区间内,操作台不针对所述循环泵的运行功率进行修正;

若△T1<△T≤△T2,所述操作台判定冷媒温度偏低并使用γ1对循环泵的运行功率进行修正;

若△T2<△T≤△T3,所述操作台判定冷媒温度偏低并使用γ2对循环泵的运行功率进行修正;

△T>△T3,所述操作台判定冷媒温度过低,操作台停止使用冷媒对混合物进行一级换热或对制冷剂进行二级换热直至冷媒温度达到预设标准;

当所述操作台使用γj对循环泵的运行功率进行修正时,设定j=1,2,修正后的循环泵运行功率记为Pa”,设定Pa”=Pa×(2-γj)。

进一步地,所述操作台中还设有预设最大循环泵运行功率Pamax和预设最低循环泵运行功率Pamin;当所述操作台判定需将所述循环泵的运行功率调节至Pa’时,操作台将Pa’与Pamin进行比对,若Pa’>Pamin,操作台将循环泵的运行功率调节至Pa’;若Pa’≤Pamin,所述操作台将循环泵的运行功率调节至Pamin并将所述油泵的运行功率Pc增加至对应值;

当所述操作台判定需将所述循环泵的运行功率修正至Pa”时,操作台依次将Pa”与Pamax和Pamin进行比对,

Pa”≤Pamin,所述操作台将循环泵的运行功率修正至Pamin并将所述油泵的运行功率Pc增加至对应值;

Pamin<Pa”<Pamax,所述操作台将循环泵的运行功率修正至Pa”;

Pa”≥Pamax,所述操作台将循环泵的运行功率修正至Pamin并将所述油泵的运行功率Pc降低至对应值。

进一步地,当系统运行时,所述操作台依次控制所述回液温度传感器检测所述回液管路中冷媒的温度并控制所述气液热交换器回液温度传感器检测所述气液热交换器回液管路中冷媒的温度,检测完成后,操作台计算冷媒温度差值△Ta并根据△Ta判定是否需对所述循环泵的运行功率进行二次调节;

所述操作台中设有第一预设冷媒温差△Ta1、第二预设冷媒温差△Ta2以及预设循环泵功率二次调节系数e0,其中,△Ta1<△Ta2,1.1<e0<1.3;

当△Ta≤△Ta1时,操作台判定冷媒换热效率过低,操作台使用e0对所述循环泵的运行功率进行二次调节并检测所述制冷剂在进行二级换热前后的温度差值;

当△Ta1<△Ta≤△Ta2时,操作台判定冷媒换热效率过低并使用e0对所述循环泵的运行功率进行二次调节;

当△Ta>△Ta2时,操作台判定冷媒换热效率符合标准,操作台不对所述循环泵的运行功率进行二次调节;

当所述操作台使用e0对所述循环泵的运行功率进行二次调节时,若二次调节前的循环泵运行功率为Pa,二次调节后的循环泵运行功率为Pa×e0;若二次调节前的循环泵运行功率为Pa’,二次调节后的循环泵运行功率为Pa’×e0;若二次调节前的循环泵运行功率为Pa”,二次调节后的循环泵运行功率为Pa”×e0。

进一步地,当所述操作台检测所述制冷剂在进行二级换热前后的温度差值时,操作台控制所述测温传感器检测所述卧式油气分离器内混合物的温度并控制所述排气温度传感器检测所述排气管道中制冷剂的温度,检测完成后,操作台计算制冷剂温差△Tc并根据△Tc判定是否对所述油泵的运行功率Pc进行调节或是否停止使用冷媒对制冷剂进行二级换热;所述操作台中设有预设制冷剂温差△Tc0,若△Tc≤△Tc0,操作台对所述油泵的运行功率Pc进行调节直至操作台判定冷媒换热效率符合标准,若△Tc大于△Tc0,所述操作台停止使用冷媒对制冷剂进行二级换热直至冷媒的温度处于预设温度范围区间内。

与现有技术相比,本发明的有益效果在于,本发明在卧式油气分离器中设置换热器,通过在换热器中输送冷媒以使冷媒同时与过热润滑油和过热制冷剂进行换热,能够有效对油气分离器中的过热润滑油以及过热制冷剂进行降温,从而有效降低了冷凝器的运行能耗,并有效增加了压缩机的运行效率;同时,本发明在卧式油气分离器的排气管道中设置气液热交换器以对卧式油气分离器输出的制冷剂进行二次换热,能够进一步降低回流的制冷剂的温度,从而进一步降低了冷凝器的运行能耗,并进一步增加了压缩机的运行效率。

进一步地,当H低于预设液面低度H0时,操作台根据H与H0之间的差值△H将循环泵的运行功率调节至对应值并判定是否启动所述补充泵以对冷媒箱补充冷媒,本发明通过针对冷媒箱内冷媒的液面高度对循环泵的运行功率进行微调,能够在不影响冷媒换热效率的前提下,降低单位时间内循环泵输送的冷媒的量,从而有效避免了循环泵输送冷媒的流量过多引起冷媒箱内冷媒过低导致的冷媒整体温度升高的情况发生,在有效保证了冷媒的换热效率的同时,进一步增加了压缩机的运行效率;同时,当操作台判定冷媒箱内冷媒过少时,操作台会启动补充泵并根据冷媒液位差值的实际值将补充泵的功率调节至对应值,从而有效保证能够使用的冷媒的总量,并进一步增加了压缩机的运行效率。

进一步地,所述操作台中还设有预设补充泵临界功率Pmax,当所述操作台判定需将补充泵的运行功率调节至Pb’时,操作台在调节补充泵的运行功率前将Pb’与Pbmax进行比对、在Pb’≥Pbmax时将补充泵的运行功率调节至Pbmax并控制所述循环泵停止运行直至所述冷媒箱内冷媒液面高度H=H0;本发明在操作台判定无法在使用冷媒时补充冷媒以使冷媒总量恢复至预设值时控制循环泵停止并在冷媒含量达标时重新启动循环泵,能够有效避免使用不符合标准的量的冷媒对润滑油和制冷剂进行换热导致换热效率低的情况发生,与持续使用少量冷媒对润滑油和制冷剂进行低效率换热相比,通过暂停使用冷媒并在暂停后对润滑油和制冷剂进行高效换热能够有效提高压缩机的运行效率。

进一步地,当系统运行时,操作台将进液管道中冷媒的温度T与T0进行比对、在T>T0时计算温度差值△T并根据△T判定是否对循环泵的运行功率进行修正,本发明通过在冷媒温度高于预设值时,根据冷媒的温度与预设温度的差值进行比对并在温差超出预设范围时将循环泵的功率修正至对应值,能够在冷媒整体温度偏高时通过针对冷媒的流速以将冷媒与润滑油以及制冷剂的换热效率调节至预设值,在进一步保证了冷媒的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率;同时当冷媒整体温度过高时暂停使用冷媒换热并在冷媒整体温度降低至预设值时对润滑油和制冷剂进行高效换热能够在进一步保证了冷媒的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率。

进一步地,当系统运行时,操作台将进液管道中冷媒的温度T与T0进行比对、在T<T0时计算温度差值△T并根据△T判定是否对循环泵的运行功率进行修正,本发明通过在冷媒温度低于预设值时,根据冷媒的温度与预设温度的差值进行比对并在温差超出预设范围时将循环泵的功率修正至对应值,能够在冷媒整体温度偏低时通过针对冷媒的流速以将冷媒与润滑油以及制冷剂的换热效率调节至预设值,在保证了冷媒的使用效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率;同时当冷媒整体温度过低时暂停使用冷媒换热并在冷媒整体温度升高至预设值时对润滑油和制冷剂进行高效换热能够有效防止冷凝剂过低导致的流速低于标准而引起的换热效率降低的情况发生,在进一步保证了冷媒的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率。

进一步地,所述操作台中还设有预设最大循环泵运行功率Pamax和预设最低循环泵运行功率Pamin,当所述操作台判定需调节或修正循环泵的运行功率时,操作台将调节或修正后的运行功率分别与Pamax和Pamin进行比对并在运行功率超出范围时将油泵的运行功率调节至对应值,本发明通过调节油泵的运行功率以将润滑油的流速调节至对应值,能够保证单位时间内润滑油和制冷剂与冷媒的换热效率符合标准,在进一步保证了冷媒与润滑油以及制冷剂的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率。

进一步地,当系统运行时,操作台计算冷媒温度差值△Ta并根据△Ta判定是否需对所述循环泵的运行功率进行二次调节,本发明通过根据换热前后冷媒的温度差值以初步判定冷媒的换热效率,判定完成后操作台根据判定结果决定是否将循环泵的运行功率二次调节至对应值,通过对循环泵的二次调节,能够在进一步保证冷媒的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率。

进一步地,当所述操作台检测所述制冷剂在进行二级换热前后的温度差值时,操作台计算制冷剂温差△Tc并根据△Tc判定是否对所述油泵的运行功率Pc进行调节或是否停止使用冷媒对制冷剂进行二级换热,本发明通过根据制冷剂的温差对冷媒的换热效率进行进一步判断,根据判断结果调节油泵的运行功率或暂停使用冷媒,在进一步保证冷媒的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率。

附图说明

图1为本发明基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统的单级结构示意图;

图2为本发明另一实施例基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统的单级结构示意图;

图3为本发明基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统的多级级联结构示意图;

图4为本发明另一实施例基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统的多级级联结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件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发明的限制。

此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示,其为本发明基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统的单级结构示意图。本发明所述基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统包括:

冷媒箱109,用以储存冷媒;在冷媒箱109外设有液位传感器108和水质检测传感器110;所述冷媒箱109外壁设有用以排出冷媒的出液管道117,在出液管道117上设有用以补充冷媒的补液管道118且补液管道118与出液管道117的连接处设有三通电动阀112,在三通电动阀112与冷媒箱109之间设有补充泵111;

卧式油气分离器29,用以分离压缩机机头19输出的过热制冷剂和过热润滑油的混合物,在卧式油气分离器29中设有换热器101和滤芯1,换热器101与所述冷媒箱109通过进液管道116相连,用以将冷媒箱109中的冷媒输送至卧式油气分离器29内以与卧式油气分离器29内的混合物进行一级换热,在进液管道116上依次设有循环泵113、电动调节阀114以及进液温度传感器115且循环泵113设置在进液管道116靠近冷媒箱109的一侧;在所述卧式油气分离器29外设有操作台36和安全阀8;在所述卧式油气分离器29外还分别设有用以检测混合物温度的测温传感器28以及用以检测润滑油温度的第一油温传感器103;

气液热交换器105,其与所述卧式油气分离器29管路相连并与所述换热器101通过回液管路102相连,在回液管路102中设有回液温度传感器104;当所述冷媒与混合物完成一级换热时,换热器101中换热后的冷媒通过回液管路102进入气液热交换器105,卧式油气分离器29中过热制冷剂进入气液热交换器105以与冷媒进行二级换热;所述气液热交换器105与所述冷媒箱109通过气液热交换器回液管路106相连,用以在完成二级换热时将换热后的冷媒输送至冷媒箱109;在气液热交换器回液管路106中设有气液热交换器回液温度传感器107,用以检测换热后冷媒的温度;在所述气液热交换器105两端设有旁通管路,当系统不使用气液热交换器105对制冷剂进行二级换热时,所述卧式油气分离器29通过旁通管路将制冷剂输送至所述冷凝器4;

油冷却器39,其与所述卧式油气分离器29通过卧式油分到油冷却器管路41相连,用以接收卧式油气分离器29输出的换热后的润滑油并对润滑油进行冷却;在所述油冷却器两端分别设有液态制冷剂入口37和液态制冷剂入口38,用以向油冷却器中输送制冷剂以对润滑油进行换热;在所述油冷却器39出油管路处设有吸油滤油器40,用以对油冷却器输出的润滑油进行过滤,吸油滤油器40输出端设有油泵32吸油管路34且油泵32吸油管路34上设有油泵32,油泵32与第一电动机33相连且油泵32输出端设有油泵出油管路30且在油泵出油管路30上设有第二油温传感器26;

机头19,其与所述卧式油气分离器29通过回油管路27相连,用以将过热润滑油输送至卧式油气分离器29;所述机头19还与所述油泵出油管路30通过油分配管路9相连,用以接收所述油泵32输送的润滑油,在油分配管路9中设有油压传感器25;在机头19一侧设有滑阀部件20,滑阀部件20与电磁换向阀23通过增载管路21或减载管路22相连,电磁换向阀2323与所述油泵出油管路30通过供油管路24相连;在所述机头19的另一侧还设有第二电动机10;

贮液器2,用以储存液态制冷剂,在贮液器2外壁设有贮液器温度传感器119,在贮液器2进液端设有冷凝器4,冷凝器4通过排气管道5与所述气液热交换器105以及所述卧式油气分离器29相连,用以冷凝卧式油气分离器29或气液热交换器105输出的制冷剂;在所述排气管道5上还设有排气压力传感器6和排气温度传感器7;

低压循环桶13,其与所述贮液器2通过冷凝器回液管道3相连,在低压循环桶13外还设有泵12和蒸发器14,当低压循环桶13运行时,泵12抽取低压循环桶13内的液态制冷剂并将液态制冷剂输送至蒸发器14,蒸发器14加热液态制冷剂以使其转变为气态制冷剂并将气态制冷剂输送至低压循环桶13;所述低压循环桶13与所述机头19通过吸气管道15相连,且在吸气管道15上依次设有吸气压力传感器16、吸气温度传感器17以及吸气滤芯18,所述电磁换向阀23还与所述吸气管道15通过滤芯回油管路11相连且滤芯回油管路11与吸气管道15的连接处位于吸气压力传感器16的上游处。

本发明在卧式油气分离器29中设置换热器,通过在换热器中输送冷媒以使冷媒同时与过热润滑油和过热制冷剂进行换热,能够有效对油气分离器中的过热润滑油以及过热制冷剂进行降温,从而有效降低了冷凝器4的运行能耗,并有效增加了压缩机的运行效率;同时,本发明在卧式油气分离器29的排气管道5中设置气液热交换器105以对卧式油气分离器29输出的制冷剂进行二次换热,能够进一步降低回流的制冷剂的温度,从而进一步降低了冷凝器4的运行能耗,并进一步增加了压缩机的运行效率。

具体而言,当系统运行时,所述操作台36将所述循环泵113的功率设置为Pa并实时检测所述冷媒箱109内冷媒的液面高度H,当H低于预设液面低度H0时,操作台36根据H与H0之间的差值△H将循环泵113的运行功率调节至对应值并判定是否启动所述补充泵以对冷媒箱109补充冷媒,设定△H=H0-H;所述操作台36中设有第一液位差值△H1、第二液位差值△H2、第三液位差值△H3、第一预设循环泵113功率调节系数α1、第二预设循环泵113功率调节系数α2、和预设补充泵功率调节系数β0,其中,△H1<△H2<△H3,0.9<α2<α1<1,1<β0<1.5,

若△H≤△H1,所述操作台36使用α1调节循环泵113的运行功率Pa;

若△H1<△H≤△H2,所述操作台36使用α2调节循环泵113的运行功率Pa;

若△H2<△H≤△H3,所述操作台36判定冷媒箱109内冷媒过少,操作台36使用α2调节循环泵113的运行功率Pa、启动所述补充泵并将补充泵的功率设置为Pb以使补充泵向冷媒箱109内补充冷媒;

若△H>△H3,所述操作台36使用α2调节循环泵113的运行功率Pa、启动所述补充泵并使用β0对补充泵的功率Pb进行调节;

当所述操作台36使用αi对循环泵113的运行功率Pa进行调节时,设定i=1,2,调节后的循环泵113的运行功率记为Pa’,设定Pa’=Pa×αi,当操作台36使用β0对补充泵的功率Pb进行调节时,调节后的补充泵的运行功率记为Pb’,设定Pb’=Pb×β0。

本发明通过针对冷媒箱109内冷媒的液面高度对循环泵113的运行功率进行微调,能够在不影响冷媒换热效率的前提下,降低单位时间内循环泵113输送的冷媒的量,从而有效避免了循环泵113输送冷媒的流量过多引起冷媒箱109内冷媒过低导致的冷媒整体温度升高的情况发生,在有效保证了冷媒的换热效率的同时,进一步增加了压缩机的运行效率;同时,当操作台36判定冷媒箱109内冷媒过少时,操作台36会启动补充泵并根据冷媒液位差值的实际值将补充泵的功率调节至对应值,从而有效保证能够使用的冷媒的总量,并进一步增加了压缩机的运行效率。

具体而言,所述操作台36中还设有预设补充泵临界功率Pmax,当所述操作台36判定需将补充泵的运行功率调节至Pb’时,操作台36在调节补充泵的运行功率前将Pb’与Pbmax进行比对,若Pb’<Pbmax,操作台36将补充泵的运行功率调节至Pb’,若Pb’≥Pbmax,操作台36判定无法在循环泵113运行时将冷媒补充至预设值,操作台36将补充泵的运行功率调节至Pbmax并控制所述循环泵113停止运行直至所述冷媒箱109内冷媒液面高度H=H0。

本发明在操作台36判定无法在使用冷媒时补充冷媒以使冷媒总量恢复至预设值时控制循环泵113停止并在冷媒含量达标时重新启动循环泵113,能够有效避免使用不符合标准的量的冷媒对润滑油和制冷剂进行换热导致换热效率低的情况发生,与持续使用少量冷媒对润滑油和制冷剂进行低效率换热相比,通过暂停使用冷媒并在暂停后对润滑油和制冷剂进行高效换热能够有效提高压缩机的运行效率。

具体而言,所述操作台36中还设有预设温度T0,当系统运行时,操作台36控制所述进液温度传感器115实时检测进液管道116中冷媒的温度T、将T与T0进行比对,若T>T0,操作台36计算温度差值△T,设定△T=T-T0,计算完成后,操作台36根据△T判定是否对所述循环泵113的运行功率进行修正;所述操作台36中设有第一预设温度差值△T1、第二预设温度差值△T2、第三预设温度差值△T3、第一预设循环泵113功率修正系数γ1和第二预设循环泵113功率修正系数γ2,其中,△T1<△T2<△T3,1<γ1<γ2<1.2;

若△T≤△T1,所述操作台36判定冷媒的温度处于预设温度范围区间内,操作台36不针对所述循环泵113的运行功率进行修正;

若△T1<△T≤△T2,所述操作台36判定冷媒温度偏高并使用γ1对循环泵113的运行功率进行修正;

若△T2<△T≤△T3,所述操作台36判定冷媒温度偏高并使用γ2对循环泵113的运行功率进行修正;

△T>△T3,所述操作台36判定冷媒温度过高,操作台36停止使用冷媒对混合物进行一级换热或对制冷剂进行二级换热直至冷媒温度达到预设标准;

当所述操作台36使用γj对循环泵113的运行功率进行修正时,设定j=1,2,修正后的循环泵113运行功率记为Pa”,设定Pa”=Pa×γj。

本发明通过在冷媒温度高于预设值时,根据冷媒的温度与预设温度的差值进行比对并在温差超出预设范围时将循环泵113的功率修正至对应值,能够在冷媒整体温度偏高时通过针对冷媒的流速以将冷媒与润滑油以及制冷剂的换热效率调节至预设值,在进一步保证了冷媒的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率;同时当冷媒整体温度过高时暂停使用冷媒换热并在冷媒整体温度降低至预设值时对润滑油和制冷剂进行高效换热能够在进一步保证了冷媒的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率。

具体而言,若T<T0,操作台36计算温度差值△T,设定△T=T-T0,计算完成后,操作台36根据△T判定是否对所述循环泵113的运行功率进行修正;

若△T≤△T1,所述操作台36判定冷媒的温度处于预设温度范围区间内,操作台36不针对所述循环泵113的运行功率进行修正;

若△T1<△T≤△T2,所述操作台36判定冷媒温度偏低并使用γ1对循环泵113的运行功率进行修正;

若△T2<△T≤△T3,所述操作台36判定冷媒温度偏低并使用γ2对循环泵113的运行功率进行修正;

△T>△T3,所述操作台36判定冷媒温度过低,操作台36停止使用冷媒对混合物进行一级换热或对制冷剂进行二级换热直至冷媒温度达到预设标准;

当所述操作台36使用γj对循环泵113的运行功率进行修正时,设定j=1,2,修正后的循环泵113运行功率记为Pa”,设定Pa”=Pa×(2-γj)。

本发明通过在冷媒温度低于预设值时,根据冷媒的温度与预设温度的差值进行比对并在温差超出预设范围时将循环泵113的功率修正至对应值,能够在冷媒整体温度偏低时通过针对冷媒的流速以将冷媒与润滑油以及制冷剂的换热效率调节至预设值,在保证了冷媒的使用效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率;同时当冷媒整体温度过低时暂停使用冷媒换热并在冷媒整体温度升高至预设值时对润滑油和制冷剂进行高效换热能够有效防止冷凝剂过低导致的流速低于标准而引起的换热效率降低的情况发生,在进一步保证了冷媒的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率。

具体而言,所述操作台36中还设有预设最大循环泵113运行功率Pamax和预设最低循环泵113运行功率Pamin;当所述操作台36判定需将所述循环泵113的运行功率调节至Pa’时,操作台36将Pa’与Pamin进行比对,若Pa’>Pamin,操作台36将循环泵113的运行功率调节至Pa’;若Pa’≤Pamin,所述操作台36将循环泵113的运行功率调节至Pamin并将所述油泵32的运行功率Pc增加至对应值;

当所述操作台36判定需将所述循环泵113的运行功率修正至Pa”时,操作台36依次将Pa”与Pamax和Pamin进行比对,

Pa”≤Pamin,所述操作台36将循环泵113的运行功率修正至Pamin并将所述油泵32的运行功率Pc增加至对应值;

Pamin<Pa”<Pamax,所述操作台36将循环泵113的运行功率修正至Pa”;

Pa”≥Pamax,所述操作台36将循环泵113的运行功率修正至Pamin并将所述油泵32的运行功率Pc降低至对应值。

本发明通过调节油泵32的运行功率以将润滑油的流速调节至对应值,能够保证单位时间内润滑油和制冷剂与冷媒的换热效率符合标准,在进一步保证了冷媒与润滑油以及制冷剂的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率。

具体而言,当系统运行时,所述操作台36依次控制所述回液温度传感器104检测所述回液管路102中冷媒的温度并控制所述气液热交换器105回液温度传感器104检测所述气液热交换器回液管路106中冷媒的温度,检测完成后,操作台36计算冷媒温度差值△Ta并根据△Ta判定是否需对所述循环泵113的运行功率进行二次调节;

所述操作台36中设有第一预设冷媒温差△Ta1、第二预设冷媒温差△Ta2以及预设循环泵113功率二次调节系数e0,其中,△Ta1<△Ta2,1.1<e0<1.3;

当△Ta≤△Ta1时,操作台36判定冷媒换热效率过低,操作台36使用e0对所述循环泵113的运行功率进行二次调节并检测所述制冷剂在进行二级换热前后的温度差值;

当△Ta1<△Ta≤△Ta2时,操作台36判定冷媒换热效率过低并使用e0对所述循环泵113的运行功率进行二次调节;

当△Ta>△Ta2时,操作台36判定冷媒换热效率符合标准,操作台36不对所述循环泵113的运行功率进行二次调节;

当所述操作台36使用e0对所述循环泵113的运行功率进行二次调节时,若二次调节前的循环泵113运行功率为Pa,二次调节后的循环泵113运行功率为Pa×e0;若二次调节前的循环泵113运行功率为Pa’,二次调节后的循环泵113运行功率为Pa’×e0;若二次调节前的循环泵113运行功率为Pa”,二次调节后的循环泵113运行功率为Pa”×e0。

本发明通过根据换热前后冷媒的温度差值以初步判定冷媒的换热效率,判定完成后操作台36根据判定结果决定是否将循环泵113的运行功率二次调节至对应值,通过对循环泵113的二次调节,能够在进一步保证冷媒的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率。

具体而言,当所述操作台36检测所述制冷剂在进行二级换热前后的温度差值时,操作台36控制所述测温传感器28检测所述卧式油气分离器29内混合物的温度并控制所述排气温度传感器7检测所述排气管道5中制冷剂的温度,检测完成后,操作台36计算制冷剂温差△Tc并根据△Tc判定是否对所述油泵32的运行功率Pc进行调节或是否停止使用冷媒对制冷剂进行二级换热;所述操作台36中设有预设制冷剂温差△Tc0,若△Tc≤△Tc0,操作台36对所述油泵32的运行功率Pc进行调节直至操作台36判定冷媒换热效率符合标准,若△Tc大于△Tc0,所述操作台36停止使用冷媒对制冷剂进行二级换热直至冷媒的温度处于预设温度范围区间内。

本发明通过根据制冷剂的温差对冷媒的换热效率进行进一步判断,根据判断结果调节油泵32的运行功率或暂停使用冷媒,在进一步保证冷媒的换热效率的同时,进一步提高了压缩机的运行效率。

请参阅图2所示,其为本发明另一实施例基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统的单级结构示意图。本实施例将图1中卧式油气分离器内的换热器101移到外部,加上外壳变成换热器;安装在卧式油气分离器29和油冷却器39之间的过热油连接管道41上,具体热量交换流程如下:循环泵113从冷媒箱或水箱109内吸走水或冷媒,经管道114、温度传感器115、电动调节阀116,进入到换热器101内,和过热油进行热交换,换热器内101内升温后的冷媒或水继续进入到热交换器104内,从热交换器104内继续升温的的冷媒或水晶温度传感器107检测后,进入到冷媒箱或水箱109内,这样反复循环,以达到降低润滑油温度和压缩机排气温度,降低冷凝器冷凝压力的目的;其它功能如螺杆制冷压缩机热量转换及其节能系统。

请参阅图3所示,其为本发明基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统的多级级联结构示意图。本实施例在工厂一个机房内安装有N台螺杆制冷压缩机0,N=1-30,冷媒箱或水箱109的容积,如果是冷媒箱容积根据压缩机的台数确定,如果是水箱容积需要根据过热油气混合物和过热气产热水水量确定;为了降低施工成本和设备投资,把每台压缩机的热交换器105集成在一起变成205,安装在N台压缩机总排气管道200上;冷媒箱或水箱内的经循环泵113、冷媒或水总管202、温度传感器115、各台压缩机电动调节阀116,进入到换热器101内;经换热器101内热量转换升温后的冷媒或水,回到冷媒或水总管203内,总管203的冷媒或水进入到换热器205内,升温后的冷媒或水经温度传感器206检测、管道204,进入到冷媒箱或水箱109内,这样反复循环;其它功能如螺杆制冷压缩机热量转换及其节能系统。

热量交换及其节能系统控制部分设置在压缩机操作台36内,和压缩机控制分别用两台PLC CPU,避免维护和调试是互相干涉;冷媒或水和过热油气混合物或过热气热量转换控制方法,采用古老经典的PID控制原理,换热器的出水温度T1和设置温度T2的差值进行PID运算后输出阀门开度值,对进水电动阀114进行开度控制,以达到控制出水水温的要求。该控制原理同样适合205换热器,

机房控制室上位机204,通过通信总线202和各台压缩机控制台36进行通信,通信总线采用profinet或RS485或CANBUS或CCLINK,压缩机总排气管换热器控制柜207进行通信,以交换数据和实现控制。

请参阅图4所示,其为本发明另一实施例基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统的多级级联结构示意图。本实施例在工厂一个机房内安装有N台螺杆制冷压缩机0,N=1-30,冷媒箱或水箱109的容积,如果是冷媒箱容积根据压缩机的台数确定,如果是水箱容积需要根据过热油气混合物和过热气产热水水量确定;为了降低施工成本和设备投资,把每台压缩机的热交换器105集成在一起变成205,安装在N台压缩机总排气管道200上;冷媒箱或水箱内的经循环泵113、冷媒或水总管202、温度传感器115、各台压缩机电动调节阀116,进入到换热器120内;经换热器120内热量转换升温后的冷媒或水,回到冷媒或水总管203内,总管203的冷媒或水进入到换热器205内,升温后的冷媒或水经温度传感器206检测、管道204,进入到冷媒箱或水箱109内,这样反复循环;其它功能如螺杆制冷压缩机热量转换及其节能系统。

热量交换及其节能系统控制部分设置在压缩机操作台36内,和压缩机控制分别用两台PLC CPU,避免维护和调试是互相干涉;冷媒或水和过热油气混合物或过热气热量转换控制方法,采用古老经典的PID控制原理,换热器的出水温度T1和设置温度T2的差值进行PID运算后输出阀门开度值,对进水电动阀114进行开度控制,以达到控制出水水温的要求。该控制原理同样适合205换热器,

机房控制室上位机204,通过通信总线202和各台压缩机控制台36进行通信,通信总线采用profinet或RS485或CANBUS或CCLINK,压缩机总排气管换热器控制柜207进行通信,以交换数据和实现控制。

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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