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多台压缩机并联油路的控制

co1453089924864楼主
1楼2016-11-3014:22
摘要:制冷产品的压缩机在空调领域的应用出现多台小排量压缩机并联使用越来越广泛,不但降低了整机成本,而且在不同的季节运行能力能够进行调节,但多台压缩机并联容易存在压缩机回油不均匀的问题,本文针对目前市场容量较大的多联机产品所采用的并联压缩机进行回油控制的阐述。
制冷产品所使用的涡旋压缩机能力小到三匹,大到几十匹,而价格却不是按照排量的增加而线性增加,超过6匹的涡旋压缩机由于用量小成本很高。涡旋压缩机生产厂家也相继推出了成本低的小排量并联压缩机,用几台小排量的压缩机进行并联来替代一台大排量的压缩机,不但使压缩机成本大幅下降,而且还能进行能力输出调节。变频多联机产品也是采用多台涡旋压缩机进行并联,使机组的能力能够达到几十匹。然而在同一个系统中压缩机并联以后容易出现有的压缩机回油量多,有的压缩机回油量少,出现油分配不均匀的问题,这样长时间运行缺油的压缩机会磨损,最后损坏,降低整机的寿命。

而对多联机而言由于系统负荷变化很大,一个外机通常采用两台或三台压缩机并联同时工作,且内外机之间冷媒配管较长,如果外机制冷系统回油流路设计不良,容易出现外机压缩机之间润滑油量分配不均匀、甚至因润滑油被冷媒带走而使部分压缩机缺油,最终导致压缩机损坏的后果。

目前市场上并联压缩机的润滑油控制大多数采用定时进行回油控制,一般回油周期较短,也不容易在真正缺油时进入回油,最佳回油时机很难把握,有的压缩机有可能会短暂出现缺油,不能完全保证每台压缩机都不会缺油。

可靠保证每台并联压缩机的回油及合适的油面高度,是压缩机并联系统的难点。

本文针对现有并联压缩机润滑油控制的不足,用温度传感器控制并联压缩机的回油及分配,通过样机实验观察验证方案的可靠性,主要控制思路如下:
1、 压缩机采用毛细管排油及回油;
2、 采用温度传感器检测温度变化判断压缩机和油分离器内是否缺油。
该控制方案的油路分配系统见图1所示,主要由并联压缩机1、并联压缩机2、油分离器、单向阀、温度传感器(T1A、T1B、T2A、T2B、T3)、单向电磁阀SV3、过滤器、毛细管等组成,两台压缩机公用一个油分离器。粉红色方块高度代表润滑油的油量,红色线条标示润滑油的流向,其他线条表示冷媒管路。

T1A温度传感器用来检测并联压缩机1的排气温度值,T1B温度传感器用来检测并联压缩机2的排气温度值,T2A温度传感器用来检测润滑油从压缩机1排出经过排油毛细管后的温度值,T2B温度传感器用来检测润滑油从压缩机2排出经过排油毛细管后的温度值,T3温度传感器用来检测润滑油从油分离器排出经过毛细管后的温度值,单向电磁阀SV3用来控制压缩机的第二路回油。

制作该油路控制方案的实验样机,压缩机安装视油镜,油分离器安装视油镜,通过观察视油镜内油面高度验证控制是否合理。开启样机,压缩机运行后,通过观察压缩机视油镜发现压缩机的油面慢慢下降,油面下降到压缩机排油口对应的高度时不在下降,说明高出压缩机排油口的润滑油通过单向阀在经过毛细管后排入油分离器内,同时观察发现油分离器内油面开始上升,最后基本维持在一个固定的高度。在标准制冷工况下样机运行稳定后压缩机油面稳定不下降时测得各温度传感器的值如表一所示:
表一:

名称
T1A
T2A
T1B
T2B
T3

温度(℃)
76
57
74
56
35

此时T1A-T2A=19,T1B-T2B=18,(T1A+T1B)/2-T3=40
样机连续运行1个多小时后,发现压缩机1油面高度低过排油口的位置,如图2所示,此时测得各温度传感器的值如表二所示:
表二:

名称
T1A
T2A
T1B
T2B
T3

温度(℃)
77
69
74
56
35

此时T1A-T2A=8,T1B-T2B=18, ,(T1A+T1B)/2-T3=40.5
通过观察油分离器视油镜的油面发现油分离器内有润滑油,开启电磁阀SV3,观察发现温度传感器T3的检测的温度值逐渐上升,压缩机1和压缩机2的油面高度也开始上升,T2A的温度逐渐下降,趋于稳定时测得各温度传感器的值如表三所示:
表三:

名称
T1A
T2A
T1B
T2B
T3

温度(℃)
77
57
74
56
55

此时T1A-T2A=20,T1B-T2B=18, ,(T1A+T1B)/2-T3=20.5
关闭电磁阀SV3,约几分钟后T3的值下降至37℃不再变化。
观察发现压缩机的油面高度低于排油口高度时,T2A或T2B的值会上升,也就是排油管内有油流动时温度低,没有油流动时温度高。可以确定当T1A-T2A或者T1B-T2B的差值在18℃左右时压缩机油面高度正常,当T1A-T2A或者T1B-T2B的差值在8℃左右时压缩机油面高度偏低,可以通过开启电磁阀SV3来进行补油。

当油分离器内有润滑油时通过控制电磁阀SV3的开启和关闭能够保证压缩机油面高度维持最佳状态,约2小时后,观察发现电磁阀SV3的开启后油分离器内的油已经排完,如图3所示,此时温度传感器T3的温度值上升至66℃后稳定不变,此时(T1A+T1B)/2-T3=9.5,需要进行整个系统油回收控制运行,具体动作控制在此不做详细说明,运行系统的回油控制程序后发现压缩机油面、油分离器油面迅速上升,可以转入通过开启和关闭电磁阀SV3来进行正常的压缩机油分配控制。
用同样的方法验证样机在制冷、制热不同的工况条件下均能保证压缩机的油面高度始终维持在最佳高度附近。

结论:
1、 通过样机的实验数据总结发现,压缩机油面最佳高度在排油口附近,此时T1A-T2A和T1B-T2B的差值是一个基本固定的常数a(18-22℃,此值与由排油毛细管的长度所决定,在此不做详细说明);当压缩机内润滑油油面高度低于最佳高度时,T1A-T2A和T1B-T2B的差值变为一个基本固定的常数b(7-12℃)。

2、 电磁阀SV3开启后,油分离器内有油时(T1A+T1B)/2-T3(压缩机开启时才参与运算)的差值是一个基本固定的常数c(16-20℃),不需要进行系统回油运行;油分离器内无油时(T1A+T1B)/2-T3(压缩机开启时才参与运算)的差值是一个基本固定的常数d(8-13℃),需要进行系统回油运行。

3、 带有自排油的并联压缩机,通过温度传感器能准确判断出压缩机补油、系统的回油的进入时机和结束时机,使压缩机的寿命更长,机组的可靠性更高。






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  • awsunsong 2楼
    学习了,谢楼主的分享!
    2016-12-2 15:29
  • qq_1448268869164 4楼
    路过,学习了
    2017-1-17 15:20
  • co1453254020141 5楼
    感谢分享 O(∩_∩)O谢谢
    2017-1-17 17:23

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