Havc系統(tǒng)中的回油控制的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加熱、通風及空調(“HVAC”)系統(tǒng)，例如包括冷卻器。一般地，描述了一種在HVAC系統(tǒng)中控制回油的方法、系統(tǒng)以及裝置。
【背景技術】
[0002]HVAC系統(tǒng)通?？梢园ㄐ纬芍评涔苈返膲嚎s機、熱交換器比如冷凝器和蒸發(fā)器、以及膨脹裝置。通常，制冷劑蒸汽被壓縮機壓縮后，被濃縮成冷凝器中的液體制冷劑。之后，液體制冷劑被膨脹裝置進行膨脹處理，成為了低壓、低溫和兩相的制冷劑，并被引導進入蒸發(fā)器中。然后，在蒸發(fā)器中，兩相制冷劑就可以與工藝流體比如空氣或水進行熱交換。兩相制冷劑可以在蒸發(fā)器中被汽化，然后回到壓縮機。工藝流體則可以被用于其他目的，比如冷卻建筑物內的空間。
[0003]HVAC系統(tǒng)的壓縮機，如螺桿式壓縮機，可以被例如機油所潤滑。該機油在制冷劑管路中與制冷劑一同循環(huán)。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供了在HVAC系統(tǒng)中控制回油的實施例。一般地，蒸發(fā)器中的制冷劑/油的混合物可被導出該蒸發(fā)器，并被導入到回油熱交換器內，從而有助于利用熱能汽化掉該制冷劑/油的混合物中的制冷劑部分。然后，該已汽化制冷制可攜帶走制冷劑/油的混合物中的油部分，從而將該油部分推動回到如壓縮機。在一些實施例中，來自于冷凝器的過熱制冷劑蒸汽可被導向到該回油熱交換器內，作為汽化該制冷劑/油的混合物中的制冷劑部分的熱能。
[0005]在一些實施例中，HVAC系統(tǒng)可包括回油熱交換器，回油熱交換器包括:用于接收來自蒸發(fā)器的制冷劑/油的混合物的蒸發(fā)器配合部以及用于接收來自冷凝器的過熱制冷劑蒸汽的冷凝器配合部；所述蒸發(fā)器配合部與所述冷凝器配合部用于在所述回油熱交換器中熱交換。
[0006]在回油熱交換器的蒸發(fā)器配合部，來自蒸發(fā)器的制冷劑/油的混合物的制冷劑部分可以被汽化，從而該制冷劑/油的混合物的油部分可被該已汽化制冷劑部分攜帶。在一些實施例中，從回油熱交換器中流出的該制冷劑/油的混合物被引導向所述壓縮機，例如通過壓縮機的吸力。
[0007]在該回油熱交換器的冷凝器配合部，該過熱制冷劑蒸汽可被冷凝為液態(tài)制冷劑，在一些實施例中，該冷凝液態(tài)制冷劑在從該回油熱交換器中流出以后被引導回該冷凝器。
[0008]在一些實施例中，該回油熱交換器的物理位置低于該蒸發(fā)器的物理位置，從而重力有助于將該制冷劑/油的混合物導向到該油回熱交換器。在一些實施例中，該回油熱交換器的所述蒸發(fā)器配合部包括蒸發(fā)器側入口和蒸發(fā)器側出口，所述蒸發(fā)器側出口的物理位置高于所述蒸發(fā)器側入口的物理位置。
[0009]在一些實施例中，該回油熱交換器的所述冷凝器配合部包括冷凝器側入口和冷凝器側出口，該冷凝器側出口的物理位置高于所述冷凝器側入口的物理位置。
[0010]在一些實施例中，所述冷凝器包括冷凝器回油熱交換器出口和冷凝器回油熱交換器入口，并且所述冷凝器回油熱交換器出口的物理位置高于所述冷凝器回油熱交換器入口的物理位置。
[0011]在一些實施例中，該回油熱交換器為釬焊板式換熱器。在一些實施例中，該壓縮機可以為螺桿式壓縮機。
[0012]—種在HVAC系統(tǒng)中控制回油的方法，包括將過熱制冷劑蒸汽引導入回油熱交換器的第一側，將制冷劑/油的混合物引導入所述回油熱交換器的第二側，將所述制冷劑/油的混合物引導出所述回油熱交換器，并引導向所述HVAC系統(tǒng)的壓縮機。該回油熱交換器用于在位于所述回油熱交換器內的過熱制冷劑蒸汽與所述制冷劑/油的混合物之間進行熱交換。在一些實施例中，在HVAC系統(tǒng)中控制回油到壓縮機的方法可包括當所述HVAC系統(tǒng)在滿負荷或者相對較高飽和溫度的情況下操作時，防止所述過熱制冷劑蒸汽流入所述回油熱交換器的第一側。
[0013]結合下文詳細描述并結合附圖，可以對本發(fā)明實施例中的其他特征和方面有更加清楚的理解。
【附圖說明】
[0014]請參考附圖，其中各個附圖中類似的標記分別指示對應的部件。
[0015]圖1是本發(fā)明一個實施例中包括回油熱交換器的HVAC系統(tǒng)的示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明另一個實施例中包括回油熱交換器的HVAC系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]油可以潤滑HVAC系統(tǒng)中的壓縮機。一些HVAC系統(tǒng)可以包括比如冷卻系統(tǒng)，壓縮機的油可以與制冷劑一起在制冷管路里流通。該制冷管路通常由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器以及膨脹裝置形成。管理制冷管路中回到壓縮機的回油，對于在壓縮機中維持合適的油量以便于例如潤滑壓縮機的活動件來說是很重要的。如果壓縮機中的油量過低，壓縮機就可能會因為缺少潤滑而被損壞。因此，對壓縮機的回油管理方式進行改進，就可以將壓縮機中的油量保持在合適的水平。
[0018]公開的各個實施例涉及例如在冷卻器中有助于回油管理的方法、系統(tǒng)和設備。冷卻器可以包括冷凝器和蒸發(fā)器。在一些實施例中，制冷劑/油的混合物可以被引導出蒸發(fā)器，并進入回油熱交換器?；赜蜔峤粨Q器用于幫助汽化制冷劑/油的混合物中的制冷劑部分。在一些實施例中，來自冷凝器的過熱制冷劑蒸汽可以被引導進入回油熱交換器中，因此，該過熱的制冷劑蒸汽的熱能量則可以用于汽化制冷劑與油的混合物中的制冷劑部分。在一些實施例中，回油熱交換器的的物理位置可以低于蒸發(fā)器。在此種結構下，重力則可以有助于使制冷劑/油的混合物流入回油熱交換器。此處公開的實施例可以幫助汽化制冷劑與油的混合物中的制冷劑部分，從而使得制冷劑/油的混合物中的油的部分能夠被攜帶在汽化的制冷劑部分中，并被引導入例如壓縮機中，如通過壓縮機的吸力被引導入壓縮機中。在一些實施例中，制冷劑部分被大量汽化，油的部分則可以作為攜帶在汽化的制冷劑中的油珠而被引導入壓縮機中。這些實施例則可以有助于提高蒸發(fā)器的熱傳遞效率，和/或壓縮機的能力/效率。
[0019]附圖中的附圖標記形成附圖的一部分，其中通過對實施例的描述顯示了可實現的實施例。應該理解的是，這里引用的術語僅作為描述附圖和實施例的目的，不作為本申請保護范圍的限制。
[0020]圖1示出了 HVAC系統(tǒng)100。該HVAC系統(tǒng)100包括形成制冷管路的壓縮機110、冷凝器120、膨脹裝置130以及蒸發(fā)器140。制冷劑可以在被壓縮機壓縮后，濃縮成冷凝器120中的液體制冷劑。液體制冷劑可以被膨脹裝置130進行膨脹處理，然后被引導進入蒸發(fā)器140中，以便于與工藝流體(例如空氣或水)進行熱交換。工藝流體則可以被用于其他應用，比如冷卻建筑物內的空間。制冷劑則可以返回壓縮機中并被壓縮。HVAC系統(tǒng)100可以包括其他部件，比如油分離器115，單元控制器(圖中未示出)以及在冷卻器中通?？梢员皇褂玫钠渌考?。
[0021]潤滑壓縮機110的油可以與制冷劑一起在制冷管路中流通。通常，油的飽和溫度高于制冷劑的飽和溫度，并且，在與制冷劑一起在制冷管路中流通時，油通常處于液態(tài)。蒸發(fā)器140，比如為降膜型蒸發(fā)器或滿液式蒸發(fā)器，可以包括收集裝置，該收集裝置用于在一定的條件下收集蒸發(fā)器140內部相對大量的油。
[0022]當蒸發(fā)器140為降膜型蒸發(fā)器時，制冷劑可以在蒸發(fā)器140中被汽化。并且，可以隨制冷劑流通的油的部分通常不被汽化。因此油的部分可以在蒸發(fā)器140內部流通。當蒸發(fā)器140為滿液式蒸發(fā)器時，該蒸發(fā)器140可以容納相對大量的制冷劑與油的混合物，以便于浸沒蒸發(fā)器140內部的換熱管(圖中未示出)。針對這些類型的蒸發(fā)器進行回油管理，對于在壓縮機110中維持合適的油量以便于恰當地潤滑壓縮機110來說是很重要的。如果在蒸發(fā)器140中收集的油不返回壓縮機110中，那么，壓縮機110中的油量則可能變低，從而造成壓縮機110的損壞。在蒸發(fā)器140中收集的油還可能降低蒸發(fā)器140的熱交換效率。
[0023]為了幫助蒸發(fā)器140中收集的油回到壓縮機110，蒸發(fā)器140中制冷劑/油的混合物可以被引導入回油熱交換器150?；赜蜔峤粨Q器150通常包括冷凝器配合部156和蒸發(fā)器配合部157。冷凝器配合部156 —般用于接收例如來自冷凝器120的制冷劑，作為熱源與來自蒸發(fā)器140的蒸發(fā)器配合部157接收的制冷劑/油的混合物進行熱交換。因此也使得制冷劑/油的混合物中的制冷劑部分，可以在回油熱交換器150中被汽化。
[0024]回油熱交換器150的熱能量源可以是來自冷凝器120的過熱的制冷劑蒸汽。過熱的制冷劑蒸汽可以自冷凝器回油熱交換器出口 122被引導出冷凝器120，并被引導入回油熱交換器150的冷凝器側入口 152。制冷劑及油的混合物可以自蒸發(fā)器140的蒸發(fā)器回油熱交換器出口 142被引導出，并被引導入回油熱交換器150的蒸發(fā)器側入口 153。這樣，過熱的制冷劑蒸汽則可以與制冷劑/油的混合物進行熱交換。在回油熱交換器150內部，過熱的制冷劑蒸汽可以幫助汽化制冷劑/油的混合物中的制冷劑部分。
[0025]通常，油的飽和溫度高于過熱的制冷劑蒸汽的溫度。因此，制冷劑/油的混合物中的油的部分在流出回油熱交換器150之后可以保持為液態(tài)。在一些實施例中，當制冷劑/油的混合物流出回油熱交換器150的蒸發(fā)器側出口 155時，制冷劑/油的混合物中的制冷劑部分則大量地被汽化，剩余的制冷劑/油的混合物則變成了具有大量的液態(tài)的油的部分。在一些實施例中，在流經回油熱交換器150之后，被引導入蒸發(fā)器側入口 153的制冷劑/油的混合物在蒸發(fā)器側出口 155處可以主要包括油滴。油滴可以被攜帶在汽化的制冷劑部分中進入壓縮機110。這樣，則可以幫助油回到壓縮機110。
[0026]在一些實施例中，蒸發(fā)器回油熱交換器出口 142可以位于蒸發(fā)器140中含油濃度相對高的位置。當蒸發(fā)器140為降膜型蒸發(fā)器時，通常，蒸發(fā)器140的較低的部位具有相對高的含油濃度。相應地，蒸發(fā)器回油熱交換器出口 142可以位于蒸發(fā)器140的較低的部位上。當蒸發(fā)器140為滿液式蒸發(fā)器時，蒸發(fā)器140內部液位指示位置具有相對高的含油濃度。相應地，蒸發(fā)器回油熱交換器出口 142可以大致位于蒸發(fā)器140的