CN111365897A - 压缩机的电机冷却回路、冷却方法、制冷系统及空调 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压缩机的电机冷却回路、冷却方法、制冷系统及空调。其中，压缩机的电机冷却回路包括：所述压缩机的电机；所述压缩机所在的制冷循环管路；冷却管路，其与所述制冷循环管路和所述电机连通，用于将所述制冷循环管路中的部分冷媒引向所述电机，以冷却所述电机；以及增压件，设于所述冷却管路，用于调节所述冷却管路内的冷媒的压力。本发明通过实现冷却电机的冷媒压力可变，进而调节用于冷却电机的冷媒流量，以适应不同工况下，所需的冷媒量。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种冷媒量可调的压缩机的电机冷却回路、冷却方法、制冷系统及空调。
背景技术
离心压缩机的电机是一种高功率、高转速专用电机，其额定功率随冷量段增加而增加，目前行业中用于制冷的离心机电机功率已高达1300kW。但由于电机存在铜损与铁损，其电机效率无法达到100％，损失的电机效率转化为热量，且电机功率越大，发热量也越大。溢出的热量将降低电机的输出功率、严重时会导致转子退磁，甚至烧毁电机。故电机冷却是保证离心机稳定运行的必要手段。
目前相关技术对压缩机的电机冷却存在以下问题：
1)离心机启动前，系统各部分压力处于平衡状态，所以离心机启动后，在压差未建立起来前，冷却电机所需的冷媒无法直接从冷凝器或蒸发器或闪发器等冷媒容器中获得；
2)切换低压差等工况时，系统压差降低带来的电机冷却液波动，可能导致电机冷却液不足；
3)切换高压差等工况时，为提高压比，压缩机负载提升，此时电机功率增加，发热量也增加，所需冷却液也需增加。
发明内容
本发明的其中一个目的是提出一种冷媒量可调的压缩机的电机冷却回路、冷却方法、制冷系统及空调，用于缓解电机冷却回路压差无法保证的问题。
本发明的一些实施例提供了一种压缩机的电机冷却回路，其包括：所述压缩机的电机；所述压缩机所在的制冷循环管路；冷却管路，其与所述制冷循环管路和所述电机连通，用于将所述制冷循环管路中的部分冷媒引向所述电机，以冷却所述电机；以及增压件，设于所述冷却管路，用于调节所述冷却管路内的冷媒的压力。
在一些实施例中，所述冷却管路包括并联的第一冷却管路和第二冷却管路；所述第一冷却管路和所述第二冷却管路中的冷媒来源于所述制冷循环管路；所述第一冷却管路和所述第二冷却管路可切换，以择一向所述电机提供冷媒；所述增压件设于所述第一冷却管路和所述第二冷却管路的其中之一，所述增压件用于调节其所在管路内的冷媒的压力。
在一些实施例中，所述冷却管路包括：冷媒引出管路，其第一端与所述制冷循环管路连通；第二端与所述第一冷却管路以及所述第二冷却管路连通。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括：三通调节阀，其第一端与所述冷媒引出管路连接；第二端与所述第一冷却管路连接；第三端与所述第二冷却管路连接。
在一些实施例中，所述冷却管路包括：合流管路，其第一端与所述第一冷却管路以及所述第二冷却管路连通；第二端与所述电机连通，用于为所述电机提供冷媒。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括单向阀，设于所述合流管路，用于使冷媒流向所述电机。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括：冷媒返流管路，其第一端与所述电机连通；第二端与所述制冷循环管路连通；所述冷媒返流管路用于将在所述电机中释放热量、冷却所述电机后的冷媒引回至所述制冷循环管路。
在一些实施例中，所述制冷循环管路包括冷凝器；所述冷却管路与所述冷凝器的输出端连通。
在一些实施例中，所述制冷循环管路包括蒸发器或闪发器；所述电机冷却回路还包括：冷媒返流管路，其第一端与所述电机连通；第二端与所述蒸发器或闪发器的输入端连通。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括：第一压力检测元件，用于检测流入所述电机前的冷媒压力P1；以及第二压力检测元件，用于检测从所述电机流出后的冷媒压力P2；所述增压件用于调节所述冷却管路内的冷媒的压力，以使△P不低于预设值；其中，△P＝P1-P2。
在一些实施例中，所述冷却管路上设有电动阀。
在一些实施例中，所述冷却管路上设有过滤器。
在一些实施例中，所述增压件包括变频增压泵。
本发明的一些实施例提供了一种压缩机的电机冷却方法，其采用上述的电机冷却回路，所述电机冷却方法包括：在制冷循环管路处于刚启动或不稳定运行的状态下：切换至设有增压件的管路；通过增压件调节其所在管路中的冷媒压力，使流入电机前的冷媒压力P1与从电机流出后的冷媒压力P2的压差△P满足预设值；其中，△P＝P1-P2；在压差△P满足预设值的状态下：切换至无增压件的管路。
在一些实施例中，制冷循环管路处于不稳定运行的状态包括用户端所需的制冷量提升的状态或用户端所需的制冷量下降的状态。
在一些实施例中，在用户端所需的制冷量提升的状态下：通过增压件提高其所在管路中的冷媒压力；或者，在用户端所需制冷量下降的状态下，通过增压件降低其所在管路中的冷媒压力。
本发明的一些实施例提供了一种制冷系统，其包括上述实施例中的电机冷却回路。
本发明的一些实施例提供了一种空调，其包括上述实施例中的制冷系统。
基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括冷却管路和增压件，冷却管路与制冷循环管路和电机连通，用于将制冷循环管路中的部分冷媒引向电机，以冷却电机；增压件设于冷却管路，用于调节冷却管路内的冷媒的压力，实现冷却电机的冷媒压力可变，进而调节用于冷却电机的冷媒流量，以适应不同工况下所需的冷媒量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一些实施例提供的压缩机的电机冷却回路的示意图。
附图中标号说明：
1-压缩机；2-电机；3-第一冷却管路；4-第二冷却管路；5-增压件；6-冷媒引出管路；7-三通调节阀；8-合流管路；9-单向阀；10-冷媒返流管路；11-冷凝器；12-蒸发器或闪发器；13-第一压力检测元件；14-第二压力检测元件；15-电动阀；16-过滤器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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保护范围的限制。
如图1所示，为一些实施例提供的压缩机的电机冷却回路的示意图。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括压缩机1所在的制冷循环管路。制冷循环管路中的部分冷媒用于为电机2冷却。
在一些实施例中，制冷循环管路包括压缩机1、冷凝器11和蒸发器或闪发器12。
进一步地，压缩机1包括离心式压缩机1。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括压缩机1的电机2。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括冷却管路，冷却管路与制冷循环管路和电机2连通，用于将制冷循环管路中的部分冷媒引向电机2，以冷却电机2。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括增压件5，增压件5设于冷却管路，用于调节冷却管路内的冷媒的压力，实现冷却电机2的冷媒压力可变，进而调节用于冷却电机2的冷媒流量，以适应不同工况下所需的冷媒量。
在一些实施例中，冷却管路包括并联的第一冷却管路3和第二冷却管路4。第一冷却管路3和第二冷却管路4中的冷媒来源于制冷循环管路。
由于压差是驱动冷媒在循环管路中流动的保证，而压差过小将降低用于冷却电机2的冷媒量，容易导致电机2过热。因此，在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括增压件5，增压件5设于第一冷却管路3和第二冷却管路4的其中之一。
增压件5用于调节其所在管路内的冷媒的压力，实现冷却电机2的冷媒压力可变，进而调节用于冷却电机2的冷媒流量，以适应不同工况下所需的冷媒量。
可选地，增压件5设于第二冷却管路4，增压件5用于调节第二冷却管路4内的冷媒的压力。
在一些实施例中，第一冷却管路3和第二冷却管路4可切换，以择一向电机2提供冷媒。用于向电机2提供冷媒的管路可变，能够实现电机2冷却液的可调节性，利于实现系统长期运行的节能化。
在一些实施例中，冷却管路包括并联的第一冷却管路3和第二冷却管路4，第一冷却管路3和第二冷却管路4可切换，以择一向电机2提供冷媒；增压件5设于第一冷却管路3和第二冷却管路4的其中之一，增压件5用于调节其所在管路内的冷媒的压力，实现冷却电机2的冷媒压力可变，进而调节用于冷却电机2的冷媒流量，以适应不同工况下，所需的冷媒量，缓解电机冷却回路压差无法保证的问题。
在一些实施例中，冷却管路包括冷媒引出管路6。冷媒引出管路6的第一端与制冷循环管路连通；冷媒引出管路6的第二端与第一冷却管路3以及第二冷却管路4连通。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括三通调节阀7。三通调节阀7的第一端与冷媒引出管路6连接；三通调节阀7的第二端与第一冷却管路3连接；三通调节阀7的第三端与第二冷却管路4连接。
通过设置三通调节阀7，实现第一冷却管路3和第二冷却管路4的切换。
可选地，在系统压差稳定后，切换至无增压件5的管路，以减少长期运行时增压件5的运行，利于节能和减少故障。
当然，也可以不设置三通调节阀7，而是在第一冷却管路3和第二冷却管路4上分别设置开关阀，以实现第一冷却管路3和第二冷却管路4的切换。
在一些实施例中，冷却管路包括合流管路8，合流管路8的第一端与第一冷却管路3以及第二冷却管路4连通；合流管路8的第二端与电机2连通，用于为电机2提供冷媒。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括单向阀9，单向阀9设于合流管路8，用于使冷媒流向电机2。
单向阀9主要起单向定流作用，用于防止用于冷却电机2的冷媒逆流，造成电机2缺冷却液，以及造成对第一冷却管路3和第二冷却管路4上设置的部件(例如：电动阀15、过滤器16或增压件5等)的冲击。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括冷媒返流管路10。冷媒返流管路10的第一端与电机2连通；冷媒返流管路10的第二端与制冷循环管路连通。
冷媒返流管路10用于将在电机2中释放热量、冷却电机2后的冷媒引回至制冷循环管路。
在一些实施例中，制冷循环管路包括冷凝器11。冷却管路与冷凝器11的输出端连通。
在一些实施例中，第一冷却管路3和第二冷却管路4与冷凝器11的输出端连通。
由于冷凝器11的输出端的冷媒压力大，从冷凝器11的输出端引出冷媒，利于实现电机冷却回路中冷媒的流动。当然，不限于从冷凝器11的输出端引出冷媒。
在一些实施例中，制冷循环管路包括蒸发器或闪发器12。冷媒返流管路10的第一端与电机2连通；冷媒返流管路10的第二端与蒸发器或闪发器12的输入端连通。
在一些实施例中，为保证提供给电机2的冷却液(冷媒)的量足够，从压力最高的冷凝器11取用于冷却电机2的冷媒，而冷却电机2后的冷媒回到蒸发器或闪发器12，使电机冷却回路具备一定的压差，实现自我循环。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括第一压力检测元件13，第一压力检测元件13用于检测流入电机2前的冷媒压力P1。
可选地，第一压力检测元件13设于合流管路8。
在一些实施例中，压缩机的电机冷却回路包括第二压力检测元件14，第二压力检测元件14用于检测从电机2流出后的冷媒压力P2。
可选地，第二压力检测元件14设于蒸发器或闪发器12的输入端。
在一些实施例中，增压件5用于调节其所在管路内的冷媒的压力，以使△P不低于预设值；其中，△P＝P2-P1。
可选地，为保证冷却效果，△P不低于100kPa。
在一些实施例中，冷却管路上设有电动阀15。
在一些实施例中，第一冷却管路3上设有电动阀15或节流阀。
在一些实施例中，由于冷凝器11的输出端输出的冷媒为高温高压态，无法达到冷却电机的效果，故用于冷却电机2的冷媒先经过电动阀15，通过电动阀15调节过孔直径，从而达到节流目的，获得低压低温的冷媒，进而冷却压缩机1的电机2。冷却电机2后的冷媒无论回到蒸发器或闪发器12，最终汇集于压缩机1，冷媒经压缩机1提升压力后，重新流向冷凝器11，完成用于冷却电机2的冷媒循环。
在一些实施例中，第二冷却管路4上设有电动阀15或节流阀。
在一些实施例中，冷却管路上设有过滤器16。
在一些实施例中，第一冷却管路3上设有过滤器16。
在一些实施例中，第二冷却管路4上设有过滤器16。
可选地，过滤器16采用高强度金属丝网制成，能够抵靠冷媒腐蚀与高压冲击。为保证过滤效果，过滤精度优选不低于3um。
在一些实施例中，增压件5包括变频增压泵。
在一些实施例中，变频增压泵主要用于提升用于冷却电机2的冷媒的压力，使其高于蒸发器或闪发器12的输入端的压力，进而实现电机冷却回路的循环。
进一步的，变频增压泵还可实现变频调速，从而获得不同压力的用于冷却电机2的冷媒，以适应不同工况需求。
变频增压泵的变频调速通过第一压力检测元件13和第二压力检测元件14联合控制。
一些实施例提供了一种压缩机的电机冷却方法，其采用上述的电机冷却回路实现。
在一些实施例中，电机冷却方法包括：
在制冷循环管路处于刚启动状态下：
切换至设有增压件5的管路；
通过增压件5调节其所在管路中的冷媒压力，使流入电机2前的冷媒压力P1与从电机2流出后的冷媒压力P2的压差△P满足预设值。其中，△P＝P1-P2。
上述实施例用于解决开机时，电机冷却回路压差未建立而导致的无法获取用于冷却电机2的冷媒，以及比容较大的冷媒带来的压比提升困难，影响电机2冷却的问题。
在一些实施例中，电机冷却方法包括：
在制冷循环管路处于不稳定运行的状态下：
切换至设有增压件5的管路；
通过增压件5调节其所在管路中的冷媒压力，使流入电机2前的冷媒压力P1与从电机2流出后的冷媒压力P2的压差△P满足预设值。其中，△P＝P1-P2。
上述实施例用于解决制冷循环管路运行过程中，压差波动导致的电机2冷却液波动的问题。
在一些实施例中，电机冷却方法包括：
在制冷循环管路处于稳定运行的状态，即流入电机2前的冷媒压力P1与从电机2流出后的冷媒压力P2的压差△P满足预设值的状态下：
切换至无增压件5的管路。
在一些实施例中，第二冷却管路4设有增压件5。
在开机前或系统工况变化，导致压差△P不满足预设值时，通过三通调节阀7切换至第二冷却管路4，此时第一冷却管路3关闭，并通过变频增压泵做功，提高压差△P。
而当系统稳定运行后，此时冷凝器11输出端的压力大于蒸发器或闪发器12的输入端的压力，并结合电动阀15调节，形成有效压差△P，此时通过三通调节阀7切换至第一冷却管路3，此时第二冷却管路4关闭，以减少长期运行时，变频增压泵的运行，实现节能。
在一些实施例中，制冷循环管路处于不稳定运行的状态包括用户端所需的制冷量提升的状态或用户端所需的制冷量下降的状态。
在一些实施例中，在用户端所需的制冷量提升的状态下：通过增压件5提高其所在管路中的冷媒压力。
当用户端所需制冷量提升时，电机2的功率增加，电机2的发热量也增加，此时可通过提高增压件5的能力，提升用于冷却电机2的冷媒的流量，进而提供更多的冷媒以冷却电机2。
在一些实施例中，在用户端所需制冷量下降的状态下，通过增压件5降低其所在管路中的冷媒压力。
当用户端所需制冷量下降时，电机2的功率减小，电机2的发热量也减小，此时如果用于冷却电机2的冷媒过多，则会使电机2温度过低，造成凝露现象，因此，可通过降低增压件5的能力，减少用于冷却电机2的冷媒的流量，以降低冷却效果。
一些实施例提供了一种制冷系统，其包括上述实施例中的电机冷却回路。
一些实施例提供了一种空调，其包括上述实施例中的制冷系统。
在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (18)
1.一种压缩机的电机冷却回路，其特征在于，包括：
所述压缩机(1)的电机(2)；
所述压缩机(1)所在的制冷循环管路；
冷却管路，其与所述制冷循环管路和所述电机(2)连通，用于将所述制冷循环管路中的部分冷媒引向所述电机(2)，以冷却所述电机(2)；以及
增压件(5)，设于所述冷却管路，用于调节所述冷却管路内的冷媒的压力。
2.如权利要求1所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，所述冷却管路包括并联的第一冷却管路(3)和第二冷却管路(4)；所述第一冷却管路(3)和所述第二冷却管路(4)中的冷媒来源于所述制冷循环管路；所述第一冷却管路(3)和所述第二冷却管路(4)可切换，以择一向所述电机(2)提供冷媒；所述增压件(5)设于所述第一冷却管路(3)和所述第二冷却管路(4)的其中之一，所述增压件(5)用于调节其所在管路内的冷媒的压力。
3.如权利要求2所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，所述冷却管路包括：
冷媒引出管路(6)，其第一端与所述制冷循环管路连通；第二端与所述第一冷却管路(3)以及所述第二冷却管路(4)连通。
4.如权利要求3所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，包括：
三通调节阀(7)，其第一端与所述冷媒引出管路(6)连接；第二端与所述第一冷却管路(3)连接；第三端与所述第二冷却管路(4)连接。
5.如权利要求2所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，所述冷却管路包括：
合流管路(8)，其第一端与所述第一冷却管路(3)以及所述第二冷却管路(4)连通；第二端与所述电机(2)连通，用于为所述电机(2)提供冷媒。
6.如权利要求5所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，包括单向阀(9)，设于所述合流管路(8)，用于使冷媒流向所述电机(2)。
7.如权利要求1所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，包括：
冷媒返流管路(10)，其第一端与所述电机(2)连通；第二端与所述制冷循环管路连通；所述冷媒返流管路(10)用于将在所述电机(2)中释放热量、冷却所述电机(2)后的冷媒引回至所述制冷循环管路。
8.如权利要求1所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，所述制冷循环管路包括冷凝器(11)；
所述冷却管路与所述冷凝器(11)的输出端连通。
9.如权利要求1或8所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，所述制冷循环管路包括蒸发器或闪发器(12)；
所述电机冷却回路还包括：
冷媒返流管路(10)，其第一端与所述电机(2)连通；第二端与所述蒸发器或闪发器(12)的输入端连通。
10.如权利要求1所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，包括：
第一压力检测元件(13)，用于检测流入所述电机(2)前的冷媒压力P1；以及
第二压力检测元件(14)，用于检测从所述电机(2)流出后的冷媒压力P2；
所述增压件(5)用于调节所述冷却管路内的冷媒的压力，以使△P不低于预设值；其中，△P＝P1-P2。
11.如权利要求1所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，所述冷却管路上设有电动阀(15)。
12.如权利要求1所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，所述冷却管路上设有过滤器(16)。
13.如权利要求1所述的压缩机的电机冷却回路，其特征在于，所述增压件(5)包括变频增压泵。
14.一种压缩机的电机冷却方法，其特征在于，采用如权利要求2所述的电机冷却回路，所述电机冷却方法包括：
在制冷循环管路处于刚启动或不稳定运行的状态下：
切换至设有增压件(5)的管路；
通过增压件(5)调节其所在管路中的冷媒压力，使流入电机(2)前的冷媒压力P1与从电机(2)流出后的冷媒压力P2的压差△P满足预设值；
其中，△P＝P1-P2；
在压差△P满足预设值的状态下：
切换至无增压件(5)的管路。
15.如权利要求14所述的压缩机的电机冷却方法，其特征在于，制冷循环管路处于不稳定运行的状态包括用户端所需的制冷量提升的状态或用户端所需的制冷量下降的状态。
16.如权利要求15所述的压缩机的电机冷却方法，其特征在于，
在用户端所需的制冷量提升的状态下：通过增压件(5)提高其所在管路中的冷媒压力；或者，
在用户端所需制冷量下降的状态下，通过增压件(5)降低其所在管路中的冷媒压力。
17.一种制冷系统，其特征在于，包括如权利要求1～13任一项所述的电机冷却回路。
18.一种空调，其特征在于，包括如权利要求17所述的制冷系统。
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2018
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