基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统技术方案

本发明专利技术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，包括冷媒箱、卧式油气分离器、气液热交换器、油冷却器、机头、贮液器和低压循环桶。本发明专利技术在卧式油气分离器中换热器，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，本发明专利技术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。并进一步增加了压缩机的运行效率。并进一步增加了压缩机的运行效率。

【技术实现步骤摘要】
基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统


[0001]本专利技术涉及螺杆压缩机制冷
，尤其涉及一种基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统。

技术介绍

[0002]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。
[0003]（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。
[0004]（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。
[0005]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。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术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。
[0007]为实现上述目的，本专利技术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。
[0008]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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统，其特征在于，包括：冷媒箱，用以储存冷媒；在冷媒箱外设有液位传感器和冷媒检测传感器；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；气冷媒热交换器，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。2.根据权利要求1所述的基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的基于螺杆制冷压缩机的热量回收节能系统，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈庆强，赵子华，
申请(专利权)人：临沂冰雪制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：