DK165131B - Reguleringsindretning for koele- og varmepumpearrangement - Google Patents

Description

i

DK 165131 B

Den foreliggende opfindelse angår en reguleringsindretning i et køle-og varmepumpearrangement for regulering af olietryk og oliestrøm til en kompressor med olieindsprøjtning og med olieforråd på højtrykssiden og omfattende en reguleringsventil, der styres af kompressorens føde-5 tryk og en oliepumpe.

GB patentskrift nr. 1.510.493 beskriver en kompressor med væskeindsprøjtning. I denne kompressor reguleres væsken/oliestrømmen i forhold til den indsugne volumenstrøm og dennes tryk ved udløbet. Olien benyt-10 tes til smøring og køling, og strømmen kan reguleres i forhold til belastningen ved hjælp af en anordning, hvis reguleringsstempel påvirkes af volumenstrømmen og dermed blandt andet af det dynamiske tryk på en aflastningsventil og af trykket i en olieudskiller. Ulempen er, at al olie passerer gennem oliepumpen/-pumperne, og denne/deres kapacitet 15 skal altså altid være større end den højest opnåelige strøm, som opnås ved højest mulig belastning.

EP offentliggørelsesskrift nr. 0.030.619 beskriver en skruekompressor med olieudskillere på højtrykssiden, hvis olieforråd via en ventil 20 forbindes med en lavtryksbeholder. Via en udligningskanal ledes fordampet kølemedium fra olien til kompressorens sugeside. Den mere eller mindre "afgassede" olie pumpes fra lavtryksbeholderen ved hjælp af en pumpe til kompressorens smørepunkter.

25 Ulempen er, at al smøreolien ligesom i førnævnte GB patentskrift må passere pumpen, som altså har en fastlagt kapacitet og altid pumper dette olievolumen med en trykstigning fra lavtryksbeholderen, hvor trykket er tæt på sugetrykket, til et højtryk omtrent på niveau med kompressorens udløbstryk eller højere. Dette indebærer altså, at pum- 30. pearbejdet altid koster energi, og volumenstrømmen gennem pumpen må mindst være på højde med, hvad kompressoren kræver til sine smørepunkter.

DE offentliggørelsesskrift nr. 3.242.654 beskriver en kompressor, hvor 35 olie via en olietilførselsledning fordeles til et par første lejer, videre til et yderligere leje, derefter gennem et hulrum til aksel huset og lejerne på indløbssiden. En del olie siver ind ved indløbsplanet. Resten returneres til arbejdskammeret via en rørledning med en indsnævring.

DK 165131 B

2

Ulempen ved dette system er, at strømmen bestemmes fuldstændigt af de indsnævringer, som findes i lejesløret, i kanal areal erne og i indsnævringen og af trykdifferencen i systemet mellem indløbet og udløbet i arbejdskammeret.

5 I køle- og varmepumpearragementer med rotationskompressorer, fortrinsvis med olieindsprøjtning, indgår almindeligvis en olieseparator, der er anbragt på arragementets højtryksside. Dette indebærer, at et olieforråd står under arrangementets højeste tryk og gennem et hensigts-10 mæssigt valgt oliekanalarragement, kan olie, der udnyttes til smøring, køling og tætning i kompressoren, bringes i omløb ved hjælp af kølearrangementets "naturlige" trykdifferens. Et køle- og varmepumpearrangement arbejder under meget forskellige driftsforhold og endda under sådanne driftsforhold, hvor denne trykdifferens er for lille til en 15 tilstrækkelig oliecirkulation. Dette kan være tilfældet, for eksempel ved booster-(lavtryks)drift med visse kølemedier, men dette kan også forekomme under for eksempel lange opstartsperioder, i et arrangement hvor der, i forhold til kompressorens kapacitet, er store kondensator-og/eller fordampervolumener. I dette tilfælde kan oliecirkulationen 20 sikres ved, at der indkobles en oliepumpe, men ud over de tilsigtede egenskaber med opretholdelse af trykdifferens og cirkulation, har den visse negative egenskaber, for eksempel at den begrænser oliestrømmen til den givne pumpekapacitet, og at den udgør en tabskilde, idet den kræver effekt for drivning. Begrænsning af oliestrømmen indebærer, at 25 det er nødvendigt at vælge en tilstrækkelig stor pumpe til det mest ugunstige driftstilfælde, hvilket kan medføre en alt for stor pumpekapacitet for det normale driftstilfælde, og deraf følger at driftseffekten bliver unødvendig stor.

30 Såfremt der kræves en oliepumpe, må målsætningen være, at denne ikke skal være større end det er nødvendigt at hensyn til det ugunstigste driftstilfælde og kun udnyttes, når det er nødvendigt. Denne målsætning kan opfyldes på flere forskellige måder, for eksempel ved hjælp af shuntkobling og tvangsstyrede ventiler, og da ofte med meget dyre 35 løsninger.

For at mindske effektbehovet til en oliepumpe, som forsyner en rotationskompressor med olieindsprøjtning i et køle- og varmepumpearrangement med olie for dens smøring, køling og tætning, reguleres det til

DK 165131 B

3 pumpen tilførte olietryk og oliestrøm med en reguleringsindretning, der omfatter en trykstyret ventil, der både fungerer som trykregulerings- og strømningsreguleringsventil, og som bevirker, at oliepumpen går i "tomgang", når der er opnået tilstrækkelig trykdifferens i ar-5 rangementet.

Dette foretages med en reguleringsindretning ifølge opfindelsen, der er kendetegnet ved, at reguleringsventilen er udformet som en trykstyret sædeventil, hvor en fjeder, et ydre påført styretryk og kompres-10 sorens fødetryk påvirker et stempel, der i en cylinder er forsynet med gennemgående huller, at reguleringsventilen, når et fødetryk falder under et vist niveau, lader oliestrømmen føre gennem oliepumpen, hvis kapacitet da bestemmer det nødvendige fødetryk, og videre til kompressoren gennem de gennemgående huller i stemplet, og at reguleringsventi-15 len, når fødetrykket overstiger nævnte niveau, lader oliestrømmen føres forbi oliepumpen direkte til kompressoren gennem af stemplet fritlagte kanaler i cylindervæggen.

Opfindelsen vil herefter forklares nærmere under henvisning til den 20 medfølgende tegning, fig. 1 viser en principskitse for et oliearrangement i et køle-eller varmepumpearrangement, fig. 2 og 3 et snit til illustration af en reguleringsventil i en re-25 guleringsindretning, som er indbygget i en del af en kompre- sor for et køle- eller varmepumpearrangement ved normalt tryk henholdsvis hævet tryk, og fig. 4 et partielt billede til illustration af reguleringsventilens forbindelser til en oliepumpe.

30 I den i fig. 1 viste principskitse illustreres, hvorledes et kølemedium i et køle- eller varmpumpearrangement fra en fordamper føres til en kompressor 1 og videre, sammen med olie fra kompressoren, til en olieseparator 2 og videre til en kondensator. Kompressoren 1 kan være en 35 rotationskompressor med olieindsprøjtning. Olien fra olieseparatoren 2 føres tilbage fra arrangementets højtryksside til kompressoren 1 via en oliekøler 3 og en oliefilter 4. I forbindelse med kompressoren 1 er der, ved 5, anbragt en reguleringsindretning for regulering af det mindste olietryk og oliestrøm til kompressoren. Reguleringsindretnin-

DK 165131 B

4 gens opbygning, som vises i fig. 2-4, består væsentligst af en reguleringsventil 6, der er indbygget i kompressoren direkte i forbindelse med oliefiltret 4 og en oliepumpe 16. Reguleringsventilen 6 omfatter en cylinder 7 med et deri bevægeligt stempel 8, der dels er påvirket 5 af et styretryk og en fjeder 9 og dels af fødetrykket. Olien fra arrangementets højtryksside føres gennem olieseparatoren 2, oliekøleren 3 og oliefiltret 4 til en tilslutning 12, ved 5, på kompressoren 1. Tilslutningen 12 fører til et ringformet rum 13, der omgiver reguleringsventilen 6's cylinderdel 7. Dette ringformede rum 13 er ved sin 10 øvre ende 14 forbundet med en forbindelseskanal 15 til en oliepumpe 16. Denne oliepumpe er i dette tilfælde af fortrængningstypen og drives med konstant omdrejningstal og fører olie tilbage til kompressoren med et givet tryk. Gennem en forbindelseskanal 17 føres olien fra oliepum- pen 16 til et rum 18, der stort set er begrænset af cylinder-15 væggen 7 og stemplet 8, hvis nedefterrettede ende er forsynet med gennemgående huller 19. Rummet 18 er på denne måde forbundet med et rum 20 nedenstrøms for reguleringsventilen, og olien kan ledes til kompressoren gennem hullerne i stempel enden på reguleringsventilen. Kraften fra fjederen 9 i stemplet 8 og trykket i rummet 10 i tilslutning 20 til stemplets indre, hvor nævnte tryk afhænger af et herskende styretryk, der er tilvejebragt gennem tilslutningen 11, påvirker stemplet til en lukkende stilling med passage af olie gennem hullerne i stempelenden. Såfremt fødetrykket i olien når et givet bestemt niveau, vil den totale kraft, som afhænger af trykket, på grund af den virksomme 25 areal forskel for stemplet, blive større end fjederkraften og den af det herskende styretryk tilvejebragte kraft, og stemplet påvirkes til en åbnende stilling. Stempelenden frilægger da omløbskanaler 21 i cylindervæggen, og olie kan således strømme direkte fra det ringformede rum 13 gennem omløbskanalerne 21 til rummet 20 forbi reguleringsventi -30 len. På denne måde omløbskobles oliepumpen ved højt fødetryk, og pumpen kører da i "tomgang" med minimalt effektbehov og belastning.

Ved utilstrækkeligt fødetryk opretholder oliepumpen 16 trykket i rummet 20 i tilslutning til kompressoren, og reguleringsventilen virker 35 som en normal trykregulator, og oliestrømmen svarer til pumpekapaciteten. Sidstnævnte kan indtræffe under opstartsperioder og i boosterar-rangementer. Når fødetrykket har nået et bestemt niveau, ledes olien direkte til rummet 20 i tilslutning til kompressoren.

5

DK 165131 B

Oliestrømme bestemmes af arrangementets trykforskelle og de indre oliepassagers arealer. Oliepumpens størrelse bestemmes alene af den mindste krævede oliestrøm for at sikre kompressorens funktion under visse driftssituationer.

5 10 15 20 25 30 35

Claims (3)

1. Reguleringsindretning i køle- og varmepumpearrangement for regulering af olietryk og oliestrøm til en kompressor med olieindsprøjtning 5 og med olieforråd på højtrykssiden og omfattende en reguleringsventil (6), der styres af kompressorens fødetryk og en oliepumpe (16), kendetegnet ved, at reguleringsventilen er udformet som en trykstyret sædeventil, hvor en fjeder (9), et ydre påført styretryk og kompressorens fødetryk påvirker et stempel (8), der i en cylinder (7) 10 er forsynet med gennemgående huller (19), at reguleringsventilen, når et fødetryk falder under et vist niveau, lader oliestrømmen føre gennem oliepumpen (16), hvis kapacitet da bestemmer det nødvendige fødetryk, og videre til kompressoren gennem de gennemgående huller (19) i stemplet, og at reguleringsventilen, når fødetrykket overstiger nævnte 15 niveau, lader oliestrømmen føres forbi oliepumpen (16) direkte til kompressoren gennem af stemplet (8) fritlagte kanaler (21) i cylindervæggen .

2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at regulerings-20 ventilens stempel i den ene ende påvirkes af en fjeder (9) samt af det ydre styretryk og i den anden ende påvirkes af fødetrykket.

3. Indretning ifølge krav 2, kendetegnet ved, at reguleringsventilens stempel (8) er udformet med en stempelstangsdel, hvori fje- 25 deren (9) er tilvejebragt. 30 35