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EP1418389A1 - Refrigerating system - Google Patents

Refrigerating system Download PDF

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Publication number
EP1418389A1
EP1418389A1 EP03025004A EP03025004A EP1418389A1 EP 1418389 A1 EP1418389 A1 EP 1418389A1 EP 03025004 A EP03025004 A EP 03025004A EP 03025004 A EP03025004 A EP 03025004A EP 1418389 A1 EP1418389 A1 EP 1418389A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oil
compressors
compressor
suction
line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03025004A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Klaus Koch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carrier Kaeltetechnik Deutschland GmbH
Original Assignee
Linde Kaeltetechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde Kaeltetechnik GmbH filed Critical Linde Kaeltetechnik GmbH
Publication of EP1418389A1 publication Critical patent/EP1418389A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/002—Lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07—Details of compressors or related parts
    • F25B2400/075—Details of compressors or related parts with parallel compressors

Definitions

  • the invention relates to a refrigeration system with at least two connected in parallel Compressors, each via a suction line from at least one of the compressors upstream suction manifold suck in the medium to be compressed and the over at least one oil compensation line are connected to each other.
  • From DE-OS 198 23 525 is a composite (cold) system with at least two compressors known in which an oil compensation line between the compressor housings is arranged that the lower edge of the provided on the compressor housings Connections of the oil compensation line above the minimum oil level of the Compressor lies.
  • the disadvantage here is that at different pressures in the compressors due to the resulting flows between the Compressed gas and oil exchange takes place. This has the consequence that in Dependence on the operating time or the downtimes of the compressors can form different oil levels in the compressors.
  • the object of the present invention is to provide a refrigeration system in which the disadvantages mentioned can be avoided.
  • a refrigeration system which is thereby distinguishes that at least each of the compressors, between which an oil balance should be possible, one in the oil compensation line, one using a floating ball Closing device having a closable passage is assigned in such a way that the lockable passage at the desired oil level in the associated compressor.
  • FIG. 1 shows a compressor set consisting of three compressors V1 to V3 and a suction manifold S connected upstream of the compressors V1 to V3.
  • any number of compressors can be provided, although it is not absolutely necessary for oil compensation between all compressors.
  • the medium to be compressed is via line 1, which in two lines 2 and 2 ' is divided, fed to the suction manifold S.
  • the suction manifold S becomes the medium to be compressed via the suction lines 3, 3 'and 3 "to the compressors V1 fed up to V3. Entrained over the lines 1, 2 and 2 'and the Suction manifold S supplied oil collects at the bottom of the suction manifold S. on.
  • the compressed medium is from the compressors V1 to V3 via the pressure lines 4, 4 'and 4 "in a pressure manifold 5 and, for example, one or several, not shown in Figure 1 cooling points supplied.
  • compressors V1 to V3 which are arranged on one level, or their housing are via a compensating line 7, which via lines 8, 8 'and 8 "with Compressor housings V1 to V3 are operatively connected to each other.
  • FIG. 2 shows a partial area of the sump of the compressor V1, to which, like the compressors 2 and 3, a closing device 9 is assigned.
  • the closing device 9 and the sump of the compressor V1 are connected via the line 8.
  • a closable passage 11 is arranged within the closing device 9 and can be closed by means of the floating ball 10.
  • the closable passage 11 is at the desired oil level of the compressor V1.
  • a previously running compressor can be used excess oil to the compressor or compressors currently running be balanced until the passage 11 in turn passes through the floating ball 10 is closed. If the compressors are operated at the same time, the floats Ball in case of pressure equalization in the middle position.
  • the refrigeration system according to the invention enables the implementation of a reliable one Oil balance between two or more compressors in both directions too during part-load operation. It is therefore possible to use refrigeration systems with adapted Oil filling, so to operate without excess oil, so the problem of unwanted oil spill can be avoided. An oil return over the Volume flow on the suction side can also be effectively avoided. Further the maximum oil levels in the oil are no longer exceeded Verêtm.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

Condensers (V1) each suck in a substance to be condensed from a suction collecting pipe via an intake pipe and interlink via an oil-compensating pipe (8). Each condenser, between which oil compensation should be possible, has a sealing device (9) with a passage (11) sealed by a floating ball (10) so that the passage is set at the desired oil level in the associated condenser.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kälteanlage mit wenigstens zwei parallel geschalteten Verdichtem, die über jeweils eine Saugleitung aus wenigstens einem den Verdichtern vorgeschalteten Saugsammelrohr das zu verdichtende Medium ansaugen und die über wenigstens eine Ölausgleichsleitung miteinander verbunden sind.The invention relates to a refrigeration system with at least two connected in parallel Compressors, each via a suction line from at least one of the compressors upstream suction manifold suck in the medium to be compressed and the over at least one oil compensation line are connected to each other.

Bei Kälteanlagen stellt die betriebssichere Ölversorgung der Verdichter, die in einem gemeinsamen (Kältemittel)Kreislauf arbeiten, ein Problem dar. Zur Gewährleistung einer betriebssicheren Ölversorgung werden bisher unterschiedliche Ölstandsreguliersysteme, wie beispielsweise Ölspiegelregulatoren, verwendet. Diese unterliegen jedoch einem Verschleiss und erfordern bei anderen Systemen Einstellarbeiten am Ölsystem während der Inbetriebnahme. Zudem kann bei diesen Systemen überschüssiges Öl, das den Verdichtern über das angesaugte Gas zugeführt wird, nicht ausgeglichen werden.In refrigeration systems, the reliable oil supply to the compressors, which in one working together (refrigerant) circuit is a problem. To ensure A reliable oil supply has so far been different Oil level control systems, such as oil level regulators, are used. This however, are subject to wear and require other systems Adjustment work on the oil system during commissioning. In addition, with these Systems excess oil that passes the compressors through the gas fed, can not be compensated.

Aus DE-OS 198 23 525 ist eine Verbund(kälte)anlage mit wenigstens zwei Verdichtern bekannt, bei der zwischen den Verdichtergehäusen eine Ölausgleichsleitung dergestalt angeordnet ist, dass die Unterkante der an den Verdichtergehäusen vorgesehenen Anschlüsse der Ölausgleichsleitung über den Niveaus der Mindestölstände der Verdichter liegt. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass bei unterschiedlichen Drücken in den Verdichtern aufgrund der dadurch entstehenden Strömungen zwischen den Verdichtem ein Gas- und Ölaustausch stattfindet. Dies hat zur Folge, dass sich in Abhängigkeit von der Betriebsdauer bzw. der Stillstandszeiten der Verdichter unterschiedliche Ölstände in den Verdichtern ausbilden können.From DE-OS 198 23 525 is a composite (cold) system with at least two compressors known in which an oil compensation line between the compressor housings is arranged that the lower edge of the provided on the compressor housings Connections of the oil compensation line above the minimum oil level of the Compressor lies. The disadvantage here is that at different pressures in the compressors due to the resulting flows between the Compressed gas and oil exchange takes place. This has the consequence that in Dependence on the operating time or the downtimes of the compressors can form different oil levels in the compressors.

Aus der DE-OS 100 15 603 ist eine gattungsbildende Verbund(kälte)anlage bekannt. Bei dieser Kälteanlage werden erstmals getrennte Leitungen für den Öl- sowie den Druckausgleich zwischen den einzelnen Verdichtern bzw. Verdichtergehäusen vorgesehen. Somit kann der Ölausgleich über die Ölausgleichsleitung erfolgen, während der Druckausgleich über das Saugsammelrohr bzw. die das Saugsammelrohr und die Verdichtergehäuse verbindenden Leitungen erfolgt. Eine derartige Kälteanlage bringt jedoch einen apparativen Mehraufwand mit sich. From DE-OS 100 15 603 a generic composite (cold) system is known. With this refrigeration system, separate lines for the oil and the Pressure equalization between the individual compressors or compressor housings intended. Thus the oil compensation can take place via the oil compensation line, during the pressure equalization via the suction manifold or the suction manifold and the lines connecting the compressor housing. Such a refrigeration system however, involves additional equipment.

Den bekannten Kälteanlagen, die ein Ölreguliersystem aufweisen, ist gemein, dass sie lediglich Ölmangel, nicht jedoch Ölüberschuss im Verdichter ausgleichen können. Auch Systeme, bei denen sowohl Öl- als auch Gasausgleichsleitungen zur Anwendung kommen, können nur bei Stillstand all derjenigen Verdichter, zwischen denen ein Ölausgleich stattfinden soll, die Ölstände ausgleichen. Des Weiteren haben diese Systeme den Nachteil, dass über die Gasausgleichsleitungen - abhängig von der Druckdifferenz zwischen dem oder den laufenden und dem oder den stehenden Verdichtern - aus dem oder den stehenden Verdichtern Öl abgesaugt wird. Da dabei das Öl auch bis unter die Minimalmarke abgesaugt werden kann, kann es beim Wiederanfahren eines derart "leergesaugten" Verdichters zu erheblichen Problemen - bis hin zu einer Zerstörung des Verdichters - kommen.The common refrigeration systems that have an oil control system have in common that they only lack of oil, but not compensate for excess oil in the compressor. Also Systems in which both oil and gas compensation lines are used can only come when all of the compressors between which a Oil compensation should take place, the oil levels. Furthermore they have Systems have the disadvantage that the gas compensation lines - depending on the Pressure difference between the current and the standing Compressors - Oil is extracted from the standing compressor (s). Since there the oil can also be sucked down below the minimum mark, it can be at Restarting such a "vacuumed" compressor to considerable problems - to the destruction of the compressor.

Im Gegensatz dazu führen zu hohe Ölstände innerhalb eines Verdichters zu einem erhöhten und unerwünschten Ölwurf des Verdichters, woraus ein verschlechterter Wirkungsgrad des Verdichters und damit der gesamten Kälteanlage resultiert.In contrast, excessive oil levels within a compressor lead to one increased and undesirable oil throw of the compressor, resulting in a deteriorated Efficiency of the compressor and thus the entire refrigeration system results.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Kälteanlage anzugeben, bei der die erwähnten Nachteile vermieden werden.The object of the present invention is to provide a refrigeration system in which the disadvantages mentioned can be avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kälteanlage vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass zumindest jedem der Verdichter, zwischen denen ein Ölausgleich möglich sein soll, in der Ölausgleichsleitung eine, einen mittels einer Schwimmkugel verschließbaren Durchgang aufweisende Verschließvorrichtung derart zugeordnet ist, dass der verschließbare Durchgang auf der gewünschten Ölstandshöhe in dem zugehörigen Verdichter liegt.To solve this problem, a refrigeration system is proposed, which is thereby distinguishes that at least each of the compressors, between which an oil balance should be possible, one in the oil compensation line, one using a floating ball Closing device having a closable passage is assigned in such a way that the lockable passage at the desired oil level in the associated compressor.

Die erfindungsgemäße Kälteanlage sowie weitere Ausgestaltungen derselben seien anhand der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The refrigeration system according to the invention and further refinements of the same are with reference to the embodiments shown in Figures 1 and 2 explained in more detail.

Die Figur 1 zeigt einen Verdichtersatz, bestehend aus drei Verdichtern V1 bis V3 sowie ein, den Verdichtern V1 bis V3 vorgeschaltetes Saugsammelrohr S. Prinzipiell kann eine beliebige Anzahl von Verdichtem vorgesehen werden, wobei nicht zwangsläufig zwischen allen Verdichtern ein Ölausgleich möglich sein muss. FIG. 1 shows a compressor set consisting of three compressors V1 to V3 and a suction manifold S connected upstream of the compressors V1 to V3. In principle, any number of compressors can be provided, although it is not absolutely necessary for oil compensation between all compressors.

Das zu verdichtende Medium wird über Leitung 1, die in zwei Leitungen 2 und 2' aufgeteilt wird, dem Saugsammelrohr S zugeführt. Aus dem Saugsammelrohr S wird das zu verdichtende Medium über die Saugleitungen 3, 3' und 3" den Verdichtern V1 bis V3 zugeführt. Über die Leitungen 1, 2 und 2' mitgerissenes und dem Saugsammelrohr S zugeführtes Öl sammelt sich am Boden des Saugsammelrohres S an.The medium to be compressed is via line 1, which in two lines 2 and 2 ' is divided, fed to the suction manifold S. The suction manifold S becomes the medium to be compressed via the suction lines 3, 3 'and 3 "to the compressors V1 fed up to V3. Entrained over the lines 1, 2 and 2 'and the Suction manifold S supplied oil collects at the bottom of the suction manifold S. on.

Das verdichtete Medium wird aus den Verdichtern V1 bis V3 über die Druckleitungen 4, 4' und 4" in eine Drucksammelleitung 5 und über diese beispielsweise einer oder mehrerer, in der Figur 1 nicht dargestellter Kühlstellen zugeführt.The compressed medium is from the compressors V1 to V3 via the pressure lines 4, 4 'and 4 "in a pressure manifold 5 and, for example, one or several, not shown in Figure 1 cooling points supplied.

Die Verdichter V1 bis V3, die auf einer Ebene angeordnet sind, bzw. deren Gehäuse sind über eine Ausgleichsleitung 7, die über die Leitungen 8, 8' und 8" mit den Verdichtergehäusen V1 bis V3 in Wirkverbindung steht, miteinander verbunden.The compressors V1 to V3, which are arranged on one level, or their housing are via a compensating line 7, which via lines 8, 8 'and 8 "with Compressor housings V1 to V3 are operatively connected to each other.

Zwischen dem Saugsammelrohr S und der Ausgleichsleitung 7 ist eine Verbindungsleitung 6 angeordnet, die der Überführung von in dem Saugsammelrohr S angesammelten, überflüssigen Öl in die Ausgleichsleitung 7 dient.Between the suction manifold S and the compensating line 7 is one Connection line 6 arranged, the transfer of in the suction manifold S accumulated, unnecessary oil is used in the compensating line 7.

Der in der Figur 1 eingekreiste Bereich X sei anhand der Figur 2 näher erläutert.The area X encircled in FIG. 1 will be explained in more detail with reference to FIG. 2.

Die Figur 2 zeigt einen Teilbereich des Sumpfes des Verdichters V1, dem-wie auch den Verdichtern 2 und 3 - eine Verschließvorrichtung 9 zugeordnet ist. Die Verschließvorrichtung 9 sowie der Sumpf des Verdichters V1 sind über die Leitung 8 verbunden. Innerhalb der Verschließvorrichtung 9 ist ein verschließbarer Durchgang 11 angeordnet, der mittels der Schwimmkugel 10 verschlossen werden kann. Der verschließbare Durchgang 11 liegt hierbei auf der gewünschten Ölstandshöhe des Verdichters V1. FIG. 2 shows a partial area of the sump of the compressor V1, to which, like the compressors 2 and 3, a closing device 9 is assigned. The closing device 9 and the sump of the compressor V1 are connected via the line 8. A closable passage 11 is arranged within the closing device 9 and can be closed by means of the floating ball 10. The closable passage 11 is at the desired oil level of the compressor V1.

Bei normalem Ölstand schwimmt die Schwimmkugel 10 auf dem Öl und lässt somit den Durchgang 11 unverschlossen, so dass ein Ölausgleich in beiden Richtungen - also sowohl in den als auch aus dem Verdichter - möglich ist. Wird der Verdichter V1 betrieben und füllt er sich über den Sauggasvolumenstrom mit Öl, so wird der Durchgang 11 durch ein Aufschwimmen der Schwimmkugel 10 verschlossen. Dies hat zur Folge, dass über die Leitung 8 kein Öl mehr in den Verdichter V1 gelangen bzw. aus dem Verdichter V1 abfließen kann. Somit kann aus stehenden Verdichtern, die in ihren Kurbelgehäusen einen höheren Druck aufweisen, kein Öl mehr in den Verdichter V1 geführt werden.With a normal oil level, the floating ball 10 floats on the oil and thus leaves the passage 11 unlocked, so that oil compensation in both directions - So both in and out of the compressor - is possible. If the compressor V1 operated and filled with oil via the suction gas volume flow, then the Passage 11 closed by floating the floating ball 10. this has with the result that oil no longer enters the compressor V1 via line 8 or can flow out of the compressor V1. Thus, from standing compressors that are in their crankcases have a higher pressure, no more oil in the compressor V1.

Wird der Verdichterlauf gewechselt, so kann aus einem zuvor laufenden Verdichter überschüssiges Öl so lange zu dem oder den aktuell laufenden Verdichtern ausgeglichen werden, bis durch die Schwimmkugel 10 wiederum der Durchgang 11 verschlossen wird. Werden die Verdichter gleichzeitig betrieben, so schwimmt die Kugel im Falle eines Druckausgleiches in der Mittelstellung.If the compressor run is changed, a previously running compressor can be used excess oil to the compressor or compressors currently running be balanced until the passage 11 in turn passes through the floating ball 10 is closed. If the compressors are operated at the same time, the floats Ball in case of pressure equalization in the middle position.

Die erfindungsgemäße Kälteanlage ermöglicht die Realisierung eines zuverlässigen Ölausgleiches zwischen zwei oder mehr Verdichtern in beiden Richtungen auch während des Teillastbetriebes. Es ist somit möglich, Kälteanlagen mit angepasster Ölfüllung, also ohne Ölüberschuss zu betreiben, so dass das Problem des unerwünschten Ölwurfes vermieden werden kann. Eine Ölrückführung über den saugseitigen Volumenstrom kann ebenfalls wirkungsvoll vermieden werden. Ferner kommt es nun nicht mehr zu einem Überschreiten der maximalen Ölstände in den Verdichtem.The refrigeration system according to the invention enables the implementation of a reliable one Oil balance between two or more compressors in both directions too during part-load operation. It is therefore possible to use refrigeration systems with adapted Oil filling, so to operate without excess oil, so the problem of unwanted oil spill can be avoided. An oil return over the Volume flow on the suction side can also be effectively avoided. Further the maximum oil levels in the oil are no longer exceeded Verdichtem.

Claims (3)

Kälteanlage mit wenigstens zwei parallel geschalteten Verdichtem, die über jeweils eine Saugleitung aus wenigstens einem den Verdichtern vorgeschalteten Saugsammelrohr das zu verdichtende Medium ansaugen und die über wenigstens eine Ölausgleichsleitung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jedem der Verdichter (V1, V2, V3), zwischen denen ein Ölausgleich möglich sein soll, in der Ölausgleichsleitung (7, 8, 8', 8") eine, einen mittels einer Schwimmkugel (10) verschließbaren Durchgang (11) aufweisende Verschließvorrichtung (9) derart zugeordnet ist, dass der verschließbare Durchgang (11) auf der gewünschten Ölstandshöhe in dem zugehörigen Verdichter (V1, V2, V3) liegt.Refrigeration system with at least two compressors connected in parallel, each of which draws in the medium to be compressed via at least one suction line from at least one suction manifold upstream of the compressors and which are connected to one another via at least one oil compensation line, characterized in that at least each of the compressors (V1, V2, V3) , between which oil compensation should be possible, in the oil compensation line (7, 8, 8 ', 8 ") a closure device (9), which has a passage (11) which can be closed by means of a floating ball (10), is assigned such that the closable passage (11) is at the desired oil level in the associated compressor (V1, V2, V3). Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölausgleichsleitung (7, 8, 8', 8") über wenigstens eine zusätzliche Leitung (6) mit dem Saugsammelrohr (S) verbunden ist.Refrigeration system according to claim 1, characterized in that the oil compensation line (7, 8, 8 ', 8 ") is connected to the suction manifold (S) via at least one additional line (6). Kälteanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen der aus dem Saugsammelrohr (S) zu den Verdichtern (V1, V2, V3) führenden Saugleitungen (3, 3', 3") im oberen Bereich des Saugsammelrohres (S) angeordnet sind.Refrigeration system according to claim 1 or 2, characterized in that the inlet openings of the suction lines (3, 3 ', 3 ") leading from the suction collecting pipe (S) to the compressors (V1, V2, V3) are arranged in the upper region of the suction collecting pipe (S) are.
EP03025004A 2002-11-08 2003-10-30 Refrigerating system Withdrawn EP1418389A1 (en)

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