CN212431402U - 气悬浮压缩机的电机冷却***和制冷*** - Google Patents

Abstract

本申请涉及制冷技术领域，公开一种气悬浮压缩机的电机冷却***，包括：气体轴承供气单元，包括供气罐，该供气罐包括制冷剂入口、气体出口和液态制冷剂出口；该制冷剂入口接入该压缩机所在的制冷***中的制冷剂；该气体出口与该压缩机的气体轴承的供气口连通；第一管路，两端口分别与供气罐的液态制冷剂出口和该压缩机的电机冷却液供给口连通。本公开实施例实现将气悬浮压缩机的电机冷却液由气体轴承供气单元中的供气罐提供，增加了供气罐内所需的制冷剂的用量，从而增大了供液泵的流量，减小启停频率，提高寿命。同时，简化了冷却液供给管路，减少了制冷剂损失，降低成本。本申请还公开一种制冷***。

Description

气悬浮压缩机的电机冷却***和制冷***

技术领域

本申请涉及制冷技术领域，例如涉及一种气悬浮压缩机的电机冷却***和制冷***。

背景技术

目前，在采用气悬浮压缩机(例如，气悬浮离心压缩机)的制冷***中，压缩机用气体轴承的供气方式多为：利用供液泵将制冷***的制冷循环管路内的制冷剂经过管路泵送至供气罐内，制冷剂在供气罐内经过高温加热蒸发成高压气态制冷剂，从供气罐排出后直接通过管路送至压缩机的气体轴承间隙内，起到支撑转子的作用。其中，供气罐的加压原理为：电能控制供气罐内的加热管升温，加热供气罐内的液态制冷剂，使制冷剂蒸发变为高压气体，并从供气罐顶部排出，经管路送至压缩机的气体轴承间隙内。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：由于气悬浮压缩机的气体轴承所需要的气体有限，无需持续向供气罐内泵送制冷剂，导致供液泵频繁启停，寿命降低。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种气悬浮压缩机的电机冷却***和制冷***，以解决现有气悬浮压缩机的气体轴承所需要的气体有限，无需持续向供气罐内泵送制冷剂，导致供液泵频繁启停，寿命降低的问题。

在一些实施例中，所述气悬浮压缩机的电机冷却***，包括：

气体轴承供气单元，包括供气罐，该供气罐包括制冷剂入口、气体出口和液态制冷剂出口；该制冷剂入口接入该压缩机所在的制冷***中的制冷剂；该气体出口与该压缩机的气体轴承的供气口连通；

第一管路，两端口分别与供气罐的液态制冷剂出口和该压缩机的电机冷却液供给口连通。

在一些实施例中，所述制冷***，包括前述的气悬浮压缩机的电机冷却***。

本公开实施例提供的气悬浮压缩机的电机冷却***和制冷***，可以实现以下技术效果：

本公开实施例的气悬浮压缩机的电机冷却***中，在供气罐上新增了液态制冷剂出口，通过第一管路将供气罐内的液态制冷剂作为电机冷却液供给给气悬浮压缩机的电机。实现将气悬浮压缩机的电机冷却液由气体轴承供气单元中的供气罐提供，增加了供气罐内所需的制冷剂的用量，从而增大了供液泵的流量，减小启停频率，提高寿命。同时，简化了冷却液供给管路，减少了制冷剂损失，降低成本。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一种包括气悬浮压缩机的电机冷却***的制冷***的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的另一种包括气悬浮压缩机的电机冷却***的制冷***的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的另一种包括气悬浮压缩机的电机冷却***的制冷***的结构示意图；

附图标记：

110、供气罐；111、气体出口；112、液态制冷剂出口；113、液态制冷剂入口；114、气态制冷剂入口；120、第二管路；121、泵送装置；122、第一过滤装置；123、第一单向阀；130、第三管路；131、第二流量控制装置；132、第二过滤装置；133、第二单向阀；141、第二压力监测装置；142、第二温度监测装置；143、第二流量监测装置；144、第三压力监测装置；145、第三温度监测装置；146、第三流量监测装置；200、第一管路；210、第一流量控制装置；220、供液泵；230、第一压力监测装置；240、第一温度监测装置；250、第一流量监测装置；300、制冷***；310、压缩机；311、排气口；320、冷凝器；330、节流装置；340、蒸发器。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1-3所示，本公开实施例提供一种气悬浮压缩机的电机冷却***，包括气体轴承供气单元和第一管路200。气体轴承供气单元包括供气罐110，该供气罐110包括制冷剂入口、气体出口111和液态制冷剂出口112；制冷剂入口接入压缩机310所在的制冷***中的制冷剂。第一管路200的两端口分别与供气罐110的液态制冷剂出口112和压缩机310的电机冷却液供给口连通。

本公开实施例的气悬浮压缩机的电机冷却***中，在供气罐110上新增了液态制冷剂出口112，通过第一管路200将供气罐110内的液态制冷剂作为电机冷却液供给给气悬浮压缩机的电机。实现将气悬浮压缩机的电机冷却液由气体轴承供气单元中的供气罐110提供，增加了供气罐110内所需的制冷剂的用量，从而增大了供液泵120的流量(即，供给负荷)，减小启停频率，提高寿命。进而提高了气体轴承供气单元的稳定性和制冷***的稳定性。同时，简化了冷却液供给管路，减少了制冷剂损失，降低成本。

本公开实施例中，压缩机310为采用气体轴承的气悬浮压缩机，具体地，采用气悬浮离心压缩机。其中的气体轴承的种类不限定。

在一些实施例中，如图1所示，电机冷却***，还包括第一流量控制装置210和供液泵220，第一流量控制装置210设置于第一管路200上；和/或，供液泵220接入第一管路200，为第一管路200提供动力。

本实施例中，第一流量控制装置210可以将第一管路200内的液态制冷剂节流降温，以达到更好的冷却效果。供液泵220设置于第一管路200上，保证将供气罐110内的液态制冷剂供给给气悬浮压缩机的电机内。供液泵220具体采用的泵体种类不限定，只要能够供给流体的泵即可。

可选地，第一流量控制装置210为电子膨胀阀。对第一管路200内的液态制冷剂起到节流降温作用。

本公开实施例中，在气体轴承供气单元中，供气罐110在现有制冷剂入口和气体出口111的基础上，增加了液态制冷剂出口112，以实现向压缩机310的电机供给冷却液的目的。在一些实施例中，液态制冷剂出口112设置于供气罐11的底部。可以不需要增加液位传感器等元件就可保证电机冷却液的供给，减少能耗。

在一些实施例中，电机冷却***，还包括，第一流体监测装置，设置于压缩机310的电机冷却液供给口处的管路上。即，本公开实施例中，第一流体监测装置用于监测进入压缩机310的电机内的制冷剂的参数，以便控制第一流量控制装置210的开度和/或供液泵220的泵送功率等参数，以向压缩机310的电机供给温度、压力和流量等均适合的冷却液。

可选地，如图2所示，第一流体监测装置包括第一压力监测装置230、第一温度监测装置240和第一流量监测装置250，均设置于压缩机310的电机冷却液供给口处的管路上。监测进入压缩机310的电机内的制冷剂的压力、温度和流量。

本公开实施例中，供气罐110的制冷剂入口接入压缩机310所在的制冷***中的制冷剂。在制冷***启动初期，压缩机的排气口的管路内的气态制冷剂的压力不稳定，导致气悬浮压缩机的运行不稳定。鉴于此，在制冷***启动(启动包括初始启动或者重新启动)初期，若直接引入压缩机的排气口的管路内的气态制冷剂会导致供给的气态制冷剂的压力不稳，影响压缩机的运行。

在一些实施例中，如图1所示，供气罐110的制冷剂入口包括液态制冷剂入口113；则，气体轴承供气单元，还包括第二管路120和泵送装置121，第二管路120的两端口分别与供气罐110的液态制冷剂入口113与压缩机310所在的制冷***中的冷凝器320连通。泵送装置121接入第二管路120上，为第二管路120提供动力。在制冷***运行期间，将冷凝器320排出的高温高压液态制冷剂送入供气罐110内，在供气罐110内，液态制冷剂被加热蒸发为气态制冷剂，然后由供气罐110的气体出口111排出，可为压缩机310的气体轴承提供压力稳定的气体制冷剂，保证压缩机运行初期的稳定性。尤其是在制冷***启动初期，能够保证为压缩机310的气体轴承提供压力稳定的气体制冷剂，保证压缩机运行初期的稳定性。同时可以为压缩机的电机提供冷却剂，保证电机的冷却。

本实施例中，泵送装置121可以采用供液泵或供气泵，不限定，满足泵送液态制冷剂的要求即可。可选地，泵送装置121采用压缩机。

可选地，如图2所示，气体轴承供气单元，还包括第一过滤装置122，第一过滤装置122设置于冷凝器320与泵131之间的第二管路120上，对第二管路120内的制冷剂进行过滤。第一过滤装置122采用常规过滤器即可，将液态制冷剂中的杂质滤除即可。

可选地，如图2所示，气体轴承供气单元，还包括，第一单向阀123，其置于第二管路120上。保证不逆流。可选地，第一单向阀123设置于泵送装置121与供气罐110之间的第二管路120上。

可选地，液态制冷剂出口112的位置低于液态制冷剂入口113的位置。保证液态制冷剂的供给。

当制冷***处于稳定运行状态时，压缩机310的排气口311的管路内的气态制冷剂的压力处于稳定状态，此时，可以将压缩机310的排气口311的管路内的气态制冷剂直接引入供气罐110内，减少供气罐110的能耗。如图3所示，在一些实施例中，供气罐110的制冷剂入口还包括气态制冷剂入口114；则，气体轴承供气单元，还包括，第三管路130和第二流量控制装置131，第三管路130的两端口分别与供气罐110的气态制冷剂入口114与压缩机310的排气口311处的管路连通，第二流量控制装置131设置于第三管路130上。通过控制第二流量控制装置131的开启或关闭，控制是否将压缩机310的排气口311排出的气态制冷剂引入供气罐110内。

可选地，第二流量控制装置131采用控制阀门，例如，电动球阀。

可选地，如图3所示，气体轴承供气单元，还包括，第二过滤装置132，设置于第三管路130上，对第三管路130内的制冷剂进行过滤。第二过滤装置132可以采用气旋离心装置。

可选地，如图3所示，气体轴承供气单元，还包括，第二单向阀133，设置于第三管路130上。防止第三管路130内的气态制冷剂逆流，保证压缩机310的排气口311排出的气态制冷剂流向供气罐110，避免供气罐110内的气态制冷剂逆流。

也即，本公开实施例的气体轴承供气单元中，供气罐110内的制冷剂的供给方式可以具有以下两种方式：第一种，在制冷***的整个运行过程中，均由冷凝器320向供气罐110供给液态制冷剂。第二种，在制冷***的启动初期，由冷凝器320向供气罐110供给液态制冷剂；在制冷***的稳定运行期间，由冷凝器320向供气罐110供给液态制冷剂的同时，从压缩机310的排气口处向供气罐110供给气态制冷剂。本公开实施例中，依据实际情况，确定气体轴承供气单元中供气罐110的制冷剂供给方式即可。其中，在第二种供给方式中，可以通过控制器分别控制泵送装置121的泵送流量以及第二流量控制装置131的开启或关闭，来实现。

可选地，针对第二种供给方式，当控制器确定制冷***启动时，控制泵送装置121的启动，并同时计时；当计时达到第一设定时间时，控制制冷***的气悬浮压缩机开启；当计时达到第二设定时间时，控制第二流量控制装置131的开启。实现第二种供给方式。泵送装置121的泵送速率和第二流量控制装置131的开度依据实际情况进行调整确定即可。

本实施例中，控制器确定制冷***启动的确定时间点需要依据实际控制过程中的气悬浮压缩机的开启时间点稍提前一些，以保证供气罐110能够为气悬浮压缩机的气体轴承提供稳定的高压气体，保证气悬浮压缩机的稳定运行。也即，第一设定时间由实际应用时供气罐110能够提供稳定气压的气态制冷剂所需时间确定即可。可选地，第一设定时间为5s～15s。可选地，第一设定时间为5s～8s。

本实施例中，第二设定时间依据制冷***由启动进入稳定运行所需的实际时间设定即可。可选地，第二设定时间为60s～180s。可选地，第二设定时间为100s～120s。

在一些实施例中，如图2所示，气体轴承供气单元，还包括，流体监测装置，分别设置于供气罐110上，以及，压缩机310的气体轴承的供气口处的管路上。即，本公开实施例中，流体监测装置用于监测气体轴承供气单元中的各管路段上的制冷剂的参数，以便控制供气罐110的加热功率。

在一些实施例中，流体监测装置，还可分别设置于供气罐110的制冷剂入口处的管路上和供气罐110的气体出口处的管路上。通过监测进入供气罐110的制冷剂的参数和流出供气罐110的气态制冷剂的参数，来确定供气罐110的加热功率等参数。

可选地，流体监测装置包括压力监测装置、温度监测装置和流量监测装置等，依据实际需要选择其中一种或几种即可。当制冷剂种类确定后，依据当前压力值P，查询该制冷剂的压焓图，可获知当前压力下的饱和蒸汽的饱和蒸汽温度T⁰，当监测获得的当前温度T大于饱和蒸汽温度T⁰时，气态制冷剂处于(过热)饱和状态；当监测获得的当前温度T小于饱和蒸汽温度T⁰时，则气态制冷剂处于不饱和状态，依据当前温度T与饱和蒸汽温度T⁰的差值来确定供气罐110的加热功率等参数即可。

可选地，如图1所示，流体监测装置，包括第二压力监测装置141、第二温度监测装置142和第二流量监测装置143，设置于供气罐110上。监测供气罐110内的压力、温度和流量等各项参数。

可选地，如图2所示，流体监测装置，还包括第三压力监测装置144、第三温度监测装置145和第三流量监测装置146，设置于压缩机310的气体轴承的供气口处的管路上。监测进入压缩机310的气体轴承内的气体制冷剂的各项参数。通过该处的流体监测装置的监测数据，可以给前述的供气罐110等设备的处理参数进行调控。

可选地，流体监测装置，还包括第四压力监测装置(图未示)、第三温度监测装置(图未示)和第三流量监测装置(图未示)，设置于供气罐110的制冷剂入口处的管路上。监测进入供气罐110内的制冷剂的各项参数。其中，当供气罐110的制冷剂入口包括液态制冷剂入口113和气态制冷剂入口114时，在液态制冷剂入口处和气态制冷剂入口114处的管路上分别设置第四压力监测装置(图未示)、第三温度监测装置(图未示)和第三流量监测装置。

可选地，流体监测装置，还包括第五压力监测装置(图未示)、第五温度监测装置(图未示)和第五流量监测装置(图未示)，设置于供气罐110的气体出口111处的管路上。监测经供气罐110加热加压处理后排出的气体制冷剂的各项参数。

结合图1至图3所示，本公开实施例提供一种制冷***20，包括前述的气悬浮压缩机的电机冷却***。

本公开实施例的制冷***中，包括顺次连接的压缩机310、冷凝器320、节流装置330和蒸发器340，通过管路连接构成制冷循环回路。在制冷循环回路的管路上还设置有单向阀、流量控制装置(电动球阀)、过滤器和流体监测装置等结构件，设置位置可参考图3所示，在此不再赘述。

本公开实施例的制冷***中，利用气体轴承供气单元中的供气罐110内的制冷剂作为冷却液源，增加了供气罐110内的液态制冷剂的需求量，从而增大了泵送装置121的流量(即，供给负荷)，减小启停频率，提高寿命，进而提高了气体轴承供气单元的稳定性和制冷***的稳定性。同时，简化了冷却液供给管路，减少了制冷剂损失，降低成本。

本公开实施例中，制冷***可以是采用气悬浮压缩机的冷水机组***，或者其他采用气悬浮压缩机的的空调***等。

本公开实施例中，如图1至图3所示的制冷***，为了方便直观，省略了压缩机的补气增焓的管路。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种气悬浮压缩机的电机冷却***，其特征在于，包括：

气体轴承供气单元，包括供气罐，所述供气罐包括制冷剂入口、气体出口和液态制冷剂出口；所述制冷剂入口接入所述压缩机所在的制冷***中的制冷剂；所述气体出口与所述压缩机的气体轴承的供气口连通；

第一管路，两端口分别与所述供气罐的液态制冷剂出口和所述压缩机的电机冷却液供给口连通。

2.根据权利要求1所述的电机冷却***，其特征在于，还包括：

第一流量控制装置，设置于所述第一管路上；和/或，

供液泵，接入所述第一管路，为所述第一管路提供动力。

3.根据权利要求2所述的电机冷却***，其特征在于，所述第一流量控制装置为电子膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的电机冷却***，其特征在于，所述液态制冷剂出口设置于所述供气罐的底部。

5.根据权利要求1所述的电机冷却***，其特征在于，还包括，

第一流体监测装置，设置于所述压缩机的电机冷却液供给口处的管路上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机冷却***，其特征在于，所述制冷剂入口包括液态制冷剂入口；所述气体轴承供气单元，还包括：

第二管路，两端口分别与所述供气罐的液态制冷剂入口与所述压缩机所在的制冷***中的冷凝器连通。

7.根据权利要求6所述的电机冷却***，其特征在于，所述气体轴承供气单元，还包括：

泵送装置，接入所述第二管路，为所述第二管路提供动力。

8.根据权利要求7所述的电机冷却***，其特征在于，所述泵送装置包括压缩机。

9.根据权利要求6所述的电机冷却***，其特征在于，所述制冷剂入口还包括气态制冷剂入口；所述气体轴承供气单元，还包括：

第三管路，两端口分别与所述供气罐的气态制冷剂入口与所述压缩机的排气口处的管路连通；

第二流量控制装置，设置于所述第三管路上。

10.一种制冷***，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的气悬浮压缩机的电机冷却***。

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