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两级压缩机的热气体旁通制造技术

技术编号:13971649 阅读:53 留言:0更新日期:2016-11-10 19:51
一种蒸汽压缩系统,其包括离心压缩机(22),所述离心压缩机具有:入口(24);出口(26);第一叶轮级(28);第二叶轮级(30);和电动机(34),所述电动机耦接到所述第一叶轮级和第二叶轮级。第一换热器(38)在沿着制冷剂流路的所述出口下游。膨胀装置(56)和第二换热器(64)在沿着所述制冷剂流路的所述入口上游。旁通流路(120;320)被定位成将制冷剂从所述压缩机绕过所述第一换热器来递送。阀(128)被定位成控制通过旁通流路的流动,其中:所述旁通流路从所述入口与出口中间的第一位置(140)延伸到沿着所述制冷剂流路的所述第一换热器下游的第二位置(142;342)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请案的交叉引用本专利技术要求2014年2月17日申请且标题为“HOT GAS BYPASS FOR TWO STAGE COMPRESSOR”的美国专利申请案第61/940,716号的权益,其公开内容全部以引用的方式并入本文中,就如详细地阐明。专利技术背景本公开涉及蒸汽压缩系统。更特定而言,本公开涉及蒸汽压缩系统中多级离心压缩机的喘振控制。蒸汽压缩系统的一个实例涉及冷却器。示例性冷却器涉及由电动机驱动的两级离心压缩机。通过示例性系统的主要制冷剂流路从压缩机的出口依次通过冷凝器、经济器(例如,闪蒸罐经济器)、膨胀装置和冷却机,从冷却机返回到压缩机入口。经济器管线可从经济器延伸到压缩机的级间。示例性现有技术的冷却器使用热气体旁通在低负荷下提供稳定操作。示例性的旁通是从排气条件(例如,压缩机出口与冷凝器入口之间)到冷却机入口条件(例如,膨胀装置的下游)。沿着旁通流路的流动受到热气体旁通阀支配,所述阀继而被系统控制器控制。当压缩机负荷下降至低于某一设置级别时,示例性控制器会打开旁通阀。这导致压缩机的负荷增大,实现稳定操作。专利技术概要本公开的一个方面涉及一种蒸汽压缩系统,其包括离心压缩机,所述压缩机具有:入口;出口;第一叶轮级;第二叶轮级;和耦接到所述第一叶轮级和第二叶轮级的电动机。第一换热器在沿着制冷剂流路的出口下游。膨胀装置和第二换热器在沿着制冷剂流路的入口上游。旁通流路被定位成将制冷剂从压缩机绕过第一换热器来递送。阀被定位成控制通过所述旁通流路的流动。旁通流路从入口与出口中间的第一位置延伸到沿着制冷剂流路的第一换热器下游的第二位置。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述第二位置在沿着所述制冷剂流路的膨胀装置的下游。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述第二位置在沿着所述制冷剂流路的第二换热器的上游。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述旁通流路是第一旁通流路,且第二旁通流路从所述第一位置与所述第一位置下游之间的第三位置延伸到所述膨胀装置上游的第四位置。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述第四位置在所述第一换热器的下游。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述第四位置在经济器罐上。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述系统进一步包括经济器,其具有返回到所述入口与出口中间的第五位置的经济器管线。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述系统进一步包括经济器,所述经济器具有返回到所述入口与出口中间的经济器端口的经济器管线。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述经济器端口和所述第一位置处于级间。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述系统进一步包括控制器,其被构造来:计算至少一个压力参数;和响应于所述计算的压力参数,控制沿着所述旁通流路的流动。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,一种使用所述系统的方法包括:驱动所述第一叶轮和所述第二叶轮的旋转;测量至少一个压力;计算至少一个压力参数;和响应于所述测量的压力参数,控制沿着所述旁通流路的流动。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述计算包括随时间的差值。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述计算包括随时间的平均值。本公开的另一方面是一种蒸汽压缩系统,其包括离心压缩机,所述压缩机具有:入口;出口;第一叶轮级;第二叶轮级;和电动机,其耦接到所述第一叶轮级和第二叶轮级。第一换热器在沿着制冷剂流路的出口下游。经济器在沿着所述制冷剂流路的所述第一换热器下游。经济器管线从所述经济器返回到所述压缩机。膨胀装置和第二换热器在沿着制冷剂流路的所述出口上游。旁通流路被定位成将制冷剂从压缩机绕过第一换热器来递送。阀被定位成控制通过所述旁通流路的流动。所述旁通流路从第一位置延伸到所述第一换热器下游但处于沿着所述制冷剂流路的所述经济器或其上游的第二位置。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述第二位置在所述经济器处。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述经济器是闪蒸罐经济器。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述系统进一步包括控制器,其被构造来:计算至少一个压力参数;和响应于所述计算的压力参数,控制沿着所述旁通流路的流动。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述系统是冷却器系统。本公开的另一方面涉及一种蒸汽压缩系统,其包括离心压缩机,所述离心压缩机具有:入口;出口;第一叶轮级;第二叶轮级;和电动机,所述电动机耦接到所述第一叶轮级和第二叶轮级。第一换热器在沿着制冷剂流路的出口下游。膨胀装置和第二换热器在沿着制冷剂流路的入口上游。旁通流路被定位成将制冷剂从压缩机绕过第一换热器来递送。阀被定位成控制通过所述旁通流路的流动。所述旁通流路是第一旁通流路。第二旁通流路至少部分不与所述第一旁通流路重叠地延伸。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,所述系统进一步包括控制器,其被构造来:计算至少一个压力参数;和响应于所述计算的压力参数,控制沿着所述旁通流路的流动。在任何前述实施例的一个或多个实施例中,一种用于操作所述系统的方法包括:引导所述第一叶轮和所述第二叶轮的旋转;打开所述阀,以允许流动通过所述第一旁通流路;和打开第二阀,以允许沿着所述第二旁通流路的流动,沿着所述第二旁通流路绕过所述第一叶轮级流动到所述第二叶轮级。一个或多个实施例的细节在附图和下方具体实施方式中阐明。其它特征、目的和优点将从具体实施方式和附图以及从权利要求显而易见。附图简述图1是冷却器系统的示意图。图2是图1的系统的压缩机的部分示意图。图3是涉及热气体旁通控制的一部分操作算法的流程图。图4是第二冷却器系统的示意图。图5是涉及被控制的热气体旁通的一部分操作算法的流程图。各个图中相同参考数字和标识指示相同元件。具体实施方式图1示出蒸汽压缩系统20,其具有改进的热气体旁通构造和操作。示例性蒸汽压缩系统20是冷却器,其用于冷却水或其它热传递液体流。所述冷却器包括压缩机22,其具有界定吸入条件的入口24和界定排气条件的出口26。示例性压缩机是两级离心压缩机,其具有示为28的第一级,示为30的第二级,和示为32的中间级。每一级包括离心叶轮。两个叶轮被电动机34共同驱动(例如,直接或通过变速箱)。系统20具有主要制冷剂流路35,其行进通过入口24与出口26之间的压缩级,且通过从出口26到换热器38入口36的排气管线向下游行进。在正常操作下,换热器38是排热换热器,更特定而言,是冷凝器,其将来自流过的制冷剂的热量排出到外部的热传递流体流。示例性热传递流体流是冷却水或空气。示例性热传递流体流40进入冷凝器38的入口42,且从出口44出去(例如,换热器的水流回路)。制冷剂流从冷凝器的制冷剂出口46出去,并进入经济器50的入口48。示例性经济器是闪蒸罐经济器,其具有液体出口52和蒸汽出口54。液体出口52沿着主要制冷剂流路35,其进一步向下游行进到具有入口58和出口60的膨胀装置56。主要制冷剂流路35从膨胀装置出口60进一步向下游行进到第二换热器(吸热换热器(例如,冷却机))64的入口62。冷却机从进入入口72和从出口74(例如,换热器的水流回路)出去的热传递流体流70(例如,水)吸热。冷却机具有沿着主要制冷剂流路的制冷剂出口76,其中吸入管线78将出口76连接到压缩机入口24,从而完成主要制冷剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸汽压缩系统(20;300),其包括:离心压缩机(22),其具有:入口(24);出口(26);第一叶轮级(28);第二叶轮级(30);和电动机(34),其耦接到所述第一叶轮级和第二叶轮级;第一换热器(38),其在沿着制冷剂流路的所述出口下游;膨胀装置(56);第二换热器(64),其在沿着所述制冷剂流路的所述入口上游;旁通流路(120;320),其被定位成将制冷剂从所述压缩机绕过所述第一换热器来递送;和阀(128),其被定位成控制通过所述旁通流路的流动,其中:所述旁通流路从所述入口与出口中间的第一位置(140)延伸到沿着所述制冷剂流路的所述第一换热器下游的第二位置(142;342)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.17 US 61/9407161.一种蒸汽压缩系统(20;300),其包括:离心压缩机(22),其具有:入口(24);出口(26);第一叶轮级(28);第二叶轮级(30);和电动机(34),其耦接到所述第一叶轮级和第二叶轮级;第一换热器(38),其在沿着制冷剂流路的所述出口下游;膨胀装置(56);第二换热器(64),其在沿着所述制冷剂流路的所述入口上游;旁通流路(120;320),其被定位成将制冷剂从所述压缩机绕过所述第一换热器来递送;和阀(128),其被定位成控制通过所述旁通流路的流动,其中:所述旁通流路从所述入口与出口中间的第一位置(140)延伸到沿着所述制冷剂流路的所述第一换热器下游的第二位置(142;342)。2.根据权利要求1所述的系统,其中:所述第二位置(142;342)在沿着所述制冷剂流路的所述膨胀装置下游。3.根据权利要求1所述的系统,其中:所述第二位置(142)在沿着所述制冷剂流路的所述第二换热器上游。4.根据权利要求1所述的系统,其中:所述旁通流路是第一旁通流路;和第二旁通流路(122),其从所述第一位置与所述第一位置下游之间的第三位置延伸至所述膨胀装置上游的第四位置(150;82)。5.根据权利要求4所述的系统,其中:所述第四位置(150)在所述第一换热器的下游。6.根据权利要求4所述的系统,其中:所述第四位置是在经济器(50)罐上。7.根据权利要求4所述的系统,其进一步包括:经济器(50),其具有返回到所述入口与出口中间的第五(82)位置的经济器管线(80)。8.根据权利要求1所述的系统,其进一步包括:经济器(50),其具有返回到所述入口与出口中间的经济器端口(82)的经济器管线(80)。9.根据权利要求8所述的系统,其中:所述经济器端口和所述第一位置处于级间(32)。10.根据权利要求1所述的系统,其进一步包括控制器(200),其被构造来:计算至少一个压力参数;和响应于所述计算的压力参数,控制沿着所述旁通流路的流动。11.一种用于使用根据权利要求1所述的系统的方法,所述方法包括:驱动所述第一叶轮和所述第二叶轮的旋转;测量至少一个压力;计算至少一个压力参数;和响应于所述计算的压力参数,控制沿着所述旁通流路的流动。12.根据权利要求11所述的方法,其中:所述计算包括随时间的差值。13.根据权利要求11所述的方法,其中:所述计算包括随时间...

【专利技术属性】
技术研发人员:VM西什特拉
申请(专利权)人:开利公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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