并联压缩机气候系统技术方案

本发明专利技术公开了气候系统和用于控制该气候系统的方法。一种气候系统包括多个并联设置的压缩机、设置在压缩机下游的冷凝器和设置在冷凝器下游的蒸发器。压缩机、冷凝器和蒸发器通过制冷剂管线流体地连接，以形成制冷剂回路。该气候系统还包括控制器，该控制器在不使用均油系统的情况下控制压缩机的运行以使润滑剂返回压缩机。

Parallel compressor climate system

The present invention discloses a climate system and a method for controlling the climate system. A climate system includes a plurality of compressors arranged in parallel, a condenser installed in the downstream of the compressor and a evaporator set up downstream of the condenser. The compressor, the condenser and the evaporator are connected through the refrigerant pipeline to form the refrigerant circuit. The climate system also includes a controller that controls the operation of the compressor to return the lubricant to the compressor without using the oil sharing system.

【技术实现步骤摘要】
并联压缩机气候系统相关申请本申请要求2016年8月22日提交的名称为“并联压缩机气候系统”的美国临时申请No.62/378,135的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术通常涉及气候系统及其控制方法，更具体地，涉及使用并联压缩机的车辆气候系统以及在不使用均油系统的情况下能够使压缩机油返回压缩机的控制方法。
技术介绍
众所周知，几乎所有的压缩机都需要一种形式的润滑剂(例如，油)以冷却、密封或润滑内部部件。通常，只有静态喷射式压缩机(staticjetcompressor)和具有悬挂在磁性或空气轴承中的转子的无油机不需要某种类型的润滑。在使用压缩机的制冷系统中，一小部分压缩机润滑剂被制冷剂夹带并从压缩机排出。夹带在制冷剂中的润滑剂可能引发若干问题。例如，在具有单个压缩机的系统中，如果制冷剂中夹带的润滑剂过多，冷凝器和蒸发器的传热和效率可能会显著降低。在具有两个或多个压缩机的系统中，除了会影响冷凝器和蒸发器的传热和效率之外，夹带的润滑剂可能不能平均地或恰当地返回到两个压缩机，因而提供了过多的润滑剂给一个压缩机，而提供了过少的润滑剂给另一个压缩机。当压缩机并联布置时，这个问题更严重。某些传统系统通过使用均油管线系统(oilequalizationlinesystem)来解决这个问题，该均油管线系统通过均油管线连接压缩机曲轴箱或油槽。该方法通常需要压缩机具有相同尺寸和相同容量并且安装在同一水平或高度上。其它传统系统采用油分离器(单独的或共用的分离器)将油从制冷剂中分离出，然后使分离出的油返回压缩机。这些系统本质上是复杂的、更昂贵和/或难以维护和控制。基于上述背景，本领域存在对简单、更便宜和/或易于控制，同时能实现并联压缩机配置的好处的气候系统和控制方法的需求。
技术介绍
部分中公开的信息，仅仅被提供来提供本文描述的实施例的总体背景，并不是承认或暗示该信息形成本领域技术人员已知的现有技术的一部分。
技术实现思路
本专利技术的各个方面提供了易于制造和操作、更便宜且更容易控制，同时实现了并联压缩机配置的好处的气候系统和控制方法。一个实施例中提供了一种用于冷却车辆车厢的气候系统。该气候系统包括多个压缩机、冷凝器、蒸发器、制冷剂管线和控制器。多个压缩机并联布置并用于将制冷剂压缩成压缩的制冷剂。冷凝器设置在多个压缩机的下游并用于冷凝压缩的制冷剂。蒸发器设置在冷凝器的下游并用于蒸发冷凝的制冷剂。蒸发器与车辆的车厢热耦合，以冷却车厢。制冷剂管线将多个压缩机、冷凝器和蒸发器流体地连接(fluidlyconnected)，以形成用于循环制冷剂的制冷剂回路。控制器与第一和第二压缩机电耦合且被配置为自动且独立地控制第一和第二压缩机的运行，以使压缩机油返回第一和第二压缩机。多个压缩机包括第一压缩机和第二压缩机。在一个实施例中，第一压缩机和第二压缩机中的至少一个是双旋转叶片式压缩机。在另一个实施例中，第一压缩机和第二压缩机中的一个是单旋转叶片式压缩机。第一压缩机包括第一制冷剂入口、第一制冷剂出口和第一油槽。第二压缩机包括第二制冷剂入口、第二制冷剂出口和第二油槽。第一压缩机的第一制冷剂入口与第二压缩机的第二制冷剂入口流体地连接。第一压缩机的第一制冷剂出口与第二压缩机的第二制冷剂出口流体地连接。第一油槽独立于第二油槽。在一个实施例中，第一压缩机的第一油槽独立于第二压缩机的第二油槽是因为第一压缩机的第一油槽不与第二压缩机的第二油槽流体连接。在另一个实施例中，第一压缩机的第一油槽独立于第二压缩机的第二油槽是因为第一油槽和第二油槽不通过均油系统连接。在一些实施例中，控制器自动地控制多个压缩机的运行，以使压缩机油返回压缩机。在一个实施例中，在关闭第一压缩机之前，控制器使第一压缩机在第一低速范围运行第一低速时间段，以允许压缩机油返回第一油槽。每次当第一压缩机将要被关闭时、每隔一段时间当第一压缩机将要被关闭时或者在第一压缩机在第一高速范围运行了第一高速时间段之后，执行控制第一压缩机在第一低速范围运行第一低速时间段。在一个实施例中，在关闭第二压缩机之前，控制器使第二压缩机在第二低速范围运行第二低速时间段，以允许压缩机油返回第二油槽。每次当第二压缩机将要被关闭时、每隔一段时间当第二压缩机将要被关闭时或者在第二压缩机在第二高速范围运行了第二高速时间段之后，执行控制第二压缩机在第二低速范围运行第二低速时间段。在一个实施例中，该气候系统还包括用于测量大气温度的传感器和用于接收期望温度并检测车厢内部温度的恒温器。控制器与传感器和恒温器电耦合，并根据大气温度、内部温度和期望温度控制第一和第二压缩机的运行。在一个实施例中，该气候系统还包括第一鼓风机和/或第二鼓风机。第一鼓风机位于冷凝器附近，且被配置为执行以下各项中的一项或多项：向冷凝器吹气以冷却冷凝器，并排出车厢的内部空气以减小车厢的热负荷。第二鼓风机被配置为，如果内部温度超过期望温度和大气温度，将外界空气或新鲜空气吸入车辆的车厢中。第一和第二鼓风机可以同时地、交替地或独立地运行。在一些实施例中，由于第一鼓风机和/或第二鼓风机由气候系统和现有的空调系统共享，气候系统与车辆的现有空调系统集成。另一个实施例提供了一种用于控制气候系统的第一方法。该第一方法包括：(a)接收车厢的期望温度和车辆外的大气温度；(b)监控车辆车厢的内部温度；(c)确定内部温度是否高于期望温度；(d)确定内部温度是否高于大气温度；(e)如果内部温度同时超过期望温度和大气温度，打开第一鼓风机，以排出车厢中的内部空气；(f)如果内部温度高于期望温度但低于或等于大气温度，确定车厢的热负荷是否超过第一热阈值；(g)如果车厢的热负荷小于或等于第一热阈值，打开第一压缩机或第二压缩机；以及(h)如果车厢的热负荷超过第一热阈值，打开第一压缩机和第二压缩机。在一些实施例中，第一方法还包括一个或多个附加的或可选的步骤。在一个实施例中，第一方法包括：在关闭第一压缩机之前，使第一压缩机在第一低速范围运行第一低速时间段，以允许压缩机油返回第一油槽；和/或在关闭第二压缩机之前，使第二压缩机在第二低速范围运行第二低速时间段，以允许压缩机油返回第二油槽。在一些实施例中，每次当第一压缩机将要被关闭时、每隔一段时间当第一压缩机将要被关闭时或者在第一压缩机在第一高速范围运行了第一高速时间段之后，执行控制第一压缩机在第一低速范围运行第一低速时间段。每次当第二压缩机将要被关闭时、每隔一段时间当第二压缩机将要被关闭时或者在第二压缩机在第二高速范围运行了第二高速时间段之后，执行控制第二压缩机在第二低速范围运行第二低速时间段。在一些实施例中，第一方法包括：根据第一压缩机是否已经在第一高速范围运行以及运行了多长时间，确定是否需要将压缩机油返回第一压缩机；以及根据第二压缩机是否已经在第二高速范围运行以及运行了多长时间，确定是否需要将压缩机油返回第二压缩机。基于该确定，在一些实施例中，如果已经使第一压缩机在第一高速范围运行了第一高速时间段，第一方法使第一压缩机在第一低速范围运行第一低速时间段，以使压缩机油返回到第一压缩机，和/或如果确定已经使第二压缩机在第二高速范围运行了第二高速时间段，第一方法使第二压缩机在第二低速范围运行第二低速时间段，以使压缩机油返回到第二压缩机。在一个实施例中，第一方法还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冷却车辆车厢的气候系统，包括：多个压缩机，所述多个压缩机用于将制冷剂压缩成压缩的制冷剂，所述多个压缩机包括第一压缩机和第二压缩机，其中，所述第一压缩机包括第一制冷剂入口、第一制冷剂出口和第一油槽；所述第二压缩机包括第二制冷剂入口、第二制冷剂出口和第二油槽；所述第一压缩机的所述第一制冷剂入口与所述第二压缩机的所述第二制冷剂入口流体地连接；所述第一压缩机的所述第一制冷剂出口与所述第二压缩机的所述第二制冷剂出口流体地连接；所述第一油槽独立于所述第二油槽；和冷凝器，所述冷凝器设置在所述多个压缩机的下游并用于冷凝所述压缩的制冷剂；蒸发器，所述蒸发器设置在所述冷凝器的下游并用于蒸发冷凝的制冷剂，其中，所述蒸发器与所述车辆的所述车厢热耦合，以冷却所述车厢；制冷剂管线，所述制冷剂管线流体地连接所述多个压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器，以形成循环所述制冷剂的制冷剂回路；以及控制器，所述控制器与所述第一和第二压缩机电耦合，且所述控制器被配置为自动且独立地控制所述第一和第二压缩机的运行，以使压缩机油返回到所述第一和第二压缩机。

【技术特征摘要】
2016.08.22 US 62/378,135;2016.09.29 US 15/280,8761.一种用于冷却车辆车厢的气候系统，包括：多个压缩机，所述多个压缩机用于将制冷剂压缩成压缩的制冷剂，所述多个压缩机包括第一压缩机和第二压缩机，其中，所述第一压缩机包括第一制冷剂入口、第一制冷剂出口和第一油槽；所述第二压缩机包括第二制冷剂入口、第二制冷剂出口和第二油槽；所述第一压缩机的所述第一制冷剂入口与所述第二压缩机的所述第二制冷剂入口流体地连接；所述第一压缩机的所述第一制冷剂出口与所述第二压缩机的所述第二制冷剂出口流体地连接；所述第一油槽独立于所述第二油槽；和冷凝器，所述冷凝器设置在所述多个压缩机的下游并用于冷凝所述压缩的制冷剂；蒸发器，所述蒸发器设置在所述冷凝器的下游并用于蒸发冷凝的制冷剂，其中，所述蒸发器与所述车辆的所述车厢热耦合，以冷却所述车厢；制冷剂管线，所述制冷剂管线流体地连接所述多个压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器，以形成循环所述制冷剂的制冷剂回路；以及控制器，所述控制器与所述第一和第二压缩机电耦合，且所述控制器被配置为自动且独立地控制所述第一和第二压缩机的运行，以使压缩机油返回到所述第一和第二压缩机。2.如权利要求1所述的气候系统，其特征在于，所述控制器执行以下步骤中的一个或多个：在关闭所述第一压缩机之前，控制所述第一压缩机在在第一低速范围运行第一低速时间段，以使压缩机油返回到所述第一油槽；以及在关闭所述第二压缩机之前，控制所述第二压缩机在第二低速范围运行第二低速时间段，以使所述压缩机油返回到所述第二油槽。3.如权利要求2所述的气候系统，其特征在于，每次当所述第一压缩机将要被关闭时，执行控制所述第一压缩机在所述第一低速范围运行所述第一低速时间段。4.如权利要求1所述的气候系统，其特征在于，所述第一压缩机的所述第一制冷剂入口包括两个或多个制冷剂进口，且所述第一压缩机的所述第一制冷剂出口包括两个或多个制冷剂排出口；以及所述第二压缩机的所述第二制冷剂入口包括两个或多个制冷剂进口，且所述第二压缩机的所述第二制冷剂出口包括两个或多个制冷剂排出口。5.如权利要求1所述的气候系统，其特征在于，所述第一压缩机的所述第一油槽不与所述第二压缩机的所述第二油槽流体地连接，使得所述第一压缩机的所述第一油槽独立于所述第二压缩机的所述第二油槽。6.如权利要求1所述的气候系统，其特征在于，所述第一油槽和所述第二油槽不通过均油系统连接，使得所述第一压缩机的所述第一油槽独立于所述第二压缩机的所述第二油槽。7.如权利要求1所述的气候系统，其特征在于，所述第一压缩机被配置为由内燃机驱动；和所述第二压缩机为电驱动压缩机且被配置为当所述车辆的所述内燃机不运行时运行。8.如权利要求1所述的气候系统，其特征在于，还包括：第一流量控制阀，设置在所述第一压缩机的上游且被配置为选择性地限制或允许所述制冷剂流向所述第一压缩机；和第二流量控制阀，设置在所述第二压缩机的上游且被配置为选择性地限制或允许所述制冷剂流向所述第二压缩机。9.如权利要求1所述的气候系统，其特征在于，当所述车厢的所述热负荷等于或小于第一阈值时，所述控制器打开所述第一或第二压缩机，且当所述车厢的所述热负荷超过所述第一阈值时，所述控制器打开所述第一和第二压缩机。10.如权利要求1所述的气候系统，其特征在于，还包括：第一鼓风机，邻近所述冷凝器设置且被配置为执行以下步骤中的一个或多个：(i)向所述冷凝器吹气，以冷却所述冷凝器；(ii)排出所述车厢的内部空气，以减小所述车厢的所述热负荷。11.如权利要求10所述的气候系统，其特征在于，所述气候系...

【专利技术属性】
技术研发人员：布雷特·S·康奈尔，阿伦·D·沙利文，布雷特·赫尔曼，特里·齐格勒，
申请(专利权)人：博格思众公司，
类型：发明
国别省市：美国,US