具有升高的轴承润滑剂温度的传热回路及其供应方法技术

一种传热回路，包括：具有气体轴承的压缩器、冷凝器、膨胀器、蒸发器、润滑剂流路和热源。所述润滑剂流路接收工作流体的一部分，并将所述工作流体的所述一部分供应到所述压缩器的气体轴承。一种向传热回路中的压缩器的气轴承供应润滑剂的方法，包括：压缩和进一步加热在蒸发器中被加热的工作流体的至少一部分；以及，将经压缩和进一步被加热的工作流体供应到所述压缩器的气体轴承。一种向热回路中的压缩器的气体轴承供应润滑剂的方法，包括：在润滑剂流路内生成经压缩的气态工作流体。

【技术实现步骤摘要】
具有升高的轴承润滑剂温度的传热回路及其供应方法
本公开涉及采暖、通风、空调和制冷(“HVACR”)系统。更具体地，本文的实施例涉及用于HVACR系统的传热回路。
技术介绍
HVACR系统通常用于对封闭的空间(例如，商业建筑物或住宅建筑物的内部空间、冷藏运输单元的内部空间等)进行加热、冷却和/或通风。HVACR系统可以包括用于向该区域提供冷却或加热的空气的传热回路。传热回路利用工作流体直接或间接冷却或加热空气。通常，传热回路包括用于压缩工作流体的压缩器。压缩器包括需要润滑才能正常工作的一个或多个轴承。
技术实现思路
HVACR系统可包括被配置为加热和/或冷却过程流体(例如，空气、水和/或乙二醇等)的传热回路。工作流体通过传热回路循环。传热回路包括用于压缩工作流体的压缩器。工作流体和过程流体分离地流过热交换器来冷却和/或加热过程流体。热交换器可以是冷凝器或蒸发器。传热回路包括具有气体轴承的压缩器和润滑剂流路。润滑剂流路将气态工作流体作为润滑剂供应到气体轴承，以润滑气体轴承。传热回路包括热源，该热源被配置为在气体轴承中防止液态工作流体。在实施例中，热源是加热器，该加热器被配置为升高流过润滑剂流路的出口的气态工作流体的温度。在实施例中，加热器被配置为加热气体轴承并防止气态工作流体在气体轴承中冷凝。在实施例中，热源是辅压缩器，其在启动或关机期间向气体轴承提供经压缩的气态工作流体。在实施例中，润滑剂流路包括罐体，并且热源是设置在罐体中的加热器。当要启动压缩器时，加热器被配置为通过使罐体中的液态工作流体汽化来生成经压缩的气态工作流体。在压缩器启动期间，润滑剂流路将经压缩的气态工作流体供应到气体轴承。在实施例中，工作流体包括一种或多种低GWP的制冷剂。在实施例中，工作流体包括至少一种HFO制冷剂。在实施例中，传热回路是无油的，并且工作流体中的制冷剂润滑了传热回路。在实施例中，工作流体包括一种或多种制冷剂，并且在润滑剂流路的出口处的一种或多种制冷剂中的每一种都是气态的。在实施例中，供应到气体轴承的工作流体具有等于或约4.0°F或大于4.0°F的过热。在实施例中，润滑剂流路包括加热器。在实施例中，在润滑剂流路的入口处的工作流体具有小于4.0°F的过热。在实施例中，润滑剂流路的入口在蒸发器处或在蒸发器之后且在冷凝器之前连接到传热回路的主流动路径。在实施例中，润滑剂流路包括加热器和辅压缩器二者。在实施例中，加热器是电加热器。在实施例中，加热器是热交换器，工作流体和过程流体分离地通过该热交换器流动。当工作流体和第二过程流体流过热交换器时，过程流体加热工作流体。在实施例中，利用过程流体来冷却下游的生热部件。在实施例中，一种将润滑剂供应到传热回路中的压缩器的气体轴承的方法包括：利用过程流体来压缩和进一步加热在蒸发器中被加热的工作流体的至少一部分。该方法还包括将经压缩和进一步被加热的工作流体作为润滑剂供应到压缩器的气体轴承。附图说明通过以下附图将更好地理解所描述的传热回路和操作传热回路的方法的以及其他的特征、方面和优点：图1是根据实施例的传热回路的示意图。图2是根据实施例的传热回路的示意图。图3是根据实施例的传热回路的示意图。图4是根据实施例的传热回路的示意图。图5是根据实施例的传热回路的示意图。图6是根据实施例的传热回路的示意图。图7是根据实施例的传热回路的示意图。图8是根据实施例的传热回路的示意图。图9是根据实施例的向传热回路中的压缩器的气体轴承供应润滑剂的方法的框图。图10是根据实施例的在压缩器的关机或启动期间向传热回路中的压缩器的气体轴承供应润滑剂的方法的框图。相同的附图标记引用类似的特征。具体实施方式采暖、通风、空调和制冷系统(“HVACR”)通常被配置为加热和/或冷却封闭空间(例如，商业建筑物或住宅建筑物的内部空间、冷藏运输单元的内部空间等)。HVACR系统包括用于加热或冷却过程流体(例如，空气、水和/或乙二醇等)的传热回路。工作流体流过传热回路并被用于加热或冷却过程流体。过程流体可以直接或间接加热和/或冷却封闭空间。例如，间接加热和/或冷却可以包括：工作流体加热和/或冷却中间流体(例如，空气、水和/或乙二醇等)，然后经加热/经冷却的中间流体加热和/或冷却过程流体。工作流体包括一种或多种制冷剂。工作流体还可包括一种或多种另外的组分。例如，另外的组分可以是但不限于杂质、制冷系统添加剂、示踪剂、紫外线(“UV”)染料和/或增溶剂。随着对环境影响(例如，臭氧消耗、全球变暖的影响)的关注增加，最近发生了对HVACR系统中使用的制冷剂类型进行限制的运动(例如，《蒙特利尔议定书》基加利修正案、《巴黎协定》、美国的《重要新替代品政策》(“SNAP”))。特别是，这种运动已经用对环境的影响较小的制冷剂来代替消耗臭氧的制冷剂(例如，氯氟烃(CFC)、氢氯氟烃(HCFC)等)和具有高全球变暖可能性的制冷剂。替代制冷剂具有较低的全球变暖可能性值(“GWP”)，并且不消耗臭氧，毒性较低，与传热回路及其设备的材料兼容，并且在传热回路的整个的设备使用期限中化学稳定。例如，先前具有较高GWP的制冷剂是R134a、R22、R125等。低GWP制冷剂包括但不限于例如氢氟烯烃(“HFO”)制冷剂。HFO制冷剂包括但不限于，例如，R1234ze(例如，R1234ze(E))、R1336mzz(例如，R1336mzz(Z))、R1234yf、R1233zd、R1234yf等。较低GWP的制冷剂可以被用于制冷剂混合物中，例如但不限于R452B、R454B、R466A、R513A、R514A等。在实施例中，较低GWP的制冷剂包括非臭氧消耗的较低GWP的HFC，例如但不限于R32等。在实施例中，较低GWP的制冷剂具有小于700的GWP。传热回路包括经压缩的工作流体的压缩器。该压缩器包括一个或多个气体轴承。所述气体轴承形成经压缩的气体的薄层，以防止轴承表面(例如，轴承的外表面、轴的外表面、推力表面等)之间的接触。气体轴承可以是空气静压气体轴承或空气动力-空气静压混合气体轴承。在实施例中，空气静压气体轴承在压缩器正常工作期间利用经压缩的气体的外部源来形成薄气体层。经压缩的气体的外部源是被压缩器压缩的气体。当压缩器正在启动或关机时，压缩器不会正常工作。在实施例中，空气静压-空气动力混合气体轴承利用加压气体的外部源和轴承表面两者，该轴承表面被专门配置为，在被旋转或面对旋转表面时生成薄气体层/促进薄气体层的形成。空气静压-空气动力混合气体轴承利用外部气体源，直到压缩器的轴达到其轴承表面能够生成薄气体层的速度。空气静压气体轴承和空气静压-动力混合气体轴承都利用外部气体源。传热回路可以被配置为将经压缩的工作流体提供给压缩器的气体轴承。气体轴承中的每个气体轴承利用经压缩的工作流体作为加压气体的外部源，以形成防止其轴承表面接触的薄气体层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传热回路，包括：/n压缩器，用于压缩工作流体，所述压缩器包括气体轴承；/n冷凝器，用于利用第一过程流体冷却所述工作流体；/n膨胀器，用于使所述工作流体膨胀；/n蒸发器，用于利用第二过程流体加热所述工作流体；/n所述工作流体的主流动路径，从所述压缩器延伸通过所述冷凝器、所述膨胀器、所述蒸发器并且返回到所述压缩器；/n润滑剂流路，包括入口和出口，所述入口从所述主流动路径接收所述工作流体的一部分，而所述出口将所述工作流体的所述一部分供应到所述压缩器的气体轴承，所述工作流体的所述一部分包括在所述润滑剂流路的出口处均呈气态的一种或多种制冷剂；以及/n热源，被配置为使流过所述润滑剂流路的出口的工作流体的温度和所述气体轴承的温度中的一个温度升高。/n

【技术特征摘要】
20190531 US 16/427,7631.一种传热回路，包括：
压缩器，用于压缩工作流体，所述压缩器包括气体轴承；
冷凝器，用于利用第一过程流体冷却所述工作流体；
膨胀器，用于使所述工作流体膨胀；
蒸发器，用于利用第二过程流体加热所述工作流体；
所述工作流体的主流动路径，从所述压缩器延伸通过所述冷凝器、所述膨胀器、所述蒸发器并且返回到所述压缩器；
润滑剂流路，包括入口和出口，所述入口从所述主流动路径接收所述工作流体的一部分，而所述出口将所述工作流体的所述一部分供应到所述压缩器的气体轴承，所述工作流体的所述一部分包括在所述润滑剂流路的出口处均呈气态的一种或多种制冷剂；以及
热源，被配置为使流过所述润滑剂流路的出口的工作流体的温度和所述气体轴承的温度中的一个温度升高。


2.根据权利要求1所述的传热回路，其中，从所述润滑剂流路供应到所述气体轴承的所述工作流体的所述一部分具有等于或约4.0°F或大于4.0°F的过热。


3.根据权利要求2所述的传热回路，其中，所述润滑剂流路包括所述热源，并且所述工作流体的所述一部分在所述润滑剂流路的入口处具有小于4.0°F的过热。


4.根据权利要求2所述的传热回路，其中，供应到所述气体轴承的所述工作流体的所述一部分的过热等于或约5.0°F或大于5.0°F。


5.根据权利要求1所述的传热回路，其中，所述润滑剂流路的入口在所述蒸发器处或在所述蒸发器之后且在所述冷凝器之前连接到所述主流动路径。


6.根据权利要求5所述的传热回路，其中，所述润滑剂流路的入口在所述压缩器之后且在所述冷凝器之前连接到所述主流动路径。


7.根据权利要求1所述的传热回路，其中，所述热源是加热器。


8.根据权利要求7所述的传热回路，其中，所述加热器是电加热器。


9.根据权利要求7所述的传热回路，其中，所述加热器是热交换器，所述工作流体和第三过程流体分离地流过所述加热器，在所述工作流体和所述第三过程流体流过所述加热器时，所述第三过程流体加热所述工作流体。


10.根据权利要求9所述的传热回路，还包括：
冷却回路，包括所述加热器，并且所述第三过程流体流过所述冷却回路。


11.根据权利要求10所述的传热回路，其中，所述冷却回路包括所述压缩器的变频器和电机之一，所述第三过程流体冷却所述压缩器的变频器和电机之一。


12.根据权利要求7所述的传热回路，其中，所述加热器被附接到所述气体轴承或者是所述气体轴承的一部分。


13.根据权利要求7所述的传热回路，其中，
所述润滑剂流路包括罐体和热电冷却器，所述加热器和所述热电冷却器被设置在所述罐体内，
所述热电冷却器和所述加热器被配置为，在所述润滑剂流路的罐体内生成用于供应到所述气体轴承的经压缩的气态工作流体，通过所述热电冷却器使所述工作流体的所述一部分冷凝以及通过所述加热器使冷凝的工作流体汽化来生成经压缩的气态工作流体。


14.根据权利要求1所述的传热回路，其中，所述一种或多种制冷剂包括HFO制冷剂。


15.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰伊·H·约翰逊，郑胜化，查尔斯·罗斯勒尔，约瑟夫·M·黑格尔，
申请(专利权)人：特灵国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US