用于在马达起动期间冷却马达的方法和系统技术方案

一种HVAC系统包括具有低压输入端和高压输出端的压缩机。压缩机由马达驱动，该马达具有构造成冷却和润滑马达的液体冷却剂流动路径。马达具有冷却剂输入端和冷却剂输出端。蒸发器与压缩机连通，并包括冷却剂输入端和冷却剂输出端。冷凝器与蒸发器和压缩机流体连通。第一冷却剂流动路径包括将冷凝器的输出端连接到阀切换装置的冷却剂驱动系统。第二冷却剂流动路径将冷凝器的输出端连接到蒸发器的输入端和阀切换装置的第二输入端。第三冷却剂流动路径将阀切换装置连接到马达的输入端。第四冷却剂流动路径将马达的输出端连接到蒸发器的输入端。的输入端。的输入端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在马达起动期间冷却马达的方法和系统


[0001]本公开大体上涉及压缩机马达冷却和润滑，并且更具体地涉及在起动序列期间的压缩机马达冷却和润滑。
[0002]对相关申请的交叉引用本申请要求2018年10月3日提交的美国临时专利申请No. 62/740476的优先权。

技术介绍

[0003]全球变暖和其它环境问题促使暖通空调(HVAC)行业探索替代性低全球变暖潜能(GWP)制冷剂来代替HVAC系统中的现有制冷剂。然而，由于它们的低压特性，一些低GWP制冷剂，特别是那些适合在诸如屋顶和住宅系统的小容量系统中使用的制冷剂，需要使用高效压缩机、蒸发器和冷凝器。
[0004]诸如高速离心压缩机的某些高效压缩机需要高速马达来正常操作。然而，高速马达需要经由冷却系统冷却和润滑马达轴承，以保持马达系统低于极限温度并防止轴承过热。这种系统的传统空气冷却可能不适用于高速马达，并且独立的油基液体冷却导致复杂的系统并增加了成本。

技术实现思路

[0005]在一个示例性实施例中，一种暖通空调(HVAC)系统包括：压缩机，其包括低压输入端和高压输出端，该压缩机由马达驱动，该马达包括构造成冷却和润滑马达的液体冷却剂流动路径并具有液体冷却剂输入端和液体冷却剂输出端；蒸发器，其与压缩机流体连通，该蒸发器包括液体冷却剂输入端和蒸气冷却剂输出端，蒸气冷却剂输出端连接到压缩机的低压输入端；冷凝器，其与蒸发器和压缩机流体连通，该冷凝器包括蒸气冷却输入端和液体冷却剂输出端，蒸气冷却输入端连接到压缩机的高压输出端；第一液体冷却剂流动路径，其包括将冷凝器的液体冷却剂输出端连接到阀切换装置的输入端的液体冷却剂驱动系统；第二液体冷却剂流动路径，其将冷凝器的液体冷却剂输出端连接到蒸发器的液体输入端和阀切换装置的第二输入端；第三液体冷却剂流动路径，其将阀切换装置的输出端连接到马达的液体冷却剂输入端；以及第四液体冷却剂流动路径，其将马达的液体冷却剂输出端连接到蒸发器的液体冷却剂输入端。
[0006]在上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，液体冷却剂驱动系统包括电动泵。
[0007]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，电动泵设置在集成到冷凝器中的贮存器内。
[0008]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，电动泵设置在冷凝器外部的贮存器内。
[0009]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，电动泵设置在冷凝器的外面。
[0010]任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例还包括可控地连接到三通阀、电动泵和马达的控制器。
[0011]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，控制器配置成在启动马达之前至少5秒启动电动泵。
[0012]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，液体冷却剂驱动系统包括液体冷却剂贮存器。
[0013]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，相对于重力，液体冷却剂贮存器设置在马达上方，使得当阀切换装置处于第一状态时，液体冷却剂被重力从贮存器馈送到马达。
[0014]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，液体冷却剂贮存器包括设置在液体冷却剂贮存器内的电加热器。
[0015]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，电加热器可控地联接到控制器，并且控制器配置成在启动马达之前至少5分钟启动电加热器。
[0016]任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例还包括单向阀，该单向阀设置在冷凝器的液体冷却剂输出端和贮存器的输入端之间的第一液体冷却剂流动路径中，并且定向成使得液体冷却剂从冷凝器流到贮存器并且被阻止从贮存器流到冷凝器。
[0017]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，液体冷却剂流动路径包括液相R1233zd(E) (CHCl=CH=CF3)制冷剂。
[0018]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，第二液体冷却剂流动路径包括将冷凝器的液体冷却剂输出端连接到蒸发器的液体输入端的膨胀装置。
[0019]在任何上述暖通空调(HVAC)系统的另一个示例中，第一液体冷却剂流动路径包括将冷凝器的液体冷却剂输出端连接到液体冷却剂驱动系统的止回阀。
[0020]一种用于操作暖通空调(HVAC)系统的示例性方法包括：在压缩机马达的起动序列期间使用液体冷却剂驱动系统将液体冷却剂从冷凝器驱动到压缩机马达，从而冷却和润滑压缩机马达；以及一旦起动序列已完成，便利用冷凝器和蒸发器之间的压差将液体冷却剂从冷凝器抽吸到压缩机马达。
[0021]在用于操作暖通空调(HVAC)系统的上述示例性方法的另一个示例中，驱动液体冷却剂包括将液体冷却剂从冷凝器提供到贮存器并加热贮存器中的液体冷却剂，从而增加液体冷却剂的压力。
[0022]在用于操作暖通空调(HVAC)系统的任何上述示例性方法的另一个示例中，驱动液体冷却剂包括操作设置在冷凝器内的电动泵。
[0023]在用于操作暖通空调(HVAC)系统的任何上述示例性方法的另一个示例中，驱动液体冷却剂包括操作设置在冷凝器的出口和压缩机马达的液体冷却剂入口之间的电动泵。
[0024]用于操作暖通空调(HVAC)系统的任何上述示例性方法的另一个示例还包括：响应于压缩机马达超过旋转速度，从使用液体冷却剂驱动系统驱动液体冷却剂过渡到利用冷凝器和蒸发器之间的压差将液体冷却剂从冷凝器抽吸到压缩机马达。
[0025]本专利技术的这些和其它特征可从下面的说明书和附图中得到最好的理解，下面是附图说明。
附图说明
[0026]图1示出了用于暖通空调(HVAC)系统的高速马达的压缩机马达冷却系统的高级示
意图。
[0027]图2示意性地示出了图1的构造的变型。
[0028]图3A示意性地示出了图1的构造的第二变型。
[0029]图3B示意性地示出了图3A的构造的变型。
[0030]图4示意性地示出了图1的构造的第三变型。
具体实施方式
[0031]图1示意性地示出了具有用于压缩机20的压缩机马达冷却子系统10的蒸气压缩系统，压缩机20由用于HVAC应用的高速马达22驱动。在一个非限制性示例中，高速马达20是用于小型离心压缩机的马达。该系统包括与压缩机20流体连通的冷凝器30、蒸发器40和膨胀装置11。为了向高速马达22提供冷却和润滑，在压缩机20的全速操作期间，由压缩机20产生的压力升高沿着流体流动路径50从冷凝器30向马达22提供液体冷却剂。在图1的实施例中，液体冷却剂冷却并润滑马达22，并且然后经由流动路径58提供到蒸发器40。一旦处于蒸发器40中，冷却剂蒸发，并沿着蒸气流动路径60以蒸气形式提供到压缩机20。蒸气流动路径60将蒸发的冷却剂从压缩机提供到冷凝器30。
[0032]一旦压缩机20已经开始以设计的速度操作，由于压缩机20的操作而积聚的压力便足以驱动液体冷却剂通过马达20并提供冷却和润滑效果。然而，在最初的起动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种暖通空调(HVAC)系统，包括：压缩机，其包括低压输入端和高压输出端，所述压缩机由马达驱动，所述马达包括构造成冷却和润滑所述马达的液体冷却剂流动路径并具有液体冷却剂输入端和液体冷却剂输出端；蒸发器，其与所述压缩机流体连通，所述蒸发器包括液体冷却剂输入端和蒸气冷却剂输出端，所述蒸气冷却剂输出端连接到所述压缩机的所述低压输入端；冷凝器，其与所述蒸发器和所述压缩机流体连通，所述冷凝器包括蒸气冷却输入端和液体冷却剂输出端，所述蒸气冷却输入端连接到所述压缩机的高压输出端；第一液体冷却剂流动路径，其包括将所述冷凝器的所述液体冷却剂输出端连接到阀切换装置的输入端的液体冷却剂驱动系统；第二液体冷却剂流动路径，其将所述冷凝器的所述液体冷却剂输出端连接到所述蒸发器的所述液体输入端和所述阀切换装置的第二输入端；第三液体冷却剂流动路径，其将所述阀切换装置的输出端连接到所述马达的所述液体冷却剂输入端；以及第四液体冷却剂流动路径，其将所述马达的所述液体冷却剂输出端连接到所述蒸发器的所述液体冷却剂输入端。2.根据权利要求1所述的暖通空调系统，其特征在于，所述液体冷却剂驱动系统包括电动泵。3.根据权利要求2所述的暖通空调系统，其特征在于，所述电动泵设置在集成到所述冷凝器中的贮存器内。4.根据权利要求2所述的暖通空调系统，其特征在于，所述电动泵设置在所述冷凝器外部的贮存器内。5.根据权利要求2所述的暖通空调系统，其特征在于，所述电动泵设置在所述冷凝器的外面。6.根据权利要求2所述的暖通空调系统，其特征在于，还包括可控地连接到所述阀切换装置、所述电动泵和所述马达的控制器。7.根据权利要求6所述的暖通空调系统，其特征在于，所述控制器配置成在启动所述马达之前至少5秒启动所述电动泵。8.根据权利要求1所述的暖通空调系统，其特征在于，所述液体冷却剂驱动系统包括液体冷却剂贮存器。9.根据权利要求8所述的暖通空调系统，其特征在于，相对于重力，所述液体冷却剂贮存器设置在所述马达上方，使得当所述阀切换装置处于第一状态时，液体冷却剂被重力从所述贮存器馈送到所述马达。10.根据权利要求8所述的暖通空调系统，其特征在于，所述液体冷却剂贮存器包括设置在所述液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：