離心式制冷劑蒸氣壓縮的制造方法

離心式制冷劑蒸氣壓縮的制造方法
【專利摘要】用于在制冷循環中壓縮制冷劑蒸氣的離心式壓縮機。壓縮機包括由第一和第二徑向支承件(32)支承以在壓縮機殼體內旋轉的葉輪驅動軸(28)和包括安裝在葉輪驅動軸上以與葉輪驅動軸一同旋轉的至少一個離心式葉輪的葉輪組件。第一和第二徑向支承件是液力流體支承件，其中支承流體為制冷劑蒸氣。壓縮機還包括用于將制冷劑蒸氣的一部分從葉輪組件供給至第一和第二流體支承件的導管(36)。
【專利說明】離心式制冷劑蒸氣壓縮機

【技術領域】
[0001]本發明涉及離心式蒸氣壓縮機，尤其涉及電驅動(例如，電機驅動)的離心式蒸氣壓縮機，但不排除其他離心式蒸氣壓縮機。根據本發明的實施方式的壓縮機特別適合用于制冷電路和系統(諸如空氣調節、直接膨脹(DX)冷凍水和其他冷卻系統中的制冷電路和系統)中，并且適合用于冷柜(例如，商用冷柜)和工業處理冷卻中。

【背景技術】
[0002]冷凍水和DX系統通常用于商業建筑中的空氣調節。它們還用于工藝冷卻和其他若干應用。它們通常包括使用于提供冷凍水或空氣的至少一個制冷電路，冷凍水或空氣隨后在交換器中被用于終端單元內的冷空氣再循環或建筑內的空氣調節管道作業。
[0003]用于這種應用的典型的制冷電路使用循環制冷流體并且運行在蒸氣-壓縮式制冷循環上。制冷劑以過熱蒸氣狀態進入壓縮機并且被壓縮成較高壓力，同時提升制冷劑蒸氣的飽和溫度。來自第二級壓縮機排放口的過熱蒸氣經過供其被冷卻、去過熱的冷凝器，然后蒸汽冷凝至飽和液體、然后至過冷液體。在建筑中的空氣調節系統中，隨著制冷劑被冷凝至液態而從制冷劑排出的熱量通常被環境空氣帶走。從冷凝器輸出的過冷液體制冷劑隨后經過供其經受壓力的突然減小的膨脹裝置，從而產生了一定比例的液體制冷劑的絕熱閃蒸。這顯著降低了剩余液體制冷劑的飽和溫度，而剩余液體制冷劑現在變成了液體和蒸汽的混合物。制冷劑混合物隨后經過供待被冷凍二次流體流過的蒸發器。冷卻液體/蒸汽制冷劑混合物的液體部分蒸發并且在這個過程中從循環水或空氣移除熱以使其冷凍。來自蒸發器出口的過熱制冷劑蒸氣隨后返回至壓縮機入口并且再次開始循環。
[0004]多種類型的壓縮機已被用于制冷電路，包括旋轉式、螺旋式、渦旋式、往復式和離心式壓縮機。
[0005]在可用的壓縮機類型中，離心式壓縮機因其操作簡單、連續的旋轉運動、具有相對少量的活動部件而被證明是可靠且幾乎不需要維護的。雖然在已知的離心式壓縮機中實現的壓縮比(典型地約3:1至4:1)并不與通過其它類型的壓縮機實現的壓縮比一樣高，但所實現的壓力升高和后續溫度升高足夠用于它們被使用的傳統應用。
[0006]在最知名的離心式壓縮機以及其他壓縮機類型中，油被添加至再循環的制冷劑以潤滑壓縮機支承件(或其他移動部分)。油必需被小心地選擇以不與制冷劑不利地反應并且必需通過制冷劑自由地循環；制冷劑類型的變化通常要求油的變化。
[0007]制冷系統還必需小心地設計成確保通過制冷劑循環的油返回至壓縮機，通過在完整系統周圍的流動和通過管道件的速度卷吸、重力和/或適當的路由/尺寸化返回，或者油分離器可以被定位在壓縮機的出口處并且為油提供單獨的返回路徑以使油從油分離器返回至壓縮機。
[0008]最近以來，為了避免與油潤滑相關的復雜性，已經建議了不含油的離心式壓縮機。
[0009]無油壓縮機的一個例子是Danfoss Turbocor?壓縮機,這是使用磁性支承件的兩級離心式壓縮機。這些磁性支承件要求綜合控制系統以確保它們正確地操作和在有供電中斷的情況下的故障保護。
[0010]US2004179947描述了無油離心式壓縮機的另一個例子，在這種情況下使用油蒸氣軸頸支承件(有時被稱為“動力”或“流體動力”氣體支承件)以支承壓縮機的回轉軸，此處軸在支承件自身內的回轉運動在蒸氣中產生支承軸所需的壓力。WO 00/55506和WO94/295597進一步描述了使用徑向動力氣體支承件的離心式制冷壓縮機的例子，其中制冷劑自身用作支承件流體。
[0011]JP2004044954描述了單級制冷壓縮機采用流體動力徑向支承件，即外部加壓的支承件，其中支承件流體是制冷劑自身。在正常運轉速度下，來自壓縮機蒸氣出口的制冷劑蒸氣的一部分被供給至支承件以提供必要的加壓流以浮動支承件。在低壓縮機速度下，支承件被加壓而不是用來自收集器的制冷劑蒸氣的供給。US 2009/311089描述了包括流體動力徑向支承件的壓縮機的另一個例子。
[0012]最近，出現了越來越多的對于使用從冷凍水的制冷循環排出的熱量和DX系統以進行一些有用工作(例如提供熱水)的期望。來自商業/工業鍋爐的典型的熱水溫度是82°C。傳統的制冷系統，另一方面包括使用參考上面的無油離心式壓縮機的類型的那些制冷系統，能夠通過排出的熱能生成通常不超過約50-55°C的熱水。這是因為它們不能夠產生出顯著高的壓縮比例所致。因此應必需使用輔助熱能源(燃油或燃氣鍋爐)以將水溫提高至期望的82 °C。


【發明內容】

[0013]
【發明內容】
本發明通常涉及提供可改善與已知的壓縮機相關聯的問題中的一個或多個的改善后的離心式制冷劑壓縮機。
[0014]本發明的一些實施方式一般旨在提供離心式壓縮機，其能夠用于冷凍水系統中以在沒有輔助熱能供給的情況下提供5°C或更低的冷凍水和高達82°C或更高的熱水。
[0015]在第一方面中，本發明提供用于在制冷循環中壓縮制冷劑蒸氣的離心式壓縮機，該壓縮機包括:
[0016]葉輪驅動軸，由第一徑向支承件和第二徑向支承件支承以在壓縮機殼體內旋轉；和
[0017]葉輪組件，包括安裝在葉輪驅動軸上以與葉輪驅動軸一同旋轉的至少一個離心式葉輪；
[0018]其中，第一徑向支承件和第二徑向支承件是流體動力流體支承件(hydrodynamicfluid bearing),在流體動力流體支承件中,支承流體為制冷劑蒸氣,該壓縮機還包括用于將制冷劑蒸氣的一部分從葉輪組件供給至第一徑向支承件和第二徑向支承件的導管。
[0019]流體支承件是支承負載的支承件，它們被單獨地承載在內支承件部分與外支承件部分的相對的支承表面之間的支承件間隙中的流體(即，液體或蒸氣/氣體)的薄層上，其中，內支承件部分固定至葉輪驅動軸，外支承件部分固定至與軸相隔開并且圍繞該軸的支撐結構，例如，壓縮機殼體。在本情況下，流體是蒸氣，即，制冷劑蒸氣其本身。
[0020]本發明的這種方面的流體動力支承件是自支撐的，并且不要求任何外部加壓以正常操作速度下使支承件浮動。然而，用于將蒸氣的一部分從葉輪組件供給至支承件的導管的提供甚至是在供支承件自支撐的正常操作速度下也可用于維持蒸氣經由支承件的流動。這是有利的，因為其可有助于防止污垢的進入并且在可能必要或期望的情況下還可以幫助支承件的冷卻。具有蒸氣的一部分從葉輪組件的供給(或外部源)的這種類型的流體動力支承件有時在以下描述中被稱為“混合(hybrid) ”支承件。
[0021]壓縮機還將典型地包括圍繞驅動軸的殼體。壓縮機還可以包括用于驅動葉輪驅動軸的旋轉的電機。電機可以被安裝在壓縮機殼體內。
[0022]在一些實施方式中，供蒸氣的一部分穿過以從葉輪組件供給至支承件的導管將是形成在壓縮機殼體中的通道。通道可以終止在與支承件的外部相鄰的每個支承件處，蒸氣經由通過支承件的外部延伸的一個或多個孔饋送至兩個支承件表面之間的間隙中。通道可以例如終止在圍繞外支承件部分的外圍的環形通道中，在優選地存在有在通道的周圍相隔開的多孔的情況下，每個孔從該通道經由外支承件部分延伸至支承件間隙。孔優選地以等距相隔開。優選地存在有四個或更多孔。
[0023]可選地或附加地，蒸氣從葉輪組件至支承件中的一個或多個的部分饋送可以通過葉輪驅動軸中的導管供給并且通過內支承件部分中的孔注入到支承件間隙中。
[0024]通過使用根據本發明的實施方式的流體混合支承件，不需要潤滑油并且避免了油與制冷劑之間的兼容性問題。這潛在地打開了以往典型地無法使用的使用制冷劑的機會。用于使支承件浮動的制冷劑其自身(蒸氣或液體)的使用簡化了設計并且避免了支承件流體的單獨供給的需要。
[0025]此外，諸如油泵、油分離器、油過濾器、油位控制、壓縮機曲柄軸箱加熱器和油分離器加熱器的復雜且昂貴的部件全部被消除，并一同消除了在油系統故障的事件中故障或系統停止的風險。濕氣(水蒸氣)在與制冷劑結合的現代、高吸濕性油中的存在可能導致酸的形成，這然后向驅動電機吹風并且導致了高溫部分上的鍍銅。由此，油在制冷系統內的完全消除除去了作為壓縮機/系統故障常見原因的這些問題。因為不需要考慮油與新的制冷劑之間的兼容性，所以油的不存在還使得改進新的制冷劑變得更加容易。
[0026]如在上面已記載，本發明的實施方式中徑向支承件是流體動力支承件，當在正常操作速度下軸在支承件自身內的回轉運動在蒸氣中產生了支承軸所需的壓力。面對回轉軸的支承件表面典型地凹陷(并且通常在支承件流體為蒸氣的情況下(如在本情況中)必需是這樣)以在高速下改善支承件的穩定性和可靠性并且以確保足夠的負載能力和剛度。凹槽相對于旋轉方向成角度并且典型地為螺旋凹槽。
[0027]根據本發明的這種方面，相比于參照上面的現有技術，本發明的實施方式的流體動力(即，自支撐(self-supporting))流體支承件被供給有來自至少一個離心式葉輪(雖然本發明的其他方面的一些實施方式可能不具有蒸氣從葉輪的供給)加壓制冷劑蒸氣。
[0028]通過提供加壓蒸氣從葉輪至支承件的供給，可以最小化壓縮機的啟動時間(該時間期間支承件不浮動)，因為它們還未達到通過它們的旋轉所生成的壓力足以支承軸的重力負載的速度。尤其是，如果蒸氣供給來自葉輪的高壓區域，則一旦葉輪開始旋轉，其可以提供制冷劑蒸氣至支承件的加壓供給以增大由流體動力支承件自身的旋轉所生成的壓力。
[0029]葉輪組件的至少一個葉輪通常將具有多個葉片、和位于葉輪周圍的葉輪殼體，葉輪葉片和葉輪殼體定義供制冷劑蒸氣通過葉輪組件的流道。
[0030]根據本發明的另一方面，提供了接通和旋轉壓縮機的軸的方法，該方法包括以下步驟:通過引導一定量蒸氣穿過流體動力支承件以生成提升力來使用流體動力支承件將壓縮機軸從靜止(停止)位置移位至升起(活動)位置。
[0031]蒸氣可以在高壓下處于過熱蒸氣狀態，布置成沸騰為迅速膨脹的飽和蒸氣或過熱蒸氣狀態的飽和液體與流體動力支承件和/或軸的部件接觸以生成足夠的力以將軸從離心式壓縮機支承表面的內表面抬離。
[0032]一旦軸達到操作速度，則自支撐動力平衡被建立，正如下面所描述。
[0033]應理解，本發明還提供關斷壓縮機的方法，該方法包括以下步驟:通過控制氣體流經由出口以使壓縮機軸降下以去除由氣體帶來的任何提升效果，從而使軸與支承件的表面接觸。
[0034]一旦壓縮機的旋轉速度足以使流體動力支承件自支撐，則制冷劑蒸氣從葉輪的供給不再被需要并且其可以被關斷(并且在一些實施方式中被關斷)。然而，在本發明的優選實施方式中，制冷劑蒸氣從葉輪的供給被維持。這具有維持制冷劑蒸氣通過支承件的流動的優點，這可以用于抑制污垢的進入(或用于從支承件沖洗污垢)并且還可以用于冷卻支承件，如果需要。在壓縮機的整個操作中該蒸氣流可以繼續。可選地，其可以被間歇地接通和關斷(例如，通過閥的操作)，例如只在檢測出支承件溫度的增加超過預定閾值時才提供蒸氣流以冷卻支承件。
[0035]壓縮機一旦開始加速則需要維持蒸氣經由支承件的穩定流的、來自葉輪的供給壓力并不高達有助于使支承件在啟動和低速下浮動所需的(或至少期望的)壓力。因此，在一些實施方式中，制冷劑蒸氣饋送(feed)取自葉輪組件的一個或多個輪的兩個(或更多)不同的區域，包括相對低壓區域和相對高壓區域，并且壓縮機還包括用于選擇性地將葉輪的較高壓力區域或較低壓力區域連接至將制冷劑蒸氣供給至徑向支承件(并且在一些實施方式中還供給至推力支承件)的導管的閥布置。通過這種方式，在低速運轉期間，例如啟動和停止時，制冷劑蒸氣可以從葉輪組件的較高壓力區域供給，并且一旦壓縮機開始加速和流體動力支承件進行自支撐，供給可以被接通以將制冷劑蒸氣從葉輪的較低壓區域供給以維持蒸氣通過支承件以用于冷卻和抑制污垢進入。
[0036]通過在葉輪的不同的壓力區域處使用多個蒸氣分接頭(例如三個或四個或更多)以及適當的閥布置來選擇性地從分接頭供給蒸氣，對徑向支承件每次使用一個分接頭，可以基于軸的轉速選擇制冷劑蒸氣的供給的壓力(用于較低速的較高壓力和用于較高速的較低壓力)。通過這種布置的適當控制，支承件自身的阻力可以足以管理制冷劑蒸氣流，從而避免了對于單獨的流動管理口的任何需要。
[0037]在支承件的加壓是使用來自葉輪布置或在流體動力支承件中支承件自身內的制冷劑蒸氣、或者兩者的組合來實現的情況下，當軸與面對該軸的支承表面之間接觸時難免會存在壓縮機從零速開始時的啟動周期，以及壓縮機減速至停止時停止周期。雖然因這些接觸所引起的磨損很可能是最小的，但是在一些情況下可能會期望避免甚至是這些短的接觸周期。因此，在一些實施方式中，加壓制冷劑蒸氣的外部供給被提供成獨立于壓縮機的操作，并且可以連接至支承件以將加壓制冷劑蒸氣以低速供給至支承件以在軸的旋轉速度足以在支承件內生成足夠的壓力以用于它們的自支撐前使支承件浮動和/或壓縮機的葉輪布置能夠在足夠的壓力下提供制冷劑蒸氣的供給以在支承件中支承軸。根據本發明的一些方面的壓縮機的支承件可以具有來自外部的蒸氣饋送以替代上面討論的來自葉輪的蒸氣供給。在一些實施方式中，在壓縮機的正常操作期間(即，啟動和停止周期之間)可以繼續外部供給，例如以提供蒸氣以有助于防止污垢進入支承件和/或以冷卻支承件，如果需要。該流可以是間歇性的，例如只在檢測出支承件溫度中的增加超過預定閾值時接通(例如，通過適當的閥的操作)才提供蒸氣流以冷卻支承件。
[0038]加壓蒸氣的外部供給可以包括可在壓縮機以正常的操作速度運行時捕獲并存儲來自壓縮機/制冷系統的加壓制冷劑蒸氣的制冷劑加壓容器。在壓縮機停止和啟動時的低速操作期間然后可以利用存儲在容器中的加壓制冷劑蒸氣以對支承件加壓。
[0039]可選地或附加地，當需要時(例如，啟動和/或停止時)加壓蒸氣的外部供給可以使用蒸發器提供。優選地，蒸發器加熱液體制冷劑以僅在需要時生成飽的制冷劑蒸氣、或更加優選地生成能夠被供給至支承件的過熱的制冷劑蒸氣。液體制冷劑可以取自將壓縮機作為一部分的制冷電路、或者可以來自單獨的供給。可以存在有單獨的蒸發器容器以用于啟動和停止操作、或者同一個容器可用于兩種操作。
[0040]在一些情況下,無論使用加壓制冷劑蒸氣的外部供給與否，‘空轉(dry running)’的周期(即，存在有軸與支承表面之間的接觸的旋轉)在啟動時可能是期望的，以便在制冷劑蒸氣被注入前在支承件中生成一些熱量。這是因為在壓縮機停止的周期期間可能的是制冷劑蒸氣的構成將發生在支承件中。當液體制冷劑存在時可能不期望壓縮機驅動軸與這種類型的支承件一同運行。通過對于初始周期的空轉，所生成的摩擦熱將導致支承件中的任何液體蒸發，在這之后純凈的制冷劑蒸氣可以被引入。
[0041]隨著可選的或額外的空轉，支承件中的一個或多個可以具有相關聯的加熱器元件。加熱器元件可用于在制冷劑蒸氣的注入前提高支承件部件在啟動時的溫度或者以在停止時在蒸氣注入期間維持支承件溫度。通過將支承件的溫度提高或維持在制冷劑的飽和溫度以上，可以防止冷凝液。
[0042]無論是發熱元件或是空轉周期被用于提高支承件在啟動或停止時的溫度，優選地都提供一個或多個溫度傳感器以感測支承件的溫度。控制系統可以利用來自溫度傳感器的輸出以確定支承件溫度何時處于制冷劑的飽和溫度下或以上，并且以隨后啟動制冷劑蒸氣從蒸發器或加壓容器的供給。相似地，在停止時，如果需要將支承件溫度維持成足夠高以避免冷凝液和液體形成，則來自溫度傳感器的輸出可用于加熱元件的控制操作。
[0043]在一些實施方式中，將期望確保流體動力流體支承件在葉輪驅動軸被驅動以旋轉之前就已浮動(即，蒸氣膜已形成在對置的支承表面之間)。特別是在流體動力支承件在支承件表面中的一個或兩個表面上包括凹槽的情況下，已經發現加壓蒸氣從外部源的供給可以作用在固定支承件上以相對于外支承件部分向內支承件部分施加旋轉力，從而驅使葉輪驅動軸的旋轉。該旋轉處于相比于壓縮機的正常操作的反向方向上。旋轉將只在支承件已浮動后發生。由此，通過使用傳感器檢測軸的該反轉，基于該旋轉的存在控制系統可以確定支承件已浮動并且信號可被發送以開始用于葉輪驅動軸的驅動(例如，電機)。去往支承件的加壓蒸氣流然后可以被終止或減小。
[0044]在其他實施方式中，可以使用用于檢測支承件何時已浮動的可選的裝置，例如，接近傳感器以感測內支承件部分與外支承件部分之間的相隔。
[0045]通常，將重要的是在壓縮機的整個操作中確保維持軸與徑向支承件之間的軸向校準，從而允許使用熱膨脹。為了幫助實現支承件的校準，支承件可以通過彈性支撐件被安裝至壓縮機殼體。適當的彈性支撐件包括彈性隔膜和‘0’形環。特別是，在使用‘0’形環的情況下，彈性支撐件還可以有用地將附加振動阻尼提供至轉子。
[0046]用于流體動力支承件的彈性支撐件在制冷劑壓縮機中的使用被認為是獨一無二的，并且甚至是在支承件流體并不是制冷劑蒸氣本身的情況下被視作有益的。
[0047]因此，在另一個方面中，本發明提供用于在制冷循環中壓縮制冷劑蒸氣的離心式壓縮機，該壓縮機包括:
[0048]葉輪驅動軸，由第一徑向支承件和第二徑向支承件支承以在壓縮機殼體內旋轉的；和
[0049]葉輪組件，包括安裝在葉輪驅動軸上以與葉輪驅動軸一同旋轉的至少一個離心式葉輪；
[0050]其中第一徑向支承件和第二徑向支承件是流體動力支承件，并且通過彈性支撐件被安裝在壓縮機殼體上。
[0051]根據上面的第一方面，支承件流體可以是制冷劑蒸氣本身，但也不是必須是。如上述記載，彈性支撐件可以是彈性隔膜或‘0’形環。
[0052]在本發明所涉及的類型的離心式壓縮機中，除了徑向支承件外，通常還使用推力支承件，以抑制因一個或多個葉輪隨著它們在葉輪的入口孔處生成負壓的電抗作用所導致的、葉輪驅動軸在軸向方向上的側向運動。
[0053]在本發明的第一和第二方面中的任一個中，壓縮機還可以包括推力支承件。推力支承件還可以是流體支承件，并且在優選的實施方式中，如在徑向支承件中，流體是制冷劑蒸氣本身。并且在優選的實施方式中，與徑向支承件相似，推力支承件可以是從壓縮機的葉輪組件取得加熱的制冷劑蒸氣的供給的流體靜力、流體動力、或這兩個的混合組合。根據支承件在任何給定設備中的具體供給壓力要求，加壓制冷劑的供給可以取自葉輪的與用于徑向支承件的區域相同的區域、或不同的區域。
[0054]在根據本發明的多個方面的一些實施方式中，壓縮機是多級壓縮機，包括供制冷劑蒸氣連續流經的多個葉輪。第一級將蒸氣壓力提高至中間壓力并且第二級然后獲取中間壓力處的蒸氣并且將壓力提升至更高。通過這種方式，在不超出葉輪出口處的可接受蒸氣速度或者招致減小的操作效率的情況下，能夠在單個壓縮機內實現較大的總壓力增加。通常，兩級壓縮機將適用于大多數應用，但是根據所打算的應用需求，本發明的實施方式可以具有三個或四個或更多級。
[0055]在使用兩個或更多葉輪的情況下，葉輪中的至少兩個優選地在軸向方向上彼此相對地定向，或者至少兩個葉輪的葉片側彼此面對，或者至少兩個葉輪的后側彼此面對。因為葉輪入口處于它們的葉片側的中心，故背靠背布置受到偏愛(即，后側彼此面對)，以不妨礙蒸氣入口對于入口的接近。通過以這種方式布置葉輪，由一個葉輪產生的側向推力抵消另一個葉輪所產生的推力，從而減小了在推力支承件上的總的側向力。然而，這可能使整體有些不平衡，因為由第二級(較高壓力)葉輪產生的推力將典型地比通過第一級葉輪產生的推力大。
[0056]一般地說，優選地是將葉輪布置成使它們的反作用力完全自抵消、或者部分抵消(如果可能的話)。在涉及部分推力抵消的情況下，推力支承件可被設計成支撐剩余的軸向推力。通過這種方法，與將會是具有布置在均定向在同一方向上連續蒸氣流中的兩個(或更多)葉輪的情況相比，推力支承件負載更低。例如，在三級(即，三個葉輪)布置中，可以通過將最高壓力葉輪級定向在一個方向上而將其他兩個較低壓力級定向在相反的定向上來實現平衡軸向力。
[0057]雖然多級壓縮機中的葉輪可以全部被布置在葉輪驅動軸的一個端部處，但優選的是將它們布置在兩個端部處。由此，在兩級壓縮機中優選地在軸的兩部處各具有一個葉輪。在四級壓縮機中，將可能優選地在軸的一個端部處具有兩個葉輪和在另一端部處具有兩個葉輪。這提供了更加平衡的布置。通過將兩個(或更多)級相隔開，一個級與下一個級之間的管道件連接還提供附加制冷劑蒸氣從節能電路向便利地點(如果存在)的引入。這種管道件連接還可能用于將中間冷卻器定位在兩級之間。中間冷卻器可以完成葉輪級之間的自然熱排出或液體制冷劑注入。這種管道件還可以調節擴散器布置以提高整體壓縮機效率，正如本發明中的情況那樣。
[0058]本發明的壓縮機的一些實施方式可被配置成使用基本水平定向的葉輪驅動軸，而其他壓縮機可被配置成使用基本豎直定向的葉輪驅動軸。豎直定向的優點在于徑向支承件承載較小的軸向負載并且推力支承件的較大表面積產生減小的應力。
[0059]優選地，壓縮機殼體被設計成防止液體制冷劑進入壓縮機而與其定向無關。支承件配置還可以被選擇成提供可根據具體安裝需求在豎直定向或水平定向上運行的通用設計。
[0060]在豎直定向的配置中，葉輪優選地被布置在軸上以使得由跨越葉輪的壓差所產生的凈力被用作使葉輪組件向上升起，從而減輕(即，部分或全部抵消)用于軸的推力支承件(或多個推力支承件)上的重力質量和推力支承件上將以其他方式支承軸、電機和葉輪組件的整體重量的隨之而來的負載。
[0061]在第三方面，本發明提供用于能夠在不需要額外熱輸入的情況下提供低于10°C的冷凍水和高于80°C的熱水的冷卻-加熱系統中的制冷壓縮機，該壓縮機被配置成提供至少18:1的壓縮比(更優選為至少19:1或至少20:1)以及跨越壓縮機的至少80K (更優選為至少90K)的溫度提升，并且制冷劑具體被選擇成在壓縮機出口處的壓力不超過25bar (更優選地不超過15bar)的情況下給出期望的溫度提升。
[0062]壓縮機可以是螺桿式壓縮機或渦旋式壓縮機。然而，更多優選地，其為離心式壓縮機并且在特別優選的實施方式中為兩級離心式壓縮機，最優選地具有無油設計。
[0063]壓縮機可以是根據上述第一方面和第二方面中的一個或其兩者的、具有無油設計的離心式壓縮機。
[0064]在上述本發明的多種方面中，電機可以是永磁電機。其可以是稀土永磁電機。根據所需操作參數，電機可以具有兩極或四極設計。可選地，電機可以是感應電機，例如，兩極或四極設計的感應電機。
[0065]優選地，電機能夠將壓縮機葉輪驅動至至少10，OOOrpm,更優選為20，OOOrpm(而在一些實施方式中則更快，例如，200，OOOrpm或400，OOOrpm或更快)。電力通過用于控制電機速度和功率的變換器供給至電機。在一些實施方式中電機速度中的變化提供了至關重要的功能，改變了通過壓縮機的制冷劑質量流率，從而改變了冷卻能力(kW)、加熱能力(kW)和壓縮比以特別適合其所服務的制冷系統的熱量需求。
[0066]電機優選地被安裝在壓縮機殼體內。電機定子可以被安裝在壓縮機殼體中，并且電機的轉子安裝在葉輪驅動軸的周圍。在葉輪驅動軸的任一端部處具有葉輪的兩級壓縮機中，電機優選地被定位在位于兩個葉輪之間的壓縮機殼體內。
[0067]變換器可以被安裝在壓縮機殼體上或壓縮機殼體內。可選地，其可以在物理上與壓縮機組件分離開。雖然將變換器安裝在壓縮機殼體上或壓縮機殼體內在提供綜合布置方面具有優點，而其缺點在于其變得本質上更加難以冷卻變換器。通過與在物理上與壓縮機分離開地安裝變換器，不存在防止變換器過熱所需的冷卻負載，這代替了自然發生的環境空氣冷卻。
[0068]合宜地，電機(如果變換器被安裝在壓縮機殼體內，則和/或變換器)可以通過被壓縮機作用的制冷劑冷卻。例如，電機(特別是電機轉子和電機定子的內表面)可以通過取自葉輪組件的制冷劑氣體或蒸氣流來進行冷卻。在這種情況下，優選地，電機通過取自葉輪組件的制冷劑液體或蒸氣的僅一部分(即，不是壓縮機前的全容量/質量流，正如現有技術中的那樣)來進行冷卻。合宜地，電機可以通過還被供給至支承件的制冷劑蒸氣流冷卻。如果可行，變換器也可以以相似的方式通過液體或蒸氣制冷劑的一部分冷卻。
[0069]可選地，電機冷卻可以包括定子的外表面的‘瞬間冷卻’，例如，通過使液體制冷劑穿過定子周圍的通道(例如，螺旋狀通道)。通道中的液體制冷劑瞬間冷卻成蒸氣，由此在從定子組件移除可感熱能的同時提供潛冷。用于冷卻電機的這種方法具有獨特優點，尤其是當與例如利用水的流體冷卻比較時，該優點在于，通過這種方法根據需要(在發生最大冷卻需要的情況下液體制冷劑瞬間冷卻成蒸氣)以可變速率冷卻來自定子外表面上的不均勻地分布且具有不同溫度、定子的廢熱能。其還能夠控制對于定子的制冷劑液體流率以使作為通過定子變化排出的熱能的總量的定子冷卻需求與壓縮機操作參數和電力輸入相匹配。
[0070]用于電機的冷卻液體可以通過液體饋送分接頭從制冷系統冷凝器出口提供。饋送可以例如，根據離開定子冷卻夾套的蒸氣的預設制冷劑過熱值通過膨脹裝置提供以管理液體流。液體進入根據在定子表面上的不同點處的熱發射變化分布的電機定子冷卻夾套，從而提供瞬間冷卻。在一些實施方式中，所產生的過熱蒸氣然后可以通過轉子/定子環以冷卻該轉子/定子間隙，該蒸氣流然后被連續地卷入壓縮機中諸如第一葉輪入口(最低壓力)級的低壓點中。
[0071]一定程度的制冷系統容量控制可以通過控制電機和葉輪速度提供在本發明的多種方面的實施方式中。然后，這種方法是有限制的。因此，對于壓縮機需要較大容量控制的本發明的實施方式而言，還可以在入口處對葉輪采用可變入口導向葉片。對于本發明的多級壓縮機實施方式而言，可變入口導向葉片可以用于葉輪壓縮級的一個或多個。例如，在兩級壓縮機中，一些實施方式可以僅在第一級上使用可變入口導向葉片，并且其他實施方式可以使用用于兩級的可變入口導向葉片。合宜地，在兩級的葉輪被布置在葉輪驅動軸的兩端處的實施方式中，存在有對于兩個葉輪的入口側的進入口以有助于可調入口導向葉片模塊的安裝和維修。
[0072]根據上述方面的一個或多個的壓縮機優選地以與控制系統結合的方式使用。控制系統可以被實施成硬件或軟件或這兩者的組合。其例如可以被實施成可編程邏輯控制器(PLC)或微型PC。優選地，控制器操作成基于制冷電路和/或水冷卻器或者作為其一部分的DX系統的熱需求控制壓縮機。控制系統還優選地作用成保護壓縮機避免脫離規范操作，以防止破壞壓縮機，例如在系統中的其他地方存在向壓縮機強加潛在地破壞需求的故障的情況下。
[0073]為了協助故障檢測、診斷和一般性能監測，控制系統可以維持事件歷史記錄，SP，可在日后或者實時查詢的系統性能參數和操作狀態的周期性記錄。在一些實施方式中，遠程監測可以通過例如將建筑管理系統集成至綜合壓縮機控制系統來獲得提升。遠程監測還可以通過將性能數據例如無線地傳送至遠程監測裝置來提供。優選地，控制系統還能夠監測壓縮機中的傳感器的狀態和條件，并且選擇性地監測將其作為一部分的制冷系統的制冷電路。控制電路還優選地監測其自身健康狀態并且進行相應報告。
[0074]還優選地監測壓縮機支承件的健康。可選地，控制系統可以如此做。支承件的健康可以例如通過在變換器處測量吸收的功率讀數來監測。功率讀數相對于在具體軸速處的給定操作條件所預期的功率讀數的增加例如指出可能的支承件磨損或問題。附加地或可選地，支承件條件可以通過測量支承件溫度和/或振動來監測。
[0075]根據本發明的另一方面，提供了用于采暖通風與空氣調節(HVAC)系統的監測與控制系統，包括:用于感測系統變量的裝置、用于確定如離心式壓縮機的壓縮機轉子速度的裝置、用于驅動壓縮機的電機、用于測量冷卻劑通過壓縮機的質量流的裝置、在布置為修改與所述壓縮機相關聯的一個或多個參數的軟件的控制下操作以優化效率的微處理器。
[0076]系統變量包括但不限于:環境溫度、局部溫度、冷卻劑性質、期望(目標)溫度、實際或期望(目標)水溫、天氣條件和建筑的熱性質。
[0077]與壓縮機相關聯的參數包括但不限于:轉子速度(環空流速)、制冷劑質量流、入口導向葉片角度、壓縮比、電力消耗和壓縮機對于橫向轉動的軸線的傾角。
[0078]另外，傳感器輸入可以通過多總線數據輸入/輸出系統的方式提供和監測。
[0079]理想地，收發機適于將信號從與微處理器通信的監測與控制系統和/或用于感測系統變量的裝置中繼至遠程位置。
[0080]收發機優選地包括諸如專用網絡或互聯網的硬線連接和/或例如無線局域網(LAN)、W1-Fi或藍牙(商標)連接的無線通信鏈路。
[0081]監測與控制系統的優點在于其能夠使現場工程師、系統管理員或建筑管理員(看守人)檢測與控制系統的性能/輸出。監測與控制系統還提供一個或多個系統變量和/或壓縮機參數的實時分析。
[0082]當在適當的軟件的控制下操作時，系統理想地配置成引發警報、警鈴和維護信息至一個或多個接收器的傳送。
[0083]警報、警鈴和維護信號可以通過監測與控制系統以傳送至專用服務器和/或接收裝置和/或尋呼機的格式提供。
[0084]優選地，監測與控制系統適于將短消息服務(SMS)或具有警報和/或警鈴和/或維護信息的文本傳送至一個或多個授權用戶，以使得例如用戶配置的移動通信裝置(移動電話)可以被修改成接收上述警報和/或警鈴和/或維護信息。
[0085]適當的應用專用軟件能夠在諸如筆記本電腦、掌上電腦、移動通信裝置或專用通信裝置的便攜式電子器件上提供顯示器。顯示器理想地是交互的，例如其理想地是觸摸敏感的，并且向用戶提供與系統主人或其他用戶的簡單明了及直接的通信機會。
[0086]理想地，監測與控制系統適于與離心式壓縮機一同使用并且配置成監測壓縮機的具體變量，諸如:角速度、質量流率、葉輪角、壓縮比和瞬時能量消耗。
[0087]應明確，一個或多個合適的授權用戶還可以進行遠程檢查和系統的檢驗并且執行常規診斷檢查和獲得其他有用的系統參數的數據指示。
[0088]用于可選地能夠通過適當的口令/授權碼的方式訪問主機或系統微處理器以改變或檢測本地條件。例如，遠程用戶使用遠程監測器和控制系統能夠修改(增加或減小)諸如特定房間或建筑中的溫度的本地條件和/或控制或隔離房間或建筑內的子系統和/或接通或斷開特定冷卻器、加熱器和空氣調節器。
[0089]理想地，授權用戶與在適當的專用軟件的控制下操作的管理電腦/微處理器之間的通信使用加密技術執行以確保安全通信。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0090]現在參照附圖、通過舉例的方式對本發明的實施方式進行描述，在附圖中:
[0091]圖1示出對于具有兩級壓縮機和節能電路的蒸氣-壓縮式制冷循環的壓焓圖；
[0092]圖2示意性地示出根據本發明的第一方面的用于將加壓制冷劑蒸氣供給供給至徑向支承件和推力支承件的離心式葉輪布置中的壓力分接頭；
[0093]圖3是根據本發明的實施方式的制冷電路的系統示意圖；
[0094]圖4至圖7示出可被采用在本發明的實施方式中的可選的壓縮機配置；
[0095]圖8是通過圖3的系統的壓縮機的示意性剖視圖；
[0096]圖9是圖8的壓縮機的剖視圖，示出了對于側向的制冷劑蒸氣供給分接頭和推力支承件的更多細節；
[0097]圖10是圖3的系統的示意性框圖，包括控制與保護系統以及電機速度控制器(功率變換器)；
[0098]圖11是可在本發明的一些實施方式的壓縮機的入口處使用的分離容器的示意性首丨J視圖;
[0099]圖12是與壓縮機的一個實施方式一同使用的控制與監測系統的示例的全景圖；
[0100]圖13是與圖12中的系統一同使用的流程圖的示例；
[0101]圖14示出用于根據本發明的實施方式的壓縮機的示例性操作循環；
[0102]圖15至圖17示意性地示出可用于將制冷劑蒸氣供給至本發明的實施方式的支承件流體的蒸發器布置的三種可能的配置，例如，啟動和/或停止；以及
[0103]圖18a、圖18b和圖18c示出根據本發明的實施方式的用于從葉輪至支承件或壓縮機的制冷劑蒸氣的供給的導管的布置。

【具體實施方式】
[0104]圖3示出了根據本發明的實施方式的制冷電路，該制冷電路可用于例如產生用于建筑空氣調節系統的冷凍水。在優選的形式中，除了用于空氣調節系統的冷凍水以外，系統的操作參數可以被設計成提供充分的熱輸出以加熱用于建筑的低壓熱水供給。
[0105]制冷流體循環在制冷系統周圍，其在蒸氣-壓縮式制冷循環上操作(見圖1)。制冷劑以過熱蒸氣狀態進入兩級離心式壓縮機10并且以兩個步驟(較低壓級I和較高壓級2)壓縮至較高的壓力和溫度。來自第二級壓縮機排放口的過熱制冷劑蒸氣傳送至冷凝器12，在冷凝器12處，過熱制冷劑蒸氣被冷卻，冷凝的過熱和潛熱被移除并且蒸氣冷凝成液體，隨后進一步冷卻至過冷液態。從冷凝器輸出的過冷液體制冷劑隨后穿過膨脹裝置(例如，膨脹閥14)，在膨脹裝置出，過冷液體制冷劑經歷壓力的突然減小，從而產生了液體制冷劑的一定比例的絕熱閃蒸。剩余液體制冷劑的飽和溫度顯著下降，產生了液體和蒸氣的混合物。制冷劑然后傳送至蒸發器16，待被冷卻的二次流體(典型地，水或空氣)流經蒸發器
16。冷液體/蒸氣制冷劑混合物的液體部分蒸發并且在這一過程中從循環的二次流體移除熱能以使其冷卻。飽和的制冷劑蒸氣進一步吸收熱能以變成過熱制冷劑蒸氣。隨后過熱制冷劑蒸氣從蒸發器出口返回至壓縮機入口并且再次開始循環。
[0106]在本示例中，節能器被用于改善壓縮機和壓縮機所服務的制冷系統的效率。離開冷凝器12的總液體制冷劑質量流的很大一部分在主要膨脹裝置前進入節能器換熱器18的初級電路。剩余的制冷劑液體進入第二膨脹裝置(例如，膨脹閥20)并且流經相同節能器換熱器18的次級電路，在該次級電路處，剩余的制冷劑液體在比原液體制冷劑流的溫度低的飽和溫度下蒸發，由此在其進入主要膨脹裝置14之前使制冷劑液體的主要部分過冷(sub-cool)。
[0107]節能器次級出口過熱蒸氣流再被導入壓縮機10的兩個葉輪壓縮級之間的主要制冷劑蒸氣流。節能器內的蒸發壓力和溫度坐落于第一級葉輪22的入口級處的蒸發壓力與第二級葉輪24的出口處的排出壓力之間的中間點處。合宜地，將第一級22的出口連接至第二級24的入口的管道件26提供易于通過的位置以引導該節能器制冷劑蒸氣流。返回至壓縮機中間級的節能器流執行制冷劑的主流的顯著去過熱，從而改善了加熱/冷卻循環的總效率。
[0108]根據本發明，如圖2所示，并且如下面進一步討論，支承和抑制壓縮機軸28的徑向支承件32和推力支承件34是流體動力蒸氣支承件，在流體動力蒸氣支承件中支承件流體是循環制冷劑蒸氣其本身。在此處示出的例子中，制冷劑蒸氣取自2級葉輪殼體中的分接頭34、36并且通過加工在壓縮機氣缸中的導管(示意性地在圖2中用虛線示出)傳送至支承件32、34，以在一定壓力下將蒸氣供給至支承件。支承件32、34因此是流體靜力和流體動力支承件類型之間的混合，并且可以合宜地被稱為“混合支承件”。在其他實施方式中，用于支承件的蒸氣供給可以取自I級葉輪殼體，I級和2級葉輪殼體中的分接頭的組合、或者取自外部蒸氣源。在圖2所示的例子中，單獨的壓力分接頭34、36用于徑向支承件32和推力支承件34，以便推力支承件34可以在較高的壓力下供給有制冷劑蒸氣。
[0109]圖3的示例性系統中所示并在下面更加詳細地討論的壓縮機是兩級壓縮機，具有安裝在傳動軸28的兩端部處的用于兩級的葉輪22、24，兩個葉輪22、24相對地定向在軸向方向(背對背)上以通過自消除來幫助最小化軸向推力。然而，本發明的概念還可以應用到其他壓縮機配置，在圖4至圖7中示出了其實施例。
[0110]圖4示出了單級配置。圖5示出了具有安裝在壓縮機軸的相同端部處并且在相同方向上軸向定向的兩個葉輪51、52的兩級配置。圖6示出了三級配置，該三級配置具有位于壓縮機軸的一個端部處并且面朝相同軸向方向上的I級和2級葉輪61、62、以及位于軸的另一個端部處且面朝相反方向的3級葉輪63，因此該葉輪與2級葉輪背對背。圖7示出了四級配置，該四級配置具有位于壓縮機軸的一個端部處的I級和2級葉輪71、72、以及位于另一端部處的3級和4級葉輪73、74。I級和2級葉輪71、72與3級和4級葉輪73、74面朝相反的方向。本領域的技術人員應明確，數個其他壓縮機配置也能夠落于本發明的范圍內。
[0111]再次參照圖3的系統、以及圖8中所示的該系統的壓縮機的放大圖，現在將對系統的部件和系統的一些可能的變體進行更加詳細的描述。
[0112]壓縮機
[0113]壓縮機是在本示例中具有約19:1的總壓縮比的兩級離心式設計。本設計指出轉速被選在21000rpm處以給出保持I級入口尖端相關的馬赫數至可管理水平(1.3)之間的最佳折衷并最小化葉輪直徑。壓縮機通過節能電路的并入被尺寸化成實現400kW的制冷。結果，第二級壓縮機被設計成其制冷劑質量流比第一級壓縮機的制冷劑質量流高約50%。壓縮機的總軸功率消耗在最大流動條件處為224kW。在本實例中624kW的排出所產生的加熱可以被排出至大氣，所以被有用地采用以加熱二級流體(水或空氣)。壓縮機的其他變體，也如單級或多級離心式設計將在比19:1低的壓縮比下工作。這些壓縮比將在一些實施方式中處于3:1至5:1的量級并且將被應用到多種制冷劑以提供最高的操作效率。轉而定義這些壓縮比的蒸發飽和溫度和冷凝飽和溫度的范圍可以例如為:
[0114]蒸發飽和溫度:_5°C、或更低
[0115]冷凝飽和溫度:60°C、或更高
[0116]因此，操作性飽和溫度將呈現適用于服務絕對零度制冷應用、過程冷卻、以及數據中心冷卻，適應并處理空氣調節和數個其他應用的壓縮機的系統中的壓縮機。
[0117]此外，所建議的冷凝飽和溫度的范圍將允許具有其伴隨的專門且有效的特征的這種壓縮機設計，該伴隨的專門且有效的特征不僅將被應用在北歐、而且還將被應用在較高溫度區域(諸如美國、日本、中東、遠東和澳大利亞的一部分區域)中，在這些溫度區域中將所需蒸發飽和溫度維持在充分低的水平時，除非壓縮機能夠產生出充分高的冷凝飽和溫度，否則某些制冷和空氣調節系統不能夠運轉。
[0118]壓縮機包括以下特征:
[0119]a)連續地操作的成對離心式壓縮機葉輪22、24(有時被稱為“輪”)。對于一些應用而言單葉輪可以是足夠的。
[0120]b)允許承載離心式壓縮機輪22、24的軸28在不需要潤滑油的情況下以超高速(大約60，OOOrpm、或大致100，OOOrpm、乃至200，OOOrpm或者更快)旋轉的“混合”支承件
32、34(徑向和推力)。世界上99%的空氣調節&制冷系統均利用油來潤滑壓縮機，并且該油在連續的基礎上不注意地和不必要地被傳送在制冷系統的周圍。這是因為所有壓縮機連續地隨著再循環系統制冷劑泵出它們的一定比例的潤滑油的事實所致的。該油妨礙了換熱器的傳熱效率，消耗一定比例的壓縮機的電輸入能量，由此減少了整個系統的效率，要求小心地確定制冷管道件的尺寸以確保用于返回至壓縮機的油的足夠的速度并且經常要求油冷卻、油分離器、油泵、油加熱器、油位控制和其他部件以確保令人滿意的操作。本發明的壓縮機的無油設計由此在這種系統的效率、最初成本和日常維護上具有重大影響。
[0121]混合支承件較之可選的低摩擦支承件(磁性支承件)的關鍵優勢在于在電力故障的情況下可以簡單地允許軸在不需要提供輔助和臨時電源的情況下停止移動，正如具有磁性支承件的情況那樣。更重要地，混合型支承件不需要電能，并因此該壓縮機類型在該特別的方面將是更加有效的。
[0122]c)流體靜力支承件蒸氣注入-為了減少磨損并且為了延長流體靜力支承件的使用壽命，必需解決當開始和停止軸旋轉時發生的磨損。因此，示例性系統可以采用制冷劑蒸氣注入系統以將蒸氣傳送到支承件中以在啟動前使軸“浮動”，并且這還將應用到推力流體靜力支承件。制冷劑將在進入支承件前優選地被細致地過濾以保護它們免受系統離子/污染物的影響。還可能采用蒸氣注入系統以將支承件溫度維持在合理的極限內，所產生的最小摩擦將引起不期望的溫度上升。
[0123]d)高效電機設計-在世界各地大多數壓縮機驅動電機在約80%至90%的效率處操作，并且廢熱能被通過電機繞組上方然后通過大多數AC&R系統壓縮機中的壓縮機機構的制冷劑蒸氣吸收。本發明的實施方式所設想的電機效率將優選地為高達98.5%的量級，并因此只有1.5%熱排出將傳送至在電機上方傳送的制冷劑蒸氣。這導致了較小的冷凝器，較低的冷凝器二級流體流(典型地為空氣或水)、在較低電功率輸入中運行的較小的風扇電機和水泵、以及較高的整個系統效率，也被叫做性能系數(COP)。
[0124]f)變換器控制-定制電變換器被設想為以所需速度驅動壓縮機電機并且用于改變電機速度以管理通過蒸發器和制冷系統的制冷劑質量流，以使冷卻能力或加熱能力匹配至瞬間冷卻或加熱負載。這導致了精確溫度(或蒸發壓力)控制和最小化能量消耗。此外，當系統在小于最高速度/質量流/冷卻-加熱能力時，蒸發器和冷凝器變得“過大”。作為較低的壓縮比需求的結果，這在顯著改善壓縮機效率和系統COP時增加了它們的熱交換能力。因此，系統效率的增加在減小能力水平上是指數性的。通過膨脹裝置的壓降還在這些條件下減小，由此進一步改善了壓縮機效率和系統C0P。
[0125]變換器還將優選地向壓縮機電機給予保護以抵御如下:
[0126].過電壓
[0127]?欠電壓
[0128].過電流
[0129]?欠電流
[0130]?相角
[0131].斷相
[0132]?接地故障
[0133]g)典型的壓縮比-在傳統的制冷和空氣調節系統中的典型的壓縮比為3:1至5:1的量級并且制冷劑的寬族群被用于(與適當的礦物或合成潤滑油結合)滿足在用于冷卻/制冷的蒸發器處和冷凝器處所需的操作飽和溫度，以將二級流體溫度(例如，環境空氣或水)適用成必需被排出的制冷系統熱量。現在可用的制冷劑的范圍是十分寬的，并且包括HFC’ s、HF0’ s、C02、空氣、碳氫化合物、氨等。此處所描述的示例性壓縮機的主要應用針對
20.1:1的壓縮比，這實質上比任何現有技術的離心式壓縮機都要高。
[0134]h)在背靠背布置中葉輪22、24被安裝在軸28的任一端部上。這具有三個主要優勢:
[0135]?軸向推力負荷被部分平衡，如來自第一級葉輪22的推力作用在與第二級葉輪24相反的方向上。這使推力支承件34上的覆蓋最小化；
[0136].可變入口導向葉片(“VIGV”)可以容易地被結合至兩個級中，而如果輪被安裝在軸的同一端上，則實際上不可能發現用于第二級的VIGV的空間；以及
[0137].可以容易地實現來自節能器的蒸氣的混合-將不需要復雜的端口布置。
[0138]應用溫度沮圍
[0139]圖3的系統最初被設計成操控所設想的最艱巨的溫度范圍，其用于:
[0140]a)將二次介質諸如空氣或水(或另一種液體)冷卻至約5°C的溫度，這要求約(TC的制冷劑蒸發溫度和相等的飽和壓力。
[0141]b)將介質諸如空氣或水(或另一種液體)加熱至約80°C的溫度，這要求約90°C的冷凝溫度和相等的飽和壓力。
[0142]許多其他應用由此可通過系統的變型來服務，這些變型典型地操作在_5°C (或更低)與60°C (或更高)的蒸發/冷凝溫度之間。此外，這種壓縮機還可以被應用為單個壓縮機布置或者應用為多個壓縮機布置以使得一個或多個壓縮機服務相同的制冷系統/電路的要求，從而提供了一定程度的儲備能力、待機能力和/或可變能力控制中更大的靈活性以匹配熱負載要求。這種壓縮機可以單獨地或相互地運行，優選地通過合適的操作速度和入口導向葉片角度調節以確保兩個壓縮機產生相同的壓縮比以維持制冷系統的穩定性。控制與保護系統已被設計成適合單個和多個壓縮機應用兩者。
[0143]操作流體
[0144]空氣調節和制冷系統行業通過已知為制冷劑的各種不同流體的服務。這些被具體地選擇成適合應用要求并且設備隨后被設計成通過所選流體在所需操作參數下提供最佳性能。本發明的實施方式可以適于適合各種不同應用操作參數和各種不同操作流體。這些流體/制冷劑包括單個流體(共沸混合物)或2至3個流體的混合物(非共沸混合物)，并且下面列出本發明的實施方式可以適于使用其工作的流體中的一些、而不是所有:
[0145]第三代發泡劑以氫氟烴(HFC)(及其任何共混物)
[0146]HFC是包含主要用作制冷劑和氣溶膠噴射劑的元素氟的人工化學制品。它們是無色、無味和在化學上非電抗性氣體。它們主要被用作對于破壞臭氧的CFC和HCFC的置換物。
[0147]這些包括，例如，而不是排除地:
[0148].R134a
[0149].R23
[0150].R32
[0151].R43
[0152].R125
[0153].R143a
[0154].R152a
[0155].R227ea
[0156].R236fa
[0157].R245fa
[0158].R365mfc
[0159].R407A
[0160].R407C
[0161].R410A
[0162].R507
[0163].R508B
[0164].R437A
[0165].R422D
[0166]碳氫化合物(HC)(及其任何共混物)
[0167]HC是用于主要用作制冷劑或氣溶膠噴射劑的完全由氫和碳構成的有機化合物。在一些情況下，它們容易地被吸收到潤滑油中，從而減小了其潤滑性能，潛在地導致了壓縮機故障。根據本發明的實施方式的壓縮機將通過避免潤滑油的使用而克服這種問題。
[0168]這些包括，例如，而不是排除地:
[0169].乙烷
[0170]?丙烷
[0171]?丙烯
[0172]?丁烷
[0173]?丁烯
[0174]?異丁烷
[0175]?戊烷
[0176].戊烯
[0177]?上述中任何兩個或更多的共混物
[0178]氧氟烯烴(HFO)
[0179]制冷劑的新的族群目前正在被引入到本行業。(截至2012/2013)
[0180]其他非合成制冷劑(及其任何共混物)
[0181]這些包括，例如，而不是排除地:
[0182].R744 (C02)
[0183].R718(水)
[0184]*R728(氮)
[0185].R729(空氣)
[0186].ΙΤ740(氬)
[0187]應思
[0188]本申請的實施方式適于包括制冷、空氣調節與熱泵系統的多種不同的應用。
[0189]示例性應用包括,例如,而不是排除地:
[0190]?水冷卻器
[0191]?直接膨脹式系統(DX)
[0192]?舒適冷卻
[0193].工藝冷卻(高溫和中溫)
[0194].計算機數據室和數據中心
[0195]?低溫制冷
[0196]?超低溫制冷
[0197].中溫制冷
[0198]?超市制冷
[0199]?冷庫
[0200].顯示器殼體
[0201]?工業自動化
[0202].乳品制冷
[0203].關閉控制空氣調節
[0204].制藥
[0205]本發明部件概念可以合適于通過簡單地改變以下部件的物理尺寸/形狀/性質而使用可選流體進行操作:
[0206].離心式壓縮機輪
[0207]?入口導向葉片
[0208]?側向/軸頸流體靜力/混合支承件
[0209].推力流體靜力/混合支承件
[0210].電機額定值(kW)和速度(rpm)
[0211]?輪殼體和入口導向葉片殼體
[0212].變換器功率(kW)和速度/頻率(Hz)
[0213]?控制與保護系統
[0214]系統控制
[0215]如圖10所示，電子變換器1010被用于速度控制和保護電機82(圖8)。然而，此夕卜，為壓縮機10設置了控制與保護系統1020。這還可以總體上控制和保護制冷系統1030。
[0216]控制系統將典型地具有系統壓力的輸入、溫度和功率輸入。例如，其可以控制以下中的一個或任何兩個或更多:電機速度、入口導向葉片角度、恒溫膨脹閥(允許制冷劑進入制冷電路的蒸發器和節能器)、和冷凝器風扇速度(冷凝器將熱排出至大氣并且風扇被用于輔助)以將壓縮機維持在所期望的操作參數范圍內并且優選地還最大化系統效率和熱性能。膨脹閥還可以被控制以幫助保護壓縮機不受液體制冷劑進入的影響。
[0217]用于增強控制和保護的一種可能的方法是使用市售的ClimaCheck?系統的變型。ClimaCheck?系統通常用于使用現有系統壓力、溫度和功率輸入傳感器來分析系統性能(并且無論其是否用作系統控制的一部分都可以以這種方式用于本發明的實施方式中)。ClimaCheck?技術使空氣調節或制冷系統能夠被分析到真實情況的5 %至7 %的精度內。以下參數可以以18、28、58、108、308、608和5分鐘間隔在動態基礎上被確定，并且可以制造成使操作者即時可用或被記錄以用于未來詢問:
[0218]?冷卻能力(kW)
[0219]?加熱能力(kW)
[0220].功率輸入(kW)
[0221]?排出的熱量(kW)
[0222].蒸發溫度
[0223].冷凝溫度
[0224].過冷
[0225].過熱
[0226].性能系數(冷卻和加熱模式的系統C0P)
[0227].壓縮機的等熵效率
[0228].運行費用
[0229].C02排放和間接全球變暖潛力
[0230].二級流在蒸發器處的質量流率
[0231].二級流在冷凝器處的質量流率
[0232]ClimaCheck?還給出制冷劑損失、不穩定系統操作、和超出安全系統限制的操作的事先警告。郵件/文本消息可以在這種情況下自動發送給各種接受者。有限的商業優勢是ClimaCheck?遍及整個英國的分配器。屬于ClimaCheck?內的核心可編程序邏輯控制器(PLC)還可以被編程成控制和保護裝置，并且還可以儲備在與ClimaCheck?相同的網絡上。因此，源自溫度和壓力傳感器、電流互感器等等的讀數均可以被利用于ClimaCheck?性能分析和利用于壓縮機和制冷系統的“控制和保護”。
[0233]分離容器
[0234]在一些實施方式中，可能期望在壓縮機入口前將分離容器使用在系統中。在圖11中示出了可被稱為“氣液分離器/過濾容器”的這種容器的例子。
[0235]該容器1110的主要目的在于充當壓縮機10上游的應急儲水庫以困住在通向壓縮機10的吸入管路中可能出現的任何液“塞”。例如，這可能在控制液體制冷劑流至蒸發器16中的膨脹閥14的情況下或者在這種閥14不正確地設置有過低的過熱值的情況下產生故障。
[0236]這種容器1110的另一種應用是壓縮機可用于熱泵系統內的壓縮機-當這種系統逆循環時，多余的液體通常可以朝著壓縮機10被引導。此處，結合的氣液分離器/過濾器1110將提供充分的容量以接收這種液塞。當這種情況發生時，壓縮機10繼續運行以只從壓縮機1110獲取蒸氣以保護壓縮機的離心輪22、24，同時在壓縮工藝之前將液體逐漸蒸發成蒸氣形式。
[0237]在這種布置中，壓縮機和包含壓縮機的系統可以在氣液分離器的底座處采用底部連接1120以允許任意流體積累被引導至其他地方，以在系統內重復使用或直接用于與壓縮機的功能相關的其他目的。
[0238]氣液分離器/過濾容器1110的次級功能是在壓縮機的進口處提供高度的過濾。在制冷系統內的任意顆粒物質可能存在或者可能發展成部件故障的結果或者發展成不利的系統維護或安裝結果的情況下，高級過濾器將確保只有純凈的蒸氣被傳送至壓縮機的第一級離心輪22的入口以保護輪22、24和軸頸/推力板組件32、34。
[0239]在氣液分離器/過濾容器的進一步應用中，來自壓縮機混合軸承的蒸氣流和/或來自制冷系統的其他部分的蒸氣可以被連接至該壓縮機以充當“蒸氣收集點”以保護第一級葉輪免受存在于這些蒸氣管線中的任意液體的影響并且以遏制將以其他方式進入壓縮機的任意顆粒物質，從而避免了葉輪和軸承受損。
[0240]磁性氣液分離器
[0241]在包含鐵的任何顆粒物質受關注的情況下，磁性捕獲裝置可以被包括本發明的壓縮機或者甚至是任何種類的壓縮機的上游的管道件內或氣液分離器/過濾容器內。這種含鐵顆粒物質的影響范圍可能在制冷電路中非常低；然而，可以在系統其自身構建開始時包含在系統內的任何亞鐵材料可以通過這種方式被捕獲。
[0242]遠距監測&控制系統
[0243]簡要地參照圖12和圖13，其中示出了用于監督如上所述包括壓縮機的遠距監測與控制系統的圖解概覽。傳感器1110至1118典型地位于建筑1150附近并且可以測量局部室溫或外部(環境)溫度。每個傳感器1110至1118提供對于控制系統1160(如Cl imaCheck?牌在售的控制系統)的輸入，并且其包括在專用軟件(由用戶可選地修改)和定制算法的控制下操作的微處理器1160。
[0244]收發機1170連接至微處理器1160，并且適于經由“GPS”系統與移動通信裝置1180通信、以及適于例如經由互聯網(云)或傳統的電信網絡與傳統的固定計算機終端1190通?目。
[0245]簡要地參照圖13，其中示出了提供給維修工程師的典型的菜單的流程圖以檢驗狀態或者更新空氣調節單元或熱水器/冷卻器(未示出)情況，溫度信號從傳感器1110至1118自動地提供至空氣調節單元或熱水器/冷卻器(未示出)中。響應于請求或者為了執行檢查，用戶需要輸入某些位置具體數據、口令和驗證數據(如用戶ID碼)以能夠獲得經由數據鏈路對于個別可控系統的訪問。這些系統處于如建筑1150的室或地板的溫度的局部尺度至如用于整個建筑或復雜的建筑(例如，購物中心或辦公大樓)的整個水處理廠或HVAC系統啟動的較大尺度的范圍。
[0246]—旦獲得了對于系統控制器的訪問，并且服從安全覆蓋和其他故障安全系統，用戶輸入期望的更新或新的溫度條件，并且這些被轉換成用于局部值或用于壓縮機的命令。命令的確認或新的設定從控制系統處的收發機1170傳送過來，并且確認指令的接收和特定條件/參數的更新。
[0247]壓縮機操作循環
[0248]圖14示出用于根據本發明的實施方式的壓縮機系統的示例性操作循環。在本示例中，系統包括用于在啟動和停止時向壓縮機的混合支承件供給制冷劑蒸氣的蒸發器布置以在葉輪驅動軸的轉速不是快到足以使流體動力支承件自支撐時使支承件浮動。如下面更加詳細地討論，在本示例中蒸發器布置具有用于產生飽和蒸氣的蒸發器腔室和用于在飽和蒸氣被供給至支承件前對飽和蒸氣進行過加熱的過熱腔室。
[0249]循環將參照附圖中的循環中標記有數字的操作點進行描述:
[0250]1.“開始”命令響應于控制系統指令“蒸發器通電”。在該點處蒸發器腔室正在產生飽和蒸氣。
[0251]2.過熱器通電-來自蒸發器腔室的飽和蒸氣在過熱腔室中被過加熱。
[0252]3.過熱蒸氣注入到軸頸/推力支承件以使這些支承件浮動。
[0253]4.一旦支承件被浮動，驅動電機開始并將離心式蒸氣壓縮機輪加速成“預設速度”，在該預設速度處支承件自我保持(用于混合支承件的自動閥芯)。來自一個或多個葉輪上的一個或多個分接點的壓力還在該操作點處可用來向軸頸/推力支承件提供附加支承。
[0254]5.蒸發器/過熱蒸氣供給停止。
[0255]5-8通過液體制冷劑再填充蒸發器以準備下一次操作。
[0256]6.驅動電機加速成“操作速度窗”。
[0257]7-8在該范圍內調節速度以控制通過壓縮機的葉輪發展的制冷劑質量流以通過將制冷能力匹配至瞬熱負荷而獲得制冷系統的設定點目標。VIGV角度還在一個或多個離心輪入口處與葉輪速度關聯地被調節，以獲得精細制冷劑質量流控制但處于峰值操作效率處，而避免了 “浪涌”或“扼流圈”情況。
[0258]8.“停止命令”響應于控制系統指令。
[0259]9.蒸發器通電
[0260]10.過熱器通電
[0261]11.過熱蒸氣注入至軸頸/推力支承件以隨著葉輪速度降低至支承件自我保持的速度以下時支承支承件。
[0262]12.驅動電機減速至“預設速度”(自支撐)(來自葉輪的壓力不再能夠供給支承件)
[0263]13.驅動電機被停止。
[0264]14.對于軸頸/推力支承件的過熱蒸氣供給被停止。
[0265]蒸發器配置
[0266]圖15至圖17示出了用于蒸發器布置的示例性的可能配置，該蒸發器布置如上面所討論的示例性操作循環中那樣可以用于提供制冷劑蒸氣的供給以使徑向和/或推力支承件例如在啟動和停止期間、尤其是在葉輪驅動軸的轉速不足以使支承件被自支撐時以低速浮動。
[0267]在圖15所示的布置中，氣化腔室(“容器‘A’”)中的液體制冷劑可以在腔室中通過加熱器(‘HTR’ )迅速加熱以產生處于提高的壓力下的飽和蒸氣(‘SV’)。該蒸氣然后在自身壓力下通過蒸氣供給通道(“SAT-VS/SHT-VS”)被供給到壓縮機的徑向和推力支承件。
[0268]氣化腔室內的蒸氣出口的開口被提升到腔室的底座上面以確保沒有液體制冷劑可以流入到蒸氣供給通道中。腔室中的液體制冷劑的液位使用液位傳感器(‘LLS’)監測，響應于液位傳感器輸出，使用電動閥(‘E0V’ )來控制液體制冷劑至腔室的供給。
[0269]另一電動閥(‘E0V’)被用于打開和關閉從腔室至支承件的蒸氣流，并且還被用于打開和關閉從壓縮機的一個或多個葉輪至支承件的蒸氣流。
[0270]在本示例中，加熱器(‘HTR’)與每個支承件相關聯以將支承件的溫度提升到制冷劑的飽和溫度以上以防止在支承件中形成潛在的破壞性冷凝液。加熱器以這種方式通過晶閘管控制驅動。溫度傳感器(‘TS’)被用于感測支承件溫度，來自這些傳感器的信號由主控制系統使用以控制支承件加熱器并且以在啟動時控制來自蒸發器的蒸氣供給的接通。
[0271]在圖15所示的蒸發器布置中，在啟動和停止期間，支承件被提供有來自蒸發器腔室的飽和蒸氣的供給。然而，隨著這進一步減小支承件中蒸氣冷凝的可能性，可以更加優選地將過熱的蒸氣供給至支承件。圖16示出了用于實現這一目的的蒸發器布置，其中來自氣化腔室(“容器‘Α’”)的飽和蒸氣被供給至過熱腔室(“容器‘B’”)，其中其在該第二容器中通過另一加熱器(‘HTR’)過加熱。過熱腔室中的溫度傳感器(‘ts’)被用于控制加熱器以確保蒸氣以過熱狀態向前通過支承件。
[0272]圖17示出了用于向支承件提供蒸氣的供給的可能的布置的另一例子。在本示例中，不同于具有液體制冷劑供給的蒸發器腔室，而是替代為其在壓縮機的操作期間供給有來自制冷劑電路(例如，壓縮機出口)的高壓區域的制冷劑蒸氣。蒸氣然后被存儲在腔室中，直至需要使支承件浮動，例如在停止時，此時蒸氣被進一步過加熱并且通過腔室中的加熱器(‘HTR’ )提升壓力。
[0273]支承件蒸氣饋送
[0274]圖18示出了用于根據本發明的實施方式的壓縮機，一個例子為形成在供制冷劑蒸氣可以從壓縮機的一個或多個葉輪、或者從蒸發器布置供給至壓縮機的徑向和推力支承件的壓縮機殼體中的通道的配置。圖18a是通過壓縮機的一個端部的縱向截面。圖18b是沿著圖18a中的線A-A的剖視圖，并且圖18c是沿著圖18a中的線B-B的剖視圖。
[0275]首先查看饋送至徑向支承件時，蒸氣從供給裝置(即，葉輪或蒸發器)通過壓縮機殼體中的徑向孔傳送至圍繞徑向支承件的外支承件殼的環形通道。一系列徑向鉆孔延伸穿過外支承件殼以從該環形流道延伸至外支承件殼的內支承件表面，以使得蒸氣流在壓力下從環形通道通過這些鉆孔而到達內支承件殼與外支承件殼的表面之間的間隙中。蒸氣隨后被排放至支承件間隙的任一端部。圖18a和圖18c中的箭頭指出了通過支承件的蒸氣流。
[0276]相同的徑向供給孔將制冷劑蒸氣經由使徑向孔分叉的通道供給至推力支承件的兩側。更具體地，這些通道將蒸氣供給至鉆孔，鉆孔在葉輪驅動軸的端部處的推力支承件的任一側上的推力板周圍以一定間隔圓周地隔開。圖18a和圖18b中的箭頭指出通過支承件的蒸氣流。
[0277]雖然結合上面所描述的示例性實施方式描述了本發明，當給出本公開時對于本領域的技術人員而言許多等同的修改和變化將是顯而易見的。因此，上面闡明的本發明的示例性實施方式被認為是說明性的，而非限制性的。對于所描述的實施方式的多種變化可在不背離本發明的精神和范圍的情況下進行。
【權利要求】
1.一種用于在制冷循環中壓縮制冷劑蒸氣的離心式壓縮機，所述壓縮機包括: 葉輪驅動軸，由第一徑向支承件和第二徑向支承件支承以在壓縮機殼體內旋轉；以及 葉輪組件，包括安裝在所述葉輪驅動軸上以與所述葉輪驅動軸一同旋轉的至少一個離心式葉輪； 其中，所述第一徑向支承件和所述第二徑向支承件是流體動力流體支承件，在所述流體動力流體支承件中，支承流體是所述制冷劑蒸氣，所述壓縮機還包括用于將所述制冷劑蒸氣的一部分從所述葉輪組件供給至所述第一徑向支承件和所述第二徑向支承件的導管。
2.根據權利要求1所述的離心式壓縮機，包括: 制冷劑蒸氣饋送，取自所述葉輪組件的一個或多個所述葉輪的兩個或更多區域，所述兩個或更多區域包括相對低壓區域和相對高壓區域； 所述壓縮機還包括閥布置，所述閥布置用于將所述葉輪的所述較高壓區域或所述較低壓區域選擇性地連接至將制冷劑蒸氣供給至所述徑向支承件的所述導管。
3.根據權利要求1或2所述的離心式壓縮機，還包括: 加壓制冷劑蒸氣的外部供給裝置，獨立于所述壓縮機的操作并且適于連接至所述支承件以將加壓制冷劑蒸氣以低速供給至所述支承件以使所述支承件浮動。
4.根據權利要求3所述的離心式壓縮機，其中，所述加壓制冷劑蒸氣的外部供給裝置包括制冷劑加壓容器，所述制冷劑加壓容器適于當所述壓縮機以正常操作速度運行時捕獲并存儲來自所述壓縮機或者來自將所述壓縮機作為一部分的制冷系統的加壓制冷劑蒸氣。
5.根據權利要求3或權利要求4所述的離心式蒸氣壓縮機，包括:用于檢測所述支承件是否浮動的傳感器。
6.根據權利要求5所述的離心式蒸氣壓縮機，其中，所述傳感器是用于檢測所述葉輪驅動軸的倒轉的傳感器。
7.根據上述權利要求中的任一項所述的離心式壓縮機，其中，所述支承件通過彈性支撐件安裝至所述壓縮機殼體。
8.根據權利要求7所述的離心式壓縮機，其中，所述彈性支撐件是彈性隔膜或‘0’形環。
9.根據上述權利要求中的任一項所述的離心式壓縮機，還包括:推力支承件。
10.根據權利要求9所述的離心式壓縮機，其中，所述推力支承件是流體支承件，在所述流體支承件中，流體為所述制冷劑蒸氣本身。
11.根據權利要求10所述的離心式壓縮機，其中，所述推力支承件來自適于從所述壓縮機的所述葉輪組件接收加壓制冷劑蒸氣的供給的、包括流體靜力和流體動力以及流體靜力和流體動力的混合組合的組。
12.根據權利要求11所述的離心式壓縮機，其中，所述加壓制冷劑的供給取自所述葉輪布置中與用于所述徑向支承件的區域相同的區域。
13.根據權利要求11所述的離心式壓縮機，其中，所述加壓制冷劑的供給取自所述葉輪布置中與用于所述徑向支承件的區域不同的區域。
14.根據前述權利要求中的任一項所述的的離心式壓縮機，其中，所述壓縮機是多級壓縮機，所述多級壓縮機包括供所述制冷劑蒸氣連續流經的多個葉輪。
15.根據權利要求14所述的離心式壓縮機，其中，所述葉輪中的至少兩個葉輪沿軸向方向彼此相對地定向，其中或者所述至少兩個葉輪的葉片側彼此面對，或者所述至少兩個葉輪的后側彼此面對。
16.根據權利要求14或權利要求15所述的離心式壓縮機，其中，所述葉輪被布置在所述葉輪驅動軸的任一端部處。
17.根據前述權利要求中的任一項所述的離心式壓縮機，被配置成使用基本豎直定向的所述葉輪驅動軸操作。
18.根據權利要求17所述的離心式壓縮機，其中，所述一個或多個葉輪被布置在所述葉輪驅動軸上，使得由跨越所述一個或多個葉輪的壓差產生的凈力用來將所述葉輪和軸/電機組件向上提升。
19.根據前述權利要求中的任一項所述的壓縮機，其中，所述壓縮機由永磁電機驅動。
20.根據前述權利要求中的任一項所述的壓縮機，其中，所述壓縮機由感應電機驅動。
21.根據權利要求19或權利要求20所述的壓縮機，其中，所述電機被安裝在所述壓縮機殼體內。
22.根據權利要求21所述的壓縮機，其中，所述電機由來自所述壓縮機的制冷劑蒸氣流的一部分冷卻。
23.根據權利要求21所述的壓縮機，其中，所述電機定子被液體制冷劑饋送瞬間冷卻。
24.根據權利要求19至23中的任一項所述的壓縮機，其中，所述電機由安裝在所述壓縮機殼體上的變換器控制。
25.根據前述權利要求中的任一項所述的壓縮機，包括:可變入口導向葉片，位于所述葉輪的入口處或者位于多級壓縮機中的葉輪壓縮級中的一個或多個的入口處。
26.一種用于在制冷循環中壓縮制冷劑蒸氣的離心式壓縮機，所述壓縮機包括: 葉輪驅動軸，由第一徑向支承件和第二徑向支承件支承以在壓縮機殼體內旋轉，其中所述第一徑向支承件和所述第二徑向支承件是流體動力流體支承件，在所述流體動力流體支承件中，支承流體為所述制冷劑蒸氣； 葉輪組件，包括安裝在所述葉輪驅動軸上以與所述葉輪驅動軸一同旋轉的至少一個離心式葉輪；以及 加壓制冷劑蒸氣的外部供給裝置，獨立于所述壓縮機的操作并且適于連接至所述支承件以將加壓制冷劑蒸氣供給至所述支承件。
27.根據權利要求26所述的離心式壓縮機，其中，所述加壓蒸氣的外部供給裝置包括制冷劑加壓容器，所述制冷劑加壓容器適于當所述壓縮機以正常操作速度運行時捕獲并存儲來自所述壓縮機或者來自將所述壓縮機作為一部分的制冷系統的加壓制冷劑蒸氣。
28.—種壓縮機系統,包括: 根據前述權利要求中的任一項所述的壓縮機以及用于監測、控制和保護所述壓縮機的控制系統。
29.—種壓縮機系統,包括: 服務單個制冷電路的根據權利要求1至27中的任一項所述的多個壓縮機以及用于監測、控制和保護所述多個壓縮機的控制系統。
30.根據權利要求28或權利要求29所述的壓縮機系統，其中，所述控制系統維持事件歷史。
31.一種用于采暖通風與空氣調節(HVAC)系統的監測與控制系統，包括:用于感測系統變量的裝置、用于確定壓縮機的轉子速度的裝置、用于驅動所述壓縮機的電機、用于測量冷卻劑通過所述壓縮機的質量流的裝置、在被布置為修改與所述壓縮機相關聯的一個或多個參數的軟件的控制下操作以優化效率的微處理器。
32.根據權利要求31所述的監測與控制系統，包括:根據權利要求1至27中的任一項所述的一個或多個離心式壓縮機。
33.一種制冷電路，包括:根據權利要求1至27中的任一項所述的一個或多個壓縮機和或根據權利要求28至32中的任一項所述的系統。
34.一種冷凍水系統，包括:根據權利要求33所述的制冷電路。
35.一種方向擴展(DX)制冷系統，包括:服務一個或多個蒸發器的根據權利要求33所述的制冷電路。
36.一種工業處理冷卻系統，包括:根據權利要求33所述的制冷電路。
37.一種建筑空氣調節系統，包括:根據權利要求33所述的冷凍水系統或DX系統。
38.一種接通壓縮機的方法，包括以下步驟:通過引導一定量蒸氣穿過流體動力支承件以生成提升力來使用所述流體動力支承件將壓縮機軸從靜止(停止)位置移位至升起(活動)位置。
39.根據權利要求38所述的接通壓縮機的方法的方法，其中，當所述壓縮機到達自我保持速度時，使穿過所述支承件以生成提升力的受力的蒸氣流停止。
40.根據權利要求38或權利要求40所述的方法，其中，當所述壓縮機軸為靜止時所述一定量的蒸氣被引入，所述方法包括:感測所述軸是否已被移位至所述升起位置以及在所述軸已被移位之后只將旋轉驅動力從電機施加到所述軸。
41.根據權利要求40所述的方法，其中，感測所述軸是否已被移位的步驟包括感測所述軸因所述一定量的蒸氣流經所述支承件而導致的旋轉。
42.根據權利要求38至41中的任一項所述的方法，使用根據權利要求1至27中的任一項所述的壓縮機。
【文檔編號】F04D29/057GK104145167SQ201280070008
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年12月20日 優先權日:2011年12月21日
【發明者】邁克爾·克里莫 申請人:維納斯系統公司