用于冷却器系统的节热器技术方案

节热器(26)包括分离轮(62)、马达(64)以及液体储存部(66)。分离轮(62)布置和构造为将制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂。分离轮(62)附接到能绕旋转轴线旋转的轴(63)。马达(64)布置和构造成使轴(63)旋转，从而使分离轮(62)旋转。液体储存部(66)布置和构造成储存液体制冷剂。节热器(26)适于在包括压缩机(22)、蒸发器(28)以及冷凝器(24)的冷却器系统(10)中使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冷却器系统的节热器
本专利技术总体上涉及用于冷却器系统的节热器。背景信息冷却器系统是从介质中去除热量的制冷机器或装置。通常使用诸如水之类的液体作为介质，并且冷却器系统在蒸气压缩制冷循环中运转。该液体接着能通过热交换器进行循环，以根据需要对空气或装备进行冷却。作为必要的副产品，制冷会产生废热，必须将其排放到环境中，或者为了获得更高的效率，将其回收以用于加热的目的。常规的冷却器系统通常使用离心压缩机，该离心压缩机通常被称为涡轮压缩机。因此，这种冷却器系统可以被称为涡轮冷却器。替代地，能使用其它类型的压缩机，例如螺杆压缩机。在常规的(涡轮)冷却器中，制冷剂在离心压缩机中被压缩并被送到热交换器，在上述热交换器中，在制冷剂与热交换介质(液体)之间发生热交换。这种热交换器被称为冷凝器，因为制冷剂在该热交换器中冷凝。作为结果，热量被传递到介质(液体)以加热介质。离开冷凝器的制冷剂通过膨胀阀膨胀，并被送到另一个热交换器，在该热交换器中，在制冷剂与热交换介质(液体)之间发生热交换。该热交换器被称为蒸发器，因为制冷剂在该热交换器中加热(蒸发)。作为结果，热量从介质(液体)传递到制冷剂，从而使液体冷却。来自蒸发器的制冷剂接着返回到离心压缩机，并重复该循环。所用的液体通常是水。常规的离心压缩机基本上包括壳体、入口导叶、叶轮、扩散器、马达、各种传感器以及控制器。制冷剂依次流过入口导叶、叶轮以及扩散器。因而，入口导叶联接到离心压缩机的进气端口，而扩散器联接到叶轮的出气端口。入口导叶对进入叶轮的制冷剂气体的流量进行控制。叶轮增大制冷剂气体的速度。扩散器用于将由叶轮给出的制冷剂气体的速度(动态压力)转换成(静态)压力。马达使叶轮旋转。控制器控制马达、入口导叶以及膨胀阀。以这种方式，制冷剂在常规的离心压缩机中被压缩。为了提高冷却器系统的效率，已使用了节热器。参见例如美国专利申请公开第2010/0251750号和美国专利第4,903,497号。节热器将制冷剂气体与两相(气液)制冷剂分离，并且制冷剂气体被引入压缩机的中压部分。作为常规类型的节热器，在本领域中公知有一种闪蒸罐节热器(flashtankeconomizer)。例如，参见美国专利申请公布第2010/0326130号。
技术实现思路
在常规的闪蒸罐节热器中，设置有罐，以通过重力进行气液分离，并且在罐内设置有浮阀。在常规的闪蒸罐节热器中，通过浮阀的阀盘来减小罐出口的制冷剂流量，以通过浮阀来减小制冷剂的压力。尽管这种技术工作得相当好，但这种系统需要一个大罐以确保释放的气体干燥，并避免以液滴形式的形式而被制冷剂气体夹带，这样会导致成本增加。此外，浮阀经常不稳定，这使得节热器系统不可靠。此外，在常规的闪蒸罐节热器中，难以控制压缩机的中压，因此，无法容易地实现高性能系数(COP)。另外，常规技术需要大直径的节热器。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种节热器，能在不增加成本的情况下通过使用用于气液分离的分离轮而变得稳定。本专利技术的另一个目的在于提供一种节热器，能通过主动控制压缩机的中压来实现高性能系数(COP)。本专利技术的又一个目的在于提供一种节热器，能实现节热器直径的减小。本专利技术的又一个目的在于提供一种使用本专利技术的节热器的冷却器系统。一个或多个上述目的基本上能够通过提供一种适于在包括压缩机、蒸发器以及冷凝器的冷却器系统的节热器获得，所述节热器包括：分离轮，所述分离轮布置和构造为将制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂，所述分离轮附接到能绕旋转轴线旋转的轴；马达，所述马达布置和构造成使所述轴旋转，从而使所述分离轮旋转；以及液体储存部，所述液体储存部布置和构造成储存液体制冷剂。从以下结合附图公开优选实施例的详细描述中，本专利技术的上述和其它目的、特征、方面以及优点对于本领域技术人员来说会变得清楚可见。附图简述现在，参考构成本原始公开的一部分的附图：图1表示包括本专利技术一实施方式的节热器的冷却器系统；图2是图1所示的冷却器系统的离心压缩机的立体图，为了说明的目的，离心压缩机局部剖开并以截面示出；图3是图2所示的离心压缩机的叶轮、马达以及磁轴承的示意纵剖视图；图4是螺杆压缩机的立体图；图5是图1所示的冷却器系统的节热器的纵剖视图，其中，马达配置在节热器内；图6是图5所示的节热器的侧视图，其中，马达配置在节热器内，为了说明的目的，节热器局部剖开并以截面示出；图7是图5所示的节热器的示意纵剖视图，其中，马达配置在节热器内；图8是节热器的示意纵剖视图，其中，马达配置在节热器外；图9A-图9C是表示性能系数(COP)和第一级压缩比与第二级压缩比的比率之间的关系的图表；图10是表示使用节热器来控制冷却器系统的方法的流程图；图11是表示节热器尺寸和第一级压缩比与第二级压缩比的比率之间的关系的图表；图12是图1的冷却器系统的控制器的示意图。具体实施方式现将参照附图，对所选的实施方式进行说明。本领域技术人员从本公开中将清楚可见的是，以下的实施方式的描述仅被提供来用于说明，而不是为了限制由所附权利要求书及其等同物限定的本专利技术。首先参照图1，示出了包括本专利技术一实施方式的节热器26的冷却器系统10。冷却器系统10优选是以常规的方式使用冷却水和冷却器水的水冷却器。本文所示的冷却器系统10是双级冷却器系统。然而，本领域技术人员从本公开将清楚可见的是，冷却器系统10可以是单级冷却器系统或包括三级以上的多级冷却器系统。冷却器系统10基本上包括串联连接在一起以形成环路制冷循环的冷却器控制器20、压缩机22、冷凝器24、节热器26、膨胀阀25、27以及蒸发器28。另外，各种传感器(未示出)配置于冷却器系统10的整个回路。冷却器系统10可以包括孔口来代替膨胀阀25、27。参照图1-图3，在所示的实施方式中，压缩机22是双级离心压缩机。本文所示的压缩机22是包括两个叶轮的双级离心压缩机。然而，压缩机22可以是包括三个以上叶轮的多级离心压缩机。替代地，压缩机22可以是螺杆压缩机。所示实施方式的双级离心压缩机22包括第一级叶轮34a和第二级叶轮34b。离心压缩机22还包括第一级入口导叶32a、第一扩散器/蜗壳36a、第二级入口导叶32b、第二扩散器/蜗壳36b、压缩机马达38、磁轴承组件40以及各种常规传感器(仅示出一些)。冷却器控制器20接收来自各种传感器的信号，并以常规方式对入口导叶32a、32b、压缩机马达38以及磁轴承组件40进行控制，下面进行更详细说明。制冷剂依次流过第一级入口导叶32a、第一级叶轮34a、第二级入口导叶32b以及第二级叶轮34b。入口导叶32a、32b以常规方式分别对制冷剂气体流入叶轮34a、34b的流量进行控制。叶轮34a、34b通常在不改变压力的情况下增加制冷剂气体的速度。马达速度确定制冷剂气体速度的增量。扩散器/蜗壳36a、36b增大制冷剂压力。扩散器/蜗壳36a、36b相对于压缩机壳体30不可移动地固定。压缩机马达38经由轴42而使叶轮34a、34b旋转。磁轴承组件40对轴42进行磁支承。替代地，轴承系统可包括滚子元件、流体动力轴承、静压轴承和/或磁轴承、或者这些部件的任意组合。通过这种方式，制冷剂在离心压缩机22中被压缩。在冷却器系统10运转时，压缩机22的第一级叶轮34a和第二级叶轮34b旋转，冷却器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适于在包括压缩机、蒸发器以及冷凝器的冷却器系统中使用的节热器，所述节热器包括：分离轮，所述分离轮布置和构造为将制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂，所述分离轮附接到能绕旋转轴线旋转的轴；马达，所述马达布置和构造成使所述轴旋转，从而使所述分离轮旋转；以及液体储存部，所述液体储存部布置和构造成储存所述液体制冷剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.26 US 15/054,5901.一种适于在包括压缩机、蒸发器以及冷凝器的冷却器系统中使用的节热器，所述节热器包括：分离轮，所述分离轮布置和构造为将制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂，所述分离轮附接到能绕旋转轴线旋转的轴；马达，所述马达布置和构造成使所述轴旋转，从而使所述分离轮旋转；以及液体储存部，所述液体储存部布置和构造成储存所述液体制冷剂。2.如权利要求1所述的节热器，其特征在于，还包括：变频驱动器，所述变频驱动器布置和构造成对马达进行控制，以调节所述分离轮的转速；以及控制器，所述控制器被编程为对所述变频驱动器进行控制，所述节热器连接到所述压缩机的中间级，以将所述制冷剂注入所述压缩机的所述中间级，所述控制器还被编程为基于所述压缩机的中压对所述变频驱动器进行控制。3.如权利要求1所述的节热器，其特征在于，所述马达配置在所述节热器内。4.如权利要求1所述的节热器，其特征在于，所述马达配置在所述节热器外。5.如权利要求4所述的节热器，其特征在于，所述马达通过磁耦接件结合到所述分离轮。6.如权利要求1所述的节热器，其特征在于，所述分离轮还构造成通过动力将所述制冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·诺普，三木直诚，P·约翰逊，
申请(专利权)人：大金应用美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US