【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种压缩机设备及其操作方法。
技术介绍
1、传统压缩机设备的设计通常包含减轻吸入压缩机中的空气湿度的冷凝的措施。然而，冷却强度对压缩机设备在对应操作点的比输出的影响常常被忽视或忽略。
2、通常可安装膨胀元件，其中，油气混合物的压缩端温度被预设为特定值。设定点可被配置为减少喷油螺杆压缩机中的吸入空气湿度的冷凝；然而，在冷却强度和在相应的操作点处相关的可实现的比输出方面，可能低效。
3、现有技术文献wo 0246617 a1描述了一种用于控制包括至少一个油冷压缩机元件的压缩机系统的方法。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的基础目的是提供一种压缩机设备及其操作方法，其中，该压缩机设备可以以特别高的能效操作。
2、该任务通过独立权利要求的特征来解决。从属权利要求中公开了另外的优选实施方式。
3、根据独立权利要求1，提供了一种：
4、压缩机设备，包括能够生成压缩油气混合物的螺杆压缩机；压缩机出口；油分离器，被压缩的油气混合物可转移到该油分离器，并且通过该油分离器，来自压缩油气混合物的压缩空气和油可彼此分离，并且压缩空气可在压缩机出口处排出；分油管道，其将油分离器连接到螺杆压缩机，其中，分油管道包括在油冷却器处的风扇装置；以及控制器，通过该控制器可调节风扇的速度，因此也可调节油冷却器处的油的冷却，其中，可通过控制器确定压缩机设备的当前操作点，其中，通过存储在控制器中的关系，特别是预定和/或预先确定的关系，可根据所确定的
5、此外，根据独立专利权利要求4，提供了：
6、一种用于操作压缩机设备的方法，该压缩机设备包括：螺杆压缩机，其能够生成压缩油气混合物；压缩机出口；油分离器，压缩油气混合物可转移到该油分离器，并且通过该油分离器，来自压缩油气混合物的压缩空气和油可彼此分离，并且压缩空气可在压缩机出口处排出；分油管道，其将油分离器连接到螺杆压缩机，其中，分油管道包括在油冷却器处的风扇装置；以及控制器，通过该控制器可调节风扇的速度，因此还可调节油冷却器处的油的冷却，其中，可通过控制器确定压缩机设备的当前操作点，其中，通过存储在控制器中的关系，特别是预定和/或预先确定的关系，可根据所确定的当前操作点确定油冷却参数的可调节值，其中，该关系反映了压缩机设备的多个操作点与油冷却参数的多个可调节值之间的关系，并且其中，可通过控制器调节所确定的油冷却参数的值，特别是对于具有限定和/或低或最小比输出的压缩机设备的操作。
7、因此可影响空气冷却的流体喷射压缩机设备(“封装”)的冷却强度，其具有至少一个变速风扇以用于输送可变量的冷却空气通过冷却器，目的是在相应操作点在预定极限内以最佳(最小)比输出操作机器。这种操作模式用于降低压缩机设备的能耗。压缩机设备可以是单级或多级压缩机设备，其具有以固定或可变速度驱动的至少一个螺杆压缩机。
8、压缩机设备的比输出被计算为压缩机设备的总电力消耗(被除数)和压缩机设备的输送量(除数)的商。应该注意，在操作期间，包括控制器、风扇装置的驱动器和螺杆压缩机的驱动器的若干组件消耗电力。输送体积可被定义为优选在油分离器下游生成的压缩空气的体积流量。体积流量可通过使用适当的测量设备来量化。
9、目的是通过以优化压缩机设备在对应操作点的比输出，也就是说，使其尽可能接近最优水平(即，最小值)的方式影响风扇速度来修改和调节压缩机设备的冷却过程的强度。由于外部限制，冷却过程的强度可存在上限和下限。这些可包括组件或操作材料的最高允许温度或避免压缩机设备中的吸入湿度冷凝的最低允许温度。冷却强度可在这些允许是极限内变化，即使这些极限之外甚至更高或甚至更低的冷却强度可实现比输出的进一步改进。
10、根据具体实施方式示例，该压缩机设备可具有空气冷却的单级喷油螺杆压缩机，该螺杆压缩机的驱动速度可变，并且具有变速风扇以用于输送可变量的冷却空气通过油路中的风扇装置。
11、在此实施方式中，操作点可由以下进行表征：压缩机设备的出口处的压力或压缩机设备的内部压力(油分离器湿侧)、螺杆压缩机的速度、螺杆压缩机入口处的可用冷却空气的温度和密度、由压缩机的安装条件导致的其入口或出口处的冷却空气的流阻、油的当前性质(例如，粘度等级和粘度指数)、油分离器筒的污染条件和冷却器的污染条件。该操作点可由外部边界条件、压缩机中的组件或操作材料的当前老化条件、压缩机控制系统中实现的压力或体积流量控制方法(输送速率控制方法)和/或通过从上级控制系统到压缩机控制系统的控制命令产生。操作点可被认为时间上是可变的以及在任何时间点上是预定的。
12、风扇速度的增加导致风扇驱动器的功耗更高以及冷却空气体积增加，因此压缩机(在特定实施方式中：风扇装置中的油)的冷却强度更高。冷却强度更高也导致油注入螺杆压缩机中的温度和油气混合物离开螺杆压缩机的温度(压缩端温度，vet)降低。更低的油温导致油的操作粘度更高并且在通过螺杆压缩机运输油时粘度损失更高，这增加了其所需轴功率。更高的操作粘度改进了螺杆压缩机中的油的密封效果，因此减小了压缩过程中的内部泄漏损失，这继而对螺杆压缩机的输送量和所需轴功率有影响。
13、风扇速度的增加或冷却的加强对螺杆压缩机的输送量和所需轴功率的影响的强度和正负取决于当前操作点和当前风扇速度。例如，尽管风扇速度的增加总是导致风扇驱动器的功耗增加，但根据当前操作点和当前风扇速度，风扇速度的增加会使螺杆压缩机的输送量或所需轴功率增加或减少。
14、如果风扇速度降低，则发生正负不同的相似效果。
15、风扇速度的变化在相应的操作点可具有以下效果：
16、·风扇驱动器的功耗变化
17、·螺杆压缩机的所需轴功率变化
18、·风扇驱动器的功耗变化
19、这些变量一起包括在压缩机设备的比输出(总电力消耗和输送体积的商)中。当所述效果叠加时存在压缩机装置的比输出在相应操作点最优(即，极小)的风扇速度。这可被称为最佳风扇速度，其包括最佳冷却强度，特别是最佳vet或最佳喷油温度。
20、目标是在压缩机设备操作期间实质上调节最佳风扇速度或最佳冷却强度，特别是关联的最佳vet，并且跟踪操作点随时间的变化，只要冷却强度保持在允许极限内，或者在符合冷却强度的允许极限的同时尽可能接近该最佳值，只要这是可能的。
21、这些允许极限可为固定的或可变的。冷却强度的固定极限的示例可以是对抗油老化的vet上限。
22、在优选实施方式中，压缩机设备在风扇装置和螺杆压缩机之间具有油温传感器。对于由螺杆压缩机吸入的空气和/或环境空气，压缩机设备可具有至少一个空气温度传感器。对于特别是螺杆压缩机的出口处油气混合物的温度，压缩机设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种压缩机设备，包括：
2.根据权利要求1所述的压缩机设备，包括在风扇装置(17)和螺杆压缩机(3)之间的油温传感器(36)和/或用于由螺杆压缩机(3)吸入的空气和/或环境空气的至少一个空气温度传感器(25)和/或特别是在螺杆压缩机(3)的出口(18)处的用于油气混合物的温度的温度传感器(29)和/或特别是在油分离器(11)中或油分离器(11)处的用于油气混合物的压力的压力传感器(31)和/或用于特别是在油分离器(11)下游和/或在压缩机出口(13)处生成的压缩空气的压力的压力传感器(35)，并且其中，控制器(21)连接到这些传感器中的至少一个并且设置用于其读取。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机设备，其特征在于，能够通过控制器(21)调节螺杆压缩机(3)的若干限定和/或可变速度，和/或能够通过控制器(21)调节由压缩机设备(1)生成的压缩空气的若干所限定的压力。
4.一种用于操作压缩机设备(1)的方法，特别是操作根据权利要求1至3中的任一项所述的压缩机设备的方法，
5.根据权利要求4所述的方法，其中，为了确定当前操作点，确定
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，为了确定当前操作点，作为操作参数，确定螺杆压缩机(3)的速度(n)以及特别是在油分离器(11)上游或油分离器(11)中生成的油气混合物的压力(p)。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其中，为了确定当前操作点，作为操作参数，确定螺杆压缩机(3)的速度(n)以及特别是在油分离器下游和/或压缩机出口处生成的压缩空气的压力。
8.根据权利要求4至7中的任一项所述的方法，其中，油冷却参数由与风扇装置(17)关联的风扇装置(19)的速度形成，其中，控制器控制风扇装置(19)以设定从所述关系推导的速度。
9.根据权利要求4至7中的任一项所述的方法，其中，由特别是在螺杆压缩机(3)的出口(37)处生成的油气混合物的温度形成油冷却参数，其中，通过控制器(21)和风扇装置(19)调节和/或调整从所述关系(41)推导的温度。
10.根据权利要求4至7中的任一项所述的方法，其中，由油冷却器(17)下游，特别是螺杆压缩机(3)的进油口(18)处的油温形成油冷却参数，其中，通过控制器(21)和风扇装置(19)调节和/或调整从所述关系推导的油温。
11.根据权利要求4至10中的任一项所述的方法，其中，所述关系(41)被设计成特别是从性能图和/或数学公式推导的公式或性能图。
12.根据权利要求4至11中的任一项所述的方法，其中，通过控制器(21)确定由压缩机设备吸入的空气和/或环境空气的温度，其中，根据预定校正模型，特别是以考虑所确定的空气温度的公式的形式校正通过所述关系确定的油冷却参数，其中，优选规定通过控制器(21)调节通过校正模型校正的油冷却参数。
13.根据权利要求4至12中的任一项所述的方法，其中，通过控制器(21)，在当前操作点，对油冷却参数的第二值，特别是最佳值进行搜索，特别是迭代搜索，在所述第二值下，压缩机设备(1)相比于从所述关系推导的、特别是以校正模型校正的油冷却参数的第一值，以更低的比输出操作。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，如果在搜索期间找到第二值，则在当前操作点通过控制器(21)调节该第二值。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，对于对第二值的搜索，特别是迭代搜索，通过控制器(21)调节油冷却参数的多个不同值，其中，在各个调节的值下，通过控制器(21)确定压缩机设备(1)的比输出。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种压缩机设备，包括：
2.根据权利要求1所述的压缩机设备，包括在风扇装置(17)和螺杆压缩机(3)之间的油温传感器(36)和/或用于由螺杆压缩机(3)吸入的空气和/或环境空气的至少一个空气温度传感器(25)和/或特别是在螺杆压缩机(3)的出口(18)处的用于油气混合物的温度的温度传感器(29)和/或特别是在油分离器(11)中或油分离器(11)处的用于油气混合物的压力的压力传感器(31)和/或用于特别是在油分离器(11)下游和/或在压缩机出口(13)处生成的压缩空气的压力的压力传感器(35)，并且其中，控制器(21)连接到这些传感器中的至少一个并且设置用于其读取。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机设备，其特征在于，能够通过控制器(21)调节螺杆压缩机(3)的若干限定和/或可变速度，和/或能够通过控制器(21)调节由压缩机设备(1)生成的压缩空气的若干所限定的压力。
4.一种用于操作压缩机设备(1)的方法，特别是操作根据权利要求1至3中的任一项所述的压缩机设备的方法，
5.根据权利要求4所述的方法，其中，为了确定当前操作点，确定压缩机设备(1)的多个、特别是两个操作参数(p,n)，其中，所述关系(41)反映了操作参数(p,n)和油冷却参数之间的关系。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，为了确定当前操作点，作为操作参数，确定螺杆压缩机(3)的速度(n)以及特别是在油分离器(11)上游或油分离器(11)中生成的油气混合物的压力(p)。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其中，为了确定当前操作点，作为操作参数，确定螺杆压缩机(3)的速度(n)以及特别是在油分离器下游和/或压缩机出口处生成的压缩空气的压力。
8.根据权利要求4至7中的任一项所述的方法，其中，油冷却参数由与风扇装置(17)关联的风...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·格切，安妮卡·马克斯，
申请(专利权)人：凯瑟压缩机欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：
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