CN101002025A - 动态受控的压缩机 - Google Patents
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Abstract
在包括至少两个压缩机的系统中，本发明在多个压缩机的吸入管路或排出管路中的任一个或两个中以这样的方式设置一适当尺寸的容器或箱，使得如果第一压缩机的条件变化，对其它压缩机没有直接影响，所述容器用作缓冲所述变化的装置。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机。更具体地，本发明涉及一种动态受控的压缩机系统和方法。
背景技术
如本领域众所周知的，离心式压缩机具有一称为压缩机特性线图的运行包络线，该包络线由一称为节流的条件和另一称为喘振的条件限定。
当前的离心式压缩机当在喘振和节流位置范围内运行时泵送气体。如果离心式压缩机在喘振条件下运行任意长的时间段，则其叶轮可能过热并损坏整个机器。压缩机制造商采用多种喘振检测设备尽力尝试保护压缩机以避免其在这些有损害性的条件下运行，所述喘振检测设备在当它们检测到喘振时使压缩机停止运行以防止(压缩机)受损。
为了节能，一些最近开发的离心式压缩机具有增加的速度控制功能以扩大其运行范围，在这些情况下，压缩机控制系统变成动态的。当达到这一点时，压缩机打开或者关闭，它们都变得更加智能化，并且控制的动态性能使得压缩机对条件变化做出反应。目前由本申请人在市场上销售的最新款离心式压缩机具有完全动态的控制，并持续优化其速度及其进口导流叶片的位置以使其效率最大化。直到现在，离心式压缩机主要为单个压缩机系统，并且在最近几年中，当两个压缩机应用到一个机器中时，它们并行运转，并且仅通过使用进口导流叶片(IGV)进行装载和卸载，并通过一个控制器控制这两个压缩机，因此它们以相同的速率和在相同的时刻进行装载和卸载。
目前，压缩机的压缩机特性线图已被编入其控制单元以调节其速度，在必要时还操作其进口导流叶片以使其性能最大化。这种动态控制系统使得压缩机在系统条件变化和系统负载改变时调节其运行参数。
在系统包括一个压缩机的情况下，离心式压缩机的这种动态控制通过压缩机自己的控制逻辑来处理，由此，该动态控制在不同的运行条件和容量要求下有效地改变其速度和进口导流叶片的设置，以使压缩机性能最优化。
在包括至少两个压缩机的系统中，如图1所示——其中示出在低压侧(吸入管路)和高压侧(排出管路)之间并联设置的第一压缩机Comp 1和第二压缩机Comp 2，第一压缩机的运行状况会直接受到第二压缩机的泵排量变化的影响。这可能在例如当压缩机、冷凝器或蒸发器尺寸不合适，并且到达或离开压缩机的管路不是以独立的方式连接时发生，或者在如下情况下发生：多个压缩机并联连接，并且压缩机之间的互连位置为公共接点或公共管路，并且连接点处的容量不适于补偿第一压缩机中的变化，由此对第二压缩机具有直接影响。
对于这些压缩机具有其自己的智能的情况，当前在本领域中需要一种可以在宽运行范围内对其性能进行动态控制的离心式压缩机系统和方法。
发明内容
更具体地，本发明提供了一种多压缩机系统，该系统包括并联设置在低压侧与高压侧之间的至少第一压缩机和第二压缩机；连接于所述至少第一压缩机和第二压缩机的吸入管路和排出管路中的一个的至少一个惰性容器(inertia vessel)；其中，所述至少一个惰性容器用作缓冲所述至少第一压缩机和第二压缩机的运行条件的变化的装置。
本发明还提供了一种用于控制压缩机系统的方法，所述压缩机系统包括至少两个并联设置在低压侧与高压侧之间的压缩机，所述方法包括将至少一个惰性容器连接到所述至少两个压缩机中的至少一个的吸入管路和排出管路中的至少一个的步骤。
通过阅读下面仅参照附图通过示例给出的对本发明的实施例做出的非限制性说明中可以更清楚地了解本发明的其它目的、优点和特征。
附图说明
在附图中：
图1标为现有技术，示出本领域中已知的管道并联设置的多个压缩机的管道构型；
图2示出根据本发明的一实施例的系统；
图3示出根据本发明的另一实施例的系统；
图4示出根据本发明的又一实施例的系统；
图5示出图4的实施例的可选方案；
图6示出根据本发明的又一实施例的系统；
图7示出图6的实施例的可选方案；以及
图8示出包括管道并联连接至一公共容器(即冷凝器)并从一公共容器(即蒸发器)出来的多个压缩机的系统，该系统很可能不需要惰性箱。
具体实施方式
在制冷系统例如空调装置中，压缩机的负荷随时间和温度以及压力变化。这些变化对压缩机的运行有影响，而压缩机调节其速度和进口导流叶片以做出响应。
这种动态控制系统可应用到使用其它类型的正排量压缩机如往复式压缩机、涡旋压缩机或螺杆式压缩机的传统系统中。因此，在空气压缩机的情况下，压缩机可随其应用过程如制造过程中负荷要求的变化而做出响应。
在包括至少两个压缩机的系统中，本发明以这样的方式在多个压缩机的吸入管路或排出管路中的一个或两个中设置一适当尺寸的容器或箱，使得如果第一压缩机的条件改变，对其它压缩机没有直接影响，所述容器用作缓冲该变化的装置。
图2示出一并联管道系统，该系统包括一联管箱装置以减少第一压缩机运行中的变化对第二压缩机的影响：将公共低压箱12连接到压缩机Comp 1和Comp 2的吸入管路，并将公共高压箱14连接到压缩机Comp 1和Comp 2的排出管路。
在图3所示的并联管道系统中，在每个压缩机Comp 1和Comp 2的排出管路14a、14b和吸入管路12a、12b中安装有膨胀箱，以减少第一压缩机运行中的变化对第二压缩机的影响。
图4示出包括全封闭或半封闭压缩机的系统，其中例如在全封闭或半封闭压缩机中设置有压缩机壳体，该壳体具有适当的尺寸以用作惰性箱，由此不需要外部惰性箱。
图5示出包括两个压缩机的系统，这两个压缩机共用同一个壳体，该壳体具有适当的尺寸以用作惰性箱，由此不需要外部惰性箱。这类系统可具有一个或多个出口和进口(见图5a和5b)。
图6示出一可选实施例，其中设置有低压惰性箱和高压惰性箱，这些惰性箱为模块化设计，并通过带凸缘的连接件或例如由Victualic Inc.提供的连接件连接，进口管和出口管连接在(惰性箱的)任一端。
在图7中，连接到惰性箱的进口管和出口管可连接到惰性箱的任意部分。当以模块方式组装时，可将进口连接件和出口连接件安装到叠层的中间以便平衡气体分布并减小单个惰性箱的尺寸。
应指出，制冷剂可从至少一个口中的任何一个口进入和排出系统。
在图8所示的系统中，两个压缩机、一冷凝器和一蒸发器的管道并联连接至一公共冷凝器容器32并从一公共蒸发器容器30出来，所述冷凝器和蒸发器具有适当的尺寸，该系统通常不需要(惰性箱)。
本领域技术人员应当理解，本发明可用于以下场合：多个动态受控的压缩机用于替代一台大的压缩机，并且吸入管路和排出管路必须通过一个进口位置和一个出口位置中的一个或两个连接到换热器。水冷却器就是一个这样的例子，其中存在一个到冷凝器的进口和一个从蒸发器出来的出口。如果只要求一个压缩机则不会有问题，但是当需要两个或多个压缩机以获得所要求的容量时，仅仅如本领域通常所作的那样对压缩机进行管道布置是不够的。管道连接位置要求具有适当的尺寸，以使得对系统中运行的其它压缩机没有直接的影响。
本发明可应用于包括两个以上压缩机的系统。例如，图2-8的系统可在系统初装时或日后根据需要通过添加额外的压缩机来扩充。这些系统中的每一个还能够与单个或多个吸入管道和排出管道进行管道连接。
尽管上文通过实施例对本发明进行了说明，但是，在不脱离文中所述的发明主题的特性和教导的情况下可对本发明做出修改。
Claims (12)
1.一种多压缩机系统，包括：
并联设置在低压侧和高压侧之间的至少第一压缩机和第二压缩机；
连接于所述至少第一压缩机和第二压缩机的吸入管路和排出管路中的一个的至少一个惰性容器；
其中，所述至少一个惰性容器用作缓冲所述至少第一压缩机和第二压缩机的运行状况的变化的装置。
2.根据权利要求1所述的多压缩机系统，其特征在于，所述至少一个惰性容器包括连接到所述至少第一压缩机和第二压缩机的吸入管路的低压箱和连接到所述至少第一压缩机和第二压缩机的排出管路的高压箱。
3.根据权利要求1所述的多压缩机系统，其特征在于，所述至少第一压缩机和第二压缩机中的每一个都连接到低压箱和高压箱。
4.根据权利要求1所述的多压缩机系统，其特征在于，所述至少第一压缩机和第二压缩机选自全封闭和半封闭压缩机，所述至少一个惰性容器包括所述第一压缩机的壳体和所述第二压缩机的壳体。
5.根据权利要求1所述的多压缩机系统，其特征在于，所述至少第一压缩机和第二压缩机容纳于一公共壳体内，所述至少一个惰性容器由所述公共壳体形成。
6.根据权利要求1所述的多压缩机系统，其特征在于，所述至少一个惰性容器包括一模块式低压箱和一模块式高压箱。
7.一种用于控制压缩机系统的方法，所述压缩机系统包括至少两个并联设置在低压侧与高压侧之间的压缩机，所述方法包括将至少一个惰性容器连接到所述至少两个压缩机中的至少一个的吸入管路和排出管路中的至少一个的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括对连接于所述至少两个压缩机的吸入管路的公共低压箱和连接于所述至少两个压缩机的排出管路的公共高压箱进行连接。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括将所述至少两个压缩机中的每一个连接到低压箱和高压箱。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少两个压缩机选自全封闭和半封闭压缩机，每个压缩机都具有一壳体，所述方法包括将每个壳体连接到低压侧和高压侧。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少两个压缩机容纳于一公共壳体内，所述方法包括将所述公共壳体连接到低压侧和高压侧。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括将一模块式低压箱连接到低压侧，并将一模块式高压箱连接到高压侧。
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