CN101815869B - 具有电子装置冷却系统的压缩机组件 - Google Patents

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Abstract

一种制冷系统，该制冷系统具有压缩机、冷凝器、蒸发器、储液器以及用于控制压缩机的电子装置。储液器收集从蒸发器流通到压缩机的气态和液态制冷剂。电子装置安装于储液器以将热量从电子装置传递到置于储液器内的制冷剂，从而冷却电子装置。

Description

具有电子装置冷却系统的压缩机组件
技术领域
本公开涉及一种制冷系统，其具有能够利用来自制冷系统的制冷剂进行冷却的多个电子部件。
背景技术
本节中的表述仅提供涉及本公开的背景信息，可能并不构成现有技术。
压缩机可以使用电子装置来控制压缩机马达、调制压缩容量、监控压缩机的各种电动系统等。然而，在操作中电子装置会产生热量。如果产生的热量过多，则电子装置可能过热并发生故障。
发明内容
提供了一种系统，包括：压缩机；储液器，其与所述压缩机相连通并且其中放置有制冷剂；以及压缩机电子装置，其安装于所述储液器并且由置于所述储液器中的制冷剂来冷却。
所述电子装置可安装于所述储液器的底表面。
所述电子装置可安装成沿周向围绕所述储液器。
所述电子装置可由沿周向围绕所述储液器的环形壳体所容纳。
所述储液器可以是限定出圆筒的环形形状的壳体，并且所述电子装置可安装于所述圆筒中。
所述电子装置可安装在所述储液器内。
所述储液器可包括基底和具有附接于所述基底的平表面的圆筒形壳体，并且所述电子装置安装于所述平表面。
所述压缩机电子装置可包括逆变器。
一种系统也可以包括：压缩机；与所述压缩机相连通的低压区热交换器和高压区热交换器；设置在所述低压区热交换器与所述压缩机之间的储液器，其接收来自所述低压区热交换器的低温制冷剂；以及压缩机电子装置，其安装于所述储液器并由置于所述储液器中的所述低温制冷剂来冷却。
所述电子装置可安装于所述储液器的底表面。
所述电子装置可安装成沿周向围绕所述储液器。
所述电子装置可由沿周向围绕所述储液器的环形壳体所容纳。
所述储液器可以是限定出圆筒的环形形状的壳体，并且所述电子装置可安装于所述圆筒中。
所述电子装置可安装在所述储液器内。
所述储液器可包括基底和具有附接于所述基底的平表面的圆筒形壳体，并且所述电子装置安装于所述平表面。
由所述电子装置所产生的热量可被传递到所述储液器中的低温制冷剂。
所述压缩机电子装置可包括逆变器。
一种制冷系统，包括：用于压缩制冷剂的压缩机；与所述压缩机相连通的第一热交换器，其用于使所述制冷剂冷凝；以及与所述压缩机相连通的第二热交换器，其用于使所述制冷剂膨胀。在所述第二热交换器和所述压缩机之间可设置储液器。压缩机电子装置可安装于所述储液器并由经过所述第二热交换器膨胀后的制冷剂来冷却。
所述电子装置可安装于所述储液器的底表面。
所述电子装置可安装成沿周向围绕所述储液器。
所述电子装置可由沿周向围绕所述储液器的环形壳体所容纳。
所述储液器可以是限定出圆筒的环形形状的壳体，并且所述电子装置可安装于所述圆筒中。
所述电子装置可安装在所述储液器内。
所述储液器可包括基底和具有附接于所述基底的平表面的圆筒形壳体，并且所述电子装置安装于所述平表面。
所述压缩机电子装置可包括逆变器。
从此处提供的描述中，其它适用领域将变得显而易见。应当理解，这些描述和具体示例仅出于阐释的目的，而并非意在限制本公开的范围。
附图说明
此处所描述的附图仅出于图示的目的，而并非意在以任何方式限制本公开的范围。
图1是示例性制冷系统的示意图；
图2是安装有电子装置的储液器的剖视图；
图3是安装有电子装置的储液器的剖视图；
图4是安装有电子装置的储液器的剖视图；
图5是安装有电子装置的储液器的剖视图；以及
图6是安装有电子装置的储液器的剖视图。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，而并非意图限制本公开、应用或用途。应当理解，附图中自始至终相应的附图标记指代相同或相应的部件和特征。
图1是示例性制冷系统10的示意图。制冷系统10可大致包括压缩机12、冷凝器14、蒸发器16、以及系统储液器18。冷凝器14与蒸发器16之间可设置有节流孔或膨胀阀20。
制冷系统10利用蒸发器的冷却效果来降低一个热交换器(即蒸发器16)附近的环境温度，并利用高压高温气体的加热效果来提高另一个热交换器(即冷凝器14)附近的环境温度。这通常通过将加压制冷剂(通常处于液相)释放到低压区中从而使制冷剂膨胀成液体和蒸汽的低温混合物而实现。通常，该低压区包括蒸发器盘管22，其可形成于蒸发器16中。在进入蒸发器盘管22中后，制冷剂混合物可暴露于待冷却区域的高温环境空气下。制冷剂从液体到气体的蒸发从环境空气吸热并由此冷却环境空气。
制冷剂到低压蒸发器盘管22中的释放通常由膨胀阀20定量。如今有多种不同类型的节流孔和膨胀阀在用，范围从简单的不可调式毛细管到电动可调阀，如脉冲宽度调制阀和步进电机阀。
由蒸发器16释放的制冷剂可由压缩机12压缩回高压状态并可由冷凝器14冷凝成液相使其能够被再度使用。在一些系统中，压缩机12可以是变速或变容量的，使得压缩机12还控制制冷剂流过节流孔或膨胀阀20的速率。压缩机12可以是涡旋式压缩机、叶片式压缩机、活塞式压缩机、或本领域技术人员已知的任何其它类型的压缩机。
储液器18可位于蒸发器16和压缩机12之间，靠近压缩机12的吸入口(未示出)。储液器18可在液态制冷剂被允许到达压缩机12之前保存系统10中过量的液态制冷剂。如果过量的液态制冷剂到达压缩机12，其有可能损坏压缩机12内的轴承和其它表面并引起压缩机12故障。
如上所述，压缩机12可以是变速或变容量压缩机。此外，压缩机12可包括多种诊断和保护系统。为了改变压缩机12的速度和/或容量以及为了运行诊断和保护系统，可使用用于压缩机12的控制、诊断和保护的多种电子部件24。电子部件24可包括多种装置，如逆变器、控制器、保护系统以及诊断系统。
电子逆变器也可称作变频器(VFD)，其从电源接收电力并将电力输运至压缩机12。通过调制输运至压缩机12的电力频率，逆变器可由此调制和控制压缩机12的速度，进而调整和控制其容量。为了调制电力的频率，逆变器可包括用于调制电力频率的固态电子装置。通常，逆变器更具体地包括将输入电力从交流电转换成直流电的转换器，然后逆变器再将电力从直流电转换回期望频率的交流电。
诸如受让人的美国专利No.6,302,654--其全文在此通过参引而并入--中的控制器可控制压缩机容量或监控压缩机的工作状态。该控制器可大致包括控制块、存储器模数转换器、通信接口、以及多个端子，这些端子连接于监控压缩机参数的各种传感器。该控制块包括处理电路，可控制压缩机的容量。该模数转换器可用于在各种传感器所发送的模拟信号被输入到控制器之前，将所述模拟信号转换成数字信号。通信接口可经由例如互联网或内联网连接提供与来自外部源或服务器的控制块的通信。
压缩机保护或诊断系统可包括如上所述的控制器以及电力中断系统。诊断系统的处理电路由多个传感器进行监控，并通过接收和分析马达、压缩机和系统的参数而诊断在正常状态下的工作状态和非正常故障状态下的故障。处理电路通过分析所感测到的数据之间的趋势和关系而诊断马达、压缩机、或系统的状态。此外，诊断数据可用于基于由传感器检测到的系统状态或由处理电路所判定的故障而控制压缩机调制。
传感器通常提供与压缩机机械故障、电机故障、以及电动部件故障相关的诊断，如缺相、逆相、马达绕组电流不平衡、断路、低电压、堵转电流、电机绕组温度过高、焊合或断开接触器、以及短周期循环。传感器还可监控压缩机电流和电压，以判断机械故障、电机故障和电动部件故障并在它们之间进行区分。另外，传感器可监控诸如排出温度、吸入和排出压力、油位、振动、容量控制、油的喷射、以及流体的喷射。受让人所共有的2005年2月16日提交的美国专利申请序列号No.11/059,646以及美国专利No.6,615,594中描述了示例性的压缩机保护和控制诊断系统，其全部内容在此通过参引而并入本文。
当以上压缩机电子装置24操作时，将产生热量。然而，如果产生的热量过多，则压缩机电子装置24可能会过热。如果压缩机电子装置24过热，它们会失效，制冷系统10可能停工，或者可能被迫降低容量以使压缩机电子装置24能够冷却。因此，需要提供一种冷却电子装置的装置。
储液器18可设置在蒸发器16与压缩机12之间。因此，储液器18可设置于制冷系统10的低压低温区域。在这点上，储液器18的温度可接近于置于其中的气态和液态制冷剂的温度。由于储液器18可具有相对于制冷系统10的其它元件而言较低的温度，所以通过将压缩机电子装置24安装于储液器18，可利用置于储液器18中的气态和液态制冷剂来冷却压缩机电子装置24。
图2示出了储液器可安装有压缩机电子装置24的构型。储液器18可以是大致圆筒形的壳体，其包括与蒸发器16相连通的进入管26和与压缩机12相连通的排出管28。储液器18的外表面30可以是平的，以允许将电子装置24安装于该外表面30。
通过将压缩机电子装置24安装于储液器18，热量32可穿过储液器18的壁34传递到置于储液器18中的过量的液态和气态制冷剂。热量32到制冷剂的传递使压缩机电子装置24冷却，从而有助于防止压缩机电子装置24过热。
储液器18可由能够将热量32从压缩机电子装置24传递到制冷剂液体或制冷剂气体的任何材料形成。在这点上，选择用于储液器18的材料可以是金属材料，诸如拉伸性能钢或旋压成形性能钢。不锈钢可用于高压应用，而且还可以使用铝或铜。无论选择何种材料，该材料都应当能够耐受液态和气态制冷剂的存储，并耐受系统压力。
图3示出了压缩机电子装置24可安装于储液器18的底表面36的构型。与压缩机电子装置24安装于储液器18的壁34且热量能够传递到置于储液器18中的液态以及气态制冷剂的以上构型形成对比，大致只有储液器18的底表面36与液态制冷剂(如果有的话)相接触，液态制冷剂的温度通常可能低于气态制冷剂的温度。因此，通过将压缩机电子装置24安装于底表面36，可以使压缩机电子装置24与储液器18的温度更低的表面相接触。由于底表面36相对于储液器18的其它区域而言可能温度较低，所以能够进一步增强对压缩机电子装置24的冷却。另外，储液器18中可以仅有最少量的液态制冷剂就能使压缩机电子装置24受到压缩机电子装置24与储液器18的底表面36之间的大量热传递的影响。
现在参见图4，压缩机电子装置24可具有安装成围绕储液器18的环形壳体38。沿周向围绕储液器18安装压缩机电子装置24增大了压缩机电子装置24与储液器18之间的表面面积。通过增大压缩机电子装置24与储液器18之间的表面面积，压缩机电子装置24与置于储液器18内的气态和液态制冷剂之间可进行更大量的热量32的传递，从而进一步冷却压缩机电子装置。
图5示出了储液器18可以是其中形成有孔口42的环形圆筒40。压缩机电子装置24可容置于孔口42内。与压缩机电子装置24沿周向围绕储液器18的构型类似，将压缩机电子装置24安装在孔口42中增大了压缩机电子装置24与储液器18之间的表面面积，通过增大压缩机电子装置24与储液器18之间的表面面积，压缩机电子装置24与置于储液器18内的气态和液态制冷剂之间可进行更大量的热量32的传递，从而进一步冷却压缩机电子装置。另外，当储液器18围绕压缩机电子装置24时，储液器18可用作压缩机电子装置24的电磁屏蔽。
现在参见图6，压缩机电子装置24可安装在储液器18内。由于压缩机电子装置24与制冷剂直接接触，所以将压缩机电子装置24安装在储液器18内使得对压缩机电子装置的冷却量最大。为了在压缩机12与压缩机电子装置24之间提供电连接，储液器可设有允许压缩机12与压缩机电子装置24之间电连通的密封端子(未示出)。此外，压缩机电子装置24应当设置于能够经得住暴露于液态和气态制冷剂的壳体44中。不管怎样，通过增大压缩机电子装置24与置于储液器18内的制冷剂之间的表面面积，压缩机电子装置24与置于储液器18内的气态和液态制冷剂之间可进行更大量的热量32的传递，从而进一步冷却压缩机电子装置。另外，当储液器18围绕压缩机电子装置24时，储液器18可用作压缩机电子装置24的电磁屏蔽。
以上详细描述在本质上仅是示例性的，因此，期望不背离本教示要点的变型均落入本教示的范围内。这些变型不应被视为背离了本教示的精神和范围。

Claims (19)

1.一种制冷系统，包括：
压缩机；
储液器，其与所述压缩机相连通并且其中放置有制冷剂；以及
压缩机电子装置，其安装在所述储液器内并且由置于所述储液器中的制冷剂来冷却。
2.如权利要求1所述的制冷系统，其中，所述储液器是限定出圆筒的环形形状的壳体，并且所述电子装置安装于所述圆筒中。
3.如权利要求1所述的制冷系统，其中，所述电子装置完全地安装在所述储液器内。
4.如权利要求1所述的制冷系统，其中，所述压缩机电子装置包括逆变器。
5.如权利要求3所述的制冷系统，其中，所述压缩机电子装置设置在能够经得住暴露于所述制冷剂地操作的壳体中。
6.如权利要求1所述的制冷系统，其中，所述储液器能够作为用于所述压缩机电子装置的电磁屏障来操作。
7.一种制冷系统，包括：
压缩机；
与所述压缩机相连通的低压区热交换器和高压区热交换器；
设置在所述低压区热交换器与所述压缩机之间的储液器，所述储液器接收来自所述低压区热交换器的低温制冷剂；以及
压缩机电子装置，其安装在所述储液器内并由置于所述储液器中的所述低温制冷剂来冷却。
8.如权利要求7所述的制冷系统，其中，所述储液器是限定出圆筒的环形形状的壳体，并且所述电子装置安装于所述圆筒中。
9.如权利要求7所述的制冷系统，其中，所述电子装置完全地安装在所述储液器内。
10.如权利要求7所述的制冷系统，其中，由所述电子装置所产生的热量被传递到所述储液器中的所述低温制冷剂。
11.如权利要求7所述的制冷系统，其中，所述压缩机电子装置包括逆变器。
12.如权利要求9所述的制冷系统，其中，所述压缩机电子装置设置在能够经得住暴露于所述制冷剂地操作的壳体中。
13.如权利要求7所述的制冷系统，其中，所述储液器能够作为用于所述压缩机电子装置的电磁屏障来操作。
14.一种制冷系统，包括：
用于压缩制冷剂的压缩机；
与所述压缩机相连通的第一热交换器，所述第一热交换器用于使所述制冷剂冷凝；
与所述压缩机相连通的第二热交换器，所述第二热交换器用于使所述制冷剂膨胀；
储液器，其设置在所述第二热交换器与所述压缩机之间；以及
压缩机电子装置，其安装在所述储液器内并由经过所述第二热交换器膨胀后的所述制冷剂来冷却。
15.如权利要求14所述的制冷系统，其中，所述储液器是限定出圆筒的环形形状的壳体，并且所述电子装置安装于所述圆筒中。
16.如权利要求14所述的制冷系统，其中，所述电子装置完全地安装在所述储液器内。
17.如权利要求14所述的制冷系统，其中，所述压缩机电子装置包括逆变器。
18.如权利要求16所述的制冷系统，其中，所述压缩机电子装置设置在能够经得住暴露于所述制冷剂地操作的壳体中。
19.如权利要求14所述的制冷系统，其中，所述储液器能够作为用于所述压缩机电子装置的电磁屏障来操作。
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