CN109642759B - 具有制冷剂润滑的压缩机的蒸气压缩系统 - Google Patents

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Abstract

一种蒸气压缩系统(20；400；420)包括：压缩机(22)，其具有吸入端口(40)和排出端口(42)；排热热交换器(58)，其联接到所述排出端口以接收压缩制冷剂；吸热热交换器(88)；从所述排热热交换器到所述压缩机的第一润滑剂流动路径(120、126)；从所述吸热热交换器到所述压缩机的第二润滑剂流动路径(121、126)；至少一个润滑剂泵(190)；以及控制器(900)，其被配置成基于感测的波动来控制沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径的润滑剂流动。

Description

具有制冷剂润滑的压缩机的蒸气压缩系统
相关申请的交叉引用
要求2016年8月26日申请的标题为“具有制冷剂润滑的压缩机的蒸气压缩系统(Vapor Compression System with Refrigerant-Lubricated Compressor)”的第62/379,991号美国专利申请的权益，所述美国专利申请的公开内容以全文引用方式并入本文中，如详尽地列出一般。
背景技术
本公开涉及压缩机润滑。更具体地，本公开涉及离心式压缩机润滑。
典型的离心式致冷器在流动制冷剂中的关键位置具有润滑剂水平的情况下操作。存在通常具有超过一千克油的油贮存器将会在贮存器中的油累积添加到分数的分子和分母时导致总油含量超过1.0重量％。冷凝器中的浓度将相对较低(例如，50ppm至500ppm)。在其他位置，浓度将更高。例如，油槽可以具有60+％的油。这个富油部分用来润滑轴承。因此，通常将有远远超过50％的油流到轴承。在系统中的一个或多个位置处，可以使用粗滤器、蒸馏器或其他构件来提取油并且将它返回到贮存器。期望从可能会干扰热传递或其他操作的位置除去油。
很长时间以来一直期望在不需要专用油系统的情况下操作致冷器压缩机以及其他旋转机械和泵。David C.Brondum,D.C.、James E.Materne,J.E.、Biancardi,F.R.以及Pandy,D.R.于1998年在普杜大学的1998国际压缩机会议上提出“用于商用HVAC系统的高速直驱离心式压缩机(High-Speed,Direct-Drive Centrifugal Compressors forCommercial HVAC Systems)”；Pandy,D.R.和Brondum,D.于1996年 7月在普杜大学的1996国际压缩机工程会议上提出“创新小型高速离心式压缩机技术(Innovative,Small,High-Speed Centrifugal Compressor Technologies)”；Sishtla,V.M.于1999年9月13日至15日在英国伦敦城市大学的国际压缩机及其系统会议上提出“无油离心式水冷致冷器的设计和测试(Design and Testing of an Oil-Free Centrifugal Water-Cooled Chiller)”、发表于1999年的机械工程师协会会议学报第505至521页。在这些测试中，将陶瓷球用作滚动元件。
Jandal等的2014年7月31日公布的WO2014/117012 A1公开一种制冷剂润滑的压缩机。利用这样的压缩机，重要的是将相对高质量 (高液体分数)的制冷剂递送到轴承。
2015年12月17日公布的Jandal等的美国专利申请公布 2015/0362233A1公开一种使润滑剂/冷却剂泵在源于冷凝器与蒸发器之间切换的系统。
2015年8月4日申请的标题为“用于制冷剂润滑的轴承的液体感测(LiquidSensing for Refrigerant-Lubricated Bearings)”的第 62/201,064号美国专利申请公开一种形成以下特定示例的基础的制冷剂润滑的系统，所述美国专利申请的公开内容以全文引用方式并入本文中，如详尽地列出一般。
发明内容
本公开的一方面涉及一种蒸气压缩系统，所述蒸气压缩系统包括：压缩机，其具有吸入端口和排出端口；排热热交换器，其联接到所述排出端口以接收压缩制冷剂；吸热热交换器；以及至少一个润滑剂泵。第一润滑剂流动路径从所述排热热交换器延伸到所述压缩机。第二润滑剂流动路径从所述吸热热交换器延伸到所述压缩机。控制器被配置成基于感测的波动来控制沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径的润滑剂流动。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述至少一个润滑剂泵由所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径共用，并且所述系统包括定位成测量所述泵的出口压力的压力传感器。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述感测的波动是所述泵的出口压力的感测的波动。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述至少一个润滑剂泵由所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径共用，并且所述系统包括定位成测量所述泵的振动的振动传感器。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述感测的波动是所述泵的感测的振动。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述压缩机包括电动马达，并且所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径延伸到所述马达的轴承。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，一个或多个阀由所述控制器控制以在所述第一润滑剂流动路径与所述第二润滑剂流动路径之间选择性地切换润滑剂流动。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述一个或多个阀包括：由所述控制器控制的沿着所述第一润滑剂路径的第一阀；以及由所述控制器控制的沿着所述第二润滑剂流动路径的第二阀。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，一种用于使用所述系统的方法包括：运行所述至少一个泵以驱动沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径中的一者而不沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径中的另一者的润滑剂流动；以及响应于所述控制器感测到所述波动的阈值，所述控制器切换到运行所述至少一个泵以驱动沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径中的所述另一者而不沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径中的所述一者的润滑剂流动。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述方法还包括：在已经开始运行所述至少一个泵之后，开始运行所述压缩机以驱动制冷剂按顺序流过所述排热热交换器、膨胀装置和所述吸热热交换器。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述切换包括在持续地运行所述泵时控制至少一个阀。
本公开的另一方面涉及一种蒸气压缩系统，所述蒸气压缩系统包括：压缩机，其具有吸入端口和排出端口；排热热交换器，其联接到所述排出端口以接收压缩制冷剂；吸热热交换器；从所述排热热交换器到所述压缩机的第一润滑剂流动路径；沿着所述第一润滑剂流动路径的第一泵；从所述吸热热交换器到所述压缩机的第二润滑剂流动路径；以及沿着所述第二润滑剂流动路径的第二泵。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，第一液位开关与所述第一泵相关联，并且第二液位开关与所述第二泵相关联。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，控制器被配置成：响应于所述第一液位开关指示低而停止所述第一泵并启动所述第二泵；以及响应于所述第二液位开关指示低而停止所述第二泵并启动所述第一泵。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述第一液位开关在所述第一泵上游；并且所述第二液位开关在所述第二泵上游。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述控制器被配置成在启动所述第二泵之后停止所述第一泵并且在启动所述第一泵之后停止所述第二泵。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，一种用于使用所述系统的方法包括：运行所述第一泵以驱动沿着所述第一润滑剂流动路径的润滑剂流动；以及切换到运行所述第二泵以驱动沿着所述第二润滑剂流动路径的润滑剂流动。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述方法还包括：在启动所述第二泵之后停止所述第一泵。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述方法还包括：在已经开始运行所述第一泵和所述第二泵中的至少一者之后，开始运行所述压缩机以驱动制冷剂按顺序流过所述排热热交换器、膨胀装置和所述吸热热交换器。
在前述实施例中的任一者的一个或多个实施例中，所述系统是致冷器。
下文的附图和描述中阐述了一个或多个实施例的细节。其他特征、目标和优点将从描述和附图中以及从权利要求中显而易见。
附图说明
图1是在第一操作模式下的蒸气压缩系统的示意图。
图2是在第一操作模式下的第二蒸气压缩系统的示意图。
图3是在第一操作模式下的第三蒸气压缩系统的示意图。
图4是在第一操作模式下的第四蒸气压缩系统的示意图。
图5是在第一操作模式下的第五蒸气压缩系统的示意图。
图6是在第一操作模式下的第六蒸气压缩系统的示意图。
图7是第一控制子例程的流程图。
图8是第二控制子例程的流程图。
图9是第三控制子例程的流程图。
图10是第四控制子例程的流程图。
各个附图中的类似参考编号和标记指示类似元件。
具体实施方式
图1示出蒸气压缩系统20。这反映出一个特定基线系统的细节。其他系统可以进行类似的更改以添加液体传感器或替换基线液体传感器。图1示出与操作条件相关联的流动箭头(和因此相关联的阀条件)，所述操作条件可以对应于启动条件或者大体上冷凝器与蒸发器之间存在较低压力差的条件。下文进一步论述其他操作条件。示例性系统20是致冷器，所述致冷器具有驱动制冷剂的循环流动的压缩机 22。示例性压缩机是具有第一级24和第二级26的双级离心式压缩机。这两个级的叶轮具有共同卷轴并且由电动马达28直接驱动，所述电动马达具有定子30和转子32。所述压缩机具有支撑一个或多个轴承 36的壳体或外壳34，所述轴承又支撑转子32以便围绕它的中心纵向轴线500旋转，所述中心纵向轴线形成压缩机的中心纵向轴线。如下文进一步论述，所述轴承是是滚动元件轴承，其中滚动元件的一个或多个周向阵列径向地夹在转子上的内座圈(例如，安装到轴杆)与壳体上的外座圈(例如，压配合到轴承腔中)之间。示例性滚动元件包括球、直滚子(例如，包括滚针)，以及圆锥滚子。示例性轴承是具有钢座圈和陶瓷滚动元件的混合轴承。示例性陶瓷滚动元件是氮化硅陶瓷球。示例性座圈是52100轴承钢环和高氮CrMo马氏体钢环，包括
Figure BDA0001978403740000061
N360(奥地利卡芬堡的
Figure BDA0001978403740000062
Edelstahl GmbH&Co KG 的商标)和Cronidur 30(德国埃森市的Energietechnik Essen GmbH 的商标)。
如下文进一步地论述，示例性蒸气压缩系统20是实质上无油或无润滑剂系统。因此，它省略了传统油系统的各种部件，诸如专用油泵、油分离器、油贮存器等。然而，总制冷剂充注量中可以包括极少量的油或通常可以用作润滑剂的其他材料，以提供远远超越此类材料预期将提供的基本上不存在的润滑量的益处。如下文进一步论述，少量的材料可以与轴承表面起反应以形成保护涂层。因此，即使可以省略传统油相关部件，也可能会出现额外部件以向轴承提供含有所述少量材料的制冷剂。下文在论述这种情况时，可以使用诸如“富油”等术语。此类术语应被理解为指代相对于本系统内的其他条件而言的条件。因此，如应用于图1系统中的位置的“富油”可以被认为是传统系统中的极端油耗尽或无油。
示例性压缩机具有整体入口(入口端口或吸入端口40)和整体出口(出口端口或排出端口)42。在示例性配置中，出口42是第二级26的出口。入口40在入口导向叶片阵列44上游，所述入口导向叶片阵列又在第一级入口46上游。第一级出口48由级间管线(级间) 52联接到第二级入口50。尽管只针对第一级示出入口导向叶片 (IGV)，但替代实现方式可以另外或替代地具有用于第二级的IGV。另一变型是具有入口导向叶片的单级压缩机。
如下文进一步论述，额外的制冷剂流可以在额外位置离开和/或进入压缩机。从排出端口42，主制冷剂流动路径54在正常操作模式下沿着排出管线56向下游行进到第一热交换器58。在正常操作模式下，第一热交换器是排热热交换器，也就是冷凝器。示例性冷凝器是制冷剂-水热交换器，其中制冷剂穿过携载水流(或其他流体)的管束。冷凝器58具有一个或多个入口和一个或多个出口。示例性主入口标记为60。示例性主出口标记为62。示例性出口62是在冷凝器 58的容器的底座处的集液槽64的出口。出口浮阀组件65可以包括在出口62处的孔口以充当膨胀装置。下文示出并论述额外的集液槽出口。
示例性系统20是具有沿着流动路径54在冷凝器下游的节约装置 70的节约型系统。示例性节约装置是具有入口72、液体出口74和蒸气出口76的闪蒸罐节约装置。在示例性实现方式中，蒸气出口76连接到限定节约装置流动路径84的节约装置管线80，所述节约装置流动路径作为主流动路径54的分支、返回到可能位于级间(例如，管线52)的压缩机的节约装置端口86。控制阀82(例如，开关电磁阀) 可以沿着节约装置管线。出口浮阀组件75可以包括在液体出口74处的孔口以充当膨胀装置。主流动路径54从节约装置液体出口74向下游行进到第二热交换器88的入口90。在正常操作模式下，示例性热交换器88是吸热热交换器(例如，蒸发器)。在示例性致冷器实现方式中，蒸发器88或“冷却器”是可以具有容器和管束构造的制冷剂-水热交换器，其中在正常操作模式下，管束携载冷却的水或其他液体。为了简化说明，图1省略了包括用于热交换器的水或其他热传递流体的流动的入口和出口在内的细节。蒸发器具有连接到吸入管线94的主出口92，所述吸入管线完成主流动路径54、返回到入口40。
示出从主流动路径54分叉并返回到所述主流动路径的若干额外可选的流动路径以及相关联的导管和其他硬件。除了节约装置流动路径84之外，马达冷却流动路径100也从流动路径54分叉并返回到所述流动路径。示例性马达冷却流动路径100包括从沿着主流动路径的某一部件(示为集液槽64)上的端口104处的上游端延伸的管线102。管线102延伸到压缩机上的冷却端口106。马达冷却流动路径穿过端口106进入压缩机的马达外壳。在马达外壳中，冷却流对定子和转子进行冷却并且随后离开排放端口108。沿着流动路径100，马达冷却返回管线109将所述流从端口108返回到主流动路径。在这个示例中，它返回到蒸发器88的容器上的端口110。
流动路径的更复杂可选系统可以与轴承冷却/润滑相关联。在各种情形下，可能适当的是从系统中的不同位置吸引轴承冷却/润滑制冷剂。例如，根据可用性，可以从诸如第一热交换器58或与之相关联的位置的第一位置或者诸如第二热交换器88或与之相关联的位置的第二位置吸引制冷剂。如下文进一步论述，启动条件可以特别地相关。根据初始温度，相对于两个位置中的一者可以在另一者处更容易获得液体制冷剂。轴承供应流动路径的第一支路120(第一流动路径或第一分支)由从沿着主流动路径定位的端口124(例如，在热交换器58的集液槽64处)延伸的管线122形成。轴承供应流动路径的第二支路121可以由从热交换器88上的端口125延伸的管线123形成。这两个支路最后合并到支路126中，所述支路126由管线128形成并且将制冷剂传递到压缩机上的一个或多个端口130，从而将制冷剂传送到相应的相关联轴承36。
一个或多个端口134从轴承处的一个或多个排放口延伸以将制冷剂返回到主流动路径。在这个实施例中，示出两条可能的返回路径。第一返回路径或分支140传到紧靠入口导向叶片阵列44的下游的端口142。这个端口142基本上处于系统中的最低压力条件并且因此提供用于穿过轴承吸引制冷剂的最大吸入。阀146可以沿着沿循这个流动路径的管线144。示例性阀146是在系统控制器的控制下的电子控制开关阀(例如，电磁阀)。下文论述第二轴承返回流动路径/分支150。
如上文所述，图1还示出第二轴承排放流动路径分支150。示例性流动路径分支150加入管线109。阀170(例如，类似于146)位于沿着流动路径150的管线172中以控制流动。在示例性图1条件下，阀170关闭，从而阻断沿着分支150的流动。
流动路径支路120和121可以各自具有若干个类似部件。在所示实施例中，它们各自具有相对在上游、之后是粗滤器184、185的液位传感器180、181(例如，液位开关)。粗滤器下游是相应可控阀186、 187。示例性阀186、187是电磁阀(例如，正常关闭的电磁阀)。
示例性支路120、121结合而形成支路126。沿着支路126可以存在过滤器188。泵190也沿着支路126定位。因此，集液槽由支路 120、121共用并且如果相应的阀186、187打开，则将驱动沿着相关联支路120、121的流动。示例性泵是正排量泵(例如，齿轮泵)和离心泵。阀186、187的操作可以是响应于一个或多个感测的参数。图1示出置于泵处或在其下游的压力换能器192，以测量泵排出压力。示例性类型的压力换能器是陶瓷电容传感器型换能器。换能器192可以由控制器900用来感测压力波动(例如，泵排出压力波动)。压力波动将证明正在沿着支路120和121中的活动的那个吸引蒸气。因此，在控制器确定阈值压力波动后，控制器可以通过关闭先前打开的阀 186、187和打开先前关闭的此类阀来切换支路120、121的不活动状态与活动状态。在没有制冷剂损失的条件下，如果从两个位置中的一者吸引的液体制冷剂不足，那么预期将在另一者处获得充足的液体制冷剂。
特别相关的情形是启动。启动例程可以被配置成在启动马达28 之前向轴承36提供制冷剂流。最初，控制器900可以打开阀186和 187中的一者、启动泵190，并且随后如果检测到阈值振动，则切换阀186、187的状态。根据实现方式，最初选择的支路120或121可以基于若干因素。
在其他实现方式中，温度和/或压力传感器可以由控制器用来确定支路120和121中的哪一个有可能产生相对无蒸气的制冷剂。
存在许多类型和配置的液位传感器180、181。示例性传感器是如下文论述的光学传感器。所述传感器具有定位成在充足液体的正常情形下暴露于液体的操作端/感测端(例如，棱镜)。在这个示例中，所述传感器是光学传感器并且所述暴露是光学暴露，然而，在所述端接触流体(液体制冷剂和/或蒸气)的情况下所述暴露也可以包括物理暴露。所述传感器可以用来确定液面是否降至临界水平以下(在这之后，进一步下降可能会产生蒸气被轴承吸收的风险)。确定液面降至这个阈值高度可以触发控制器900的响应。示例性响应可以包括压缩机关闭或者可以包括某一形式的补救活动。
示例性传感器180、181各自是定位成在液位相对于棱镜经过某一阈值高度时改变状态的开关。示例性液位开关被配置成具有与充足液体暴露相关联的闭合条件(但可以替代地使用断开条件版本)。示例性阈值是到棱镜的一半。
图1示出与一个操作模式(也就是，启动模式)相关联的流动箭头。然而，其他模式是可能的并且可以取决于其他系统细节或其更改 (例如，其中一个热交换器是制冷剂-空气热交换器的除霜除湿模式，或者其中两个热交换器的功能变得相反的可能其他模式)。
整体循环制冷剂混合物可以包括：一种或多种基础制冷剂或制冷剂基础(例如，下文论述)；可选地，通常可以被视作润滑剂的少量的油料；可选地，其他添加剂；以及如果有的话，污染物。
示例性基础制冷剂可以包括一种或多种氢氟烯烃、氢氯烯烃，以及它们的混合物(例如，包括氢氯氟烯烃)。下文使用HFO来同义地指代所有这三种制冷剂类型。示例性氢氯氟烯烃包括氯-三氟丙烯。示例性氯-三氟丙烯是1-氯-3,3,3-三氟丙烯和/或2-氯-3,3,3-三氟丙烯，以及特别是反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(E-HFO-1233zd，或者记为 R1233zd(E))。氢氟烯烃可以是含有至少一个氟原子、至少一个氢原子和至少一个烯烃键的C3氢氟烯烃。示例性氢氟烯烃包括3,3,3-三氟丙烯(HFO-1234zf)、E-1,3,3,3-四氟丙烯(E-HFO-1234ze)、Z-1,3,3,3- 四氟丙烯(Z-HFO-1234ze)、2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)、 E-1,2,3,3,3-五氟丙烯(E-HFO-1255ye)、Z-1,2,3,3,3-五氟丙烯 (Z-HFO-125ye)。
示例性油是多元醇酯(POE)油。其他可能的油包括聚亚烷基二醇(PAG)、聚乙烯醚(PVE)、烷基苯、聚α烯烃、矿物油等等以及混合物。相关考虑是可以在轴承表面上形成有机保护层的碳氢化合物的可用性。
微量多元醇酯油(100ppm)可以尤其是在热稳定性方面优异的受阻类型。多元醇酯油是从多元醇与一羟基脂肪酸(例如，中等分子量(C5至C10))之间的缩合反应获得。多元醇的特定示例包括新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、季戊四醇、二季戊四醇，以及季戊四醇的更高聚醚低聚物，诸如三季戊四醇和四季戊四醇。多元醇酯可以由一羟基脂肪酸形成，包括正戊酸、正己酸、正庚酸、正辛酸、2-甲基丁酸、2-甲基戊酸、2-甲基己酸、2-乙基己酸、异辛酸、3,5,5-三甲基己酸。
添加剂可以包括广泛范围的功能，包括：极压剂；酸俘获剂；消泡剂；表面活性剂；抗氧化剂；腐蚀抑制剂；塑化剂；金属减活剂。这些可以包括广泛范围的化学物质，包括：环氧化物；不饱和烃或不饱和卤烃；邻苯二甲酸酯；苯酚；磷酸盐；全氟聚醚；硫醇；亚磷酸盐；硅氧烷；甲苯基三唑；苯并三唑；胺；二硫代磷酸锌；以及胺/ 磷酸酯盐。示例性单独添加剂浓度不超过1.0重量％，更具体地10ppm 至5000ppm，或者不超过1000ppm或不超过200ppm。示例性总非油添加剂浓度不超过5.0重量％，更具体地，不超过2.0重量％或不超过1.0重量％，或者不超过5000ppm或不超过1000ppm或不超过500 ppm或不超过200ppm或不超过100ppm。
图1还示出控制器900。所述控制器可以接收来自输入装置(例如，开关、键盘等等)和传感器(未示出，例如，各种系统位置处的压力传感器、温度传感器和/或流量传感器(例如，具体地测量到轴承的流量))的用户输入。所述控制器可以经由控制线路(例如，硬接线或无线通信路径)耦合到传感器和可控系统部件(例如，阀、轴承、压缩机马达、叶片致动器等等)。所述控制器可以包括以下一者或多者：处理器；存储器和存储设备(例如，用于存储由处理器执行以执行操作方法的程序信息和用于存储由(多个)程序使用或生成的数据)；以及用于与输入/输出装置和可控系统部件连接的硬件接口装置(例如，端口)。
所述系统可以使用在其他方面传统或尚未开发的材料和技术来完成。
图7示出可以被编程或以其他方式配置到控制器中的控制例程或子例程600。所述例程提供用于改进的制冷剂递送并且可以叠加在控制器的正常编程/例程(未示出，例如，提供添加前述控制例程的基线系统的基本操作)上。例如，正常编程/例程可以提供用于诸如在各种模式之间切换等事物(例如，加热对冷却对不同负载情形对除霜，等等)。在启动阶段601，启动命令602可以代表用户输入或程序决策(例如，控制器是否检测到对操作的需要)。对冷凝器液体进行初步检测604(例如，开关180的状态与充足液体的存在相关联)。这个有效默认属于冷凝器，因为它是更高压力来源。如果冷凝器中存在充足的液体，那么控制器开始606从冷凝器寻找制冷剂来源。这可以通过打开阀186(如果先前未打开的话)并关闭阀187(如果先前未关闭的话)并且启动泵190来实现。然而，如果液体不足，那么控制器类似地开始608从冷却器寻找制冷剂来源。在任一情况下，在启动后(并且可能在初始编程延迟之后)，可以运行循环610直到关闭 (届时子例程可以在602处重新开始)。循环610包括控制器对波动 (例如，来自传感器192的压力波动)是否在预设极限内的初步确定 620。一个示例是在时段(例如，二十秒)内以间隔(例如，一秒) 对压力进行采样。所述控制器可以记录所述时段内的最大值和最小值。如果最大值与最小值之间的差值超过某一值(例如，计算平均值的25％)，那么波动被视为过度。如果是的话(过度波动)，那么子例程循环回到波动确定620，而不改变来源。如果否的话，那么重新访问622开关180的输出以确定冷凝器中的充足液体。
如果在622处为是，那么控制器维持冷凝器作为来源，或者在冷却器已经是来源的情况下，改变624到冷凝器。如果否的话，那么使用开关181的状态来确定626冷却器中是否存在充足液体。如果在 626处为否的话，那么改变到冷凝器或维持624冷凝器作为来源。如果是的话，那么改变到冷却器或维持628冷却器作为来源。在任一情况下，所述循环反馈回到波动确定620。
图2示出除了压力传感器192被振动传感器(例如，加速计，诸如压电加速计)193替代之外在其他方面类似于系统20的系统400 的一个基本变型。所述振动传感器可以沿着管线128定位，或者可以安装到泵190的壳体。感测的振动可以指示泵气蚀或蒸气吸收。因此，控制器900可以以与来自压力传感器192的压力波动类似的方式使用高于阈值的感测的振动。
图3示出除了压力传感器192或振动传感器193被监测由泵190 的电动马达汲取的电流的马达电流传感器194(例如，环路型电流传感器/电流换能器)替代之外在其他方面类似于系统20和400的系统 420的又一变型。高于阈值的电流波动可以由控制器900以与前述压力波动和泵振动类似的方式使用。如下文进一步论述，各种实施例可以包括多个此类传感器或其他传感器，并且可以使用适当逻辑以基于传感器的组合来确定阈值波动。
图4示出除了两个泵190、191沿着相应流动路径120、121放置并且相应液体传感器180、181移位到紧靠泵的上游的位置(例如，在粗滤器184、185下游)之外在其他方面类似于上述系统的系统440 的又一变型。作为另外的变型，图4示出系统440具有在两个流动路径中的相应过滤器188、189(例如，而不是流动路径合并到单个过滤器)，并且还具有一直单独地延伸到壳体上的相关联端口和轴承的相关联端口的两个流动路径。
图8示出以启动阶段651开始的控制子例程650的一个示例，所述启动阶段表示启动阶段601的略微更改。由于存在用于冷凝器和冷却器的相应泵，因此通过启动654A、654B相关联泵来启动来自这些冷凝器和冷却器的制冷剂来源。后续循环652实际上是并行地执行并且在冷却器与冷凝器之间具有对称性的两个单独循环652A和652B。查询660A和660B分别涉及确定在冷却器和冷凝器中的液体不足的情况下是否经过了阈值时间(例如，15秒)。如上文论述，传感器(例如，开关)180和181可以分别用于冷凝器和冷却器。如果对查询660A、660B的回答为否，那么所述查询递归地重复。然而，如果回答为是(在没有充足液体的情况下经过了阈值时间)，那么后续查询 664A、664B涉及关于与冷却器或冷凝器中的另一者相关联的泵是否启动的确定(或读取存储的数据)。如果对所述查询的回答为否，那么启动此类另一泵666A、666B并且重置监测662A、662B。
然而，如果冷却器或冷凝器中的另一者的泵启动，那么停止相应冷却器或冷凝器泵(如果本身启动的话)，并且重置668A、668B相关联的液体监测。因此看出，这个控制方案考虑到两个泵可能会在给定时间操作。额外的变型(未论述)可能会在两个泵之间建立优先级并且因此向子例程引入不对称性。
此后，执行670A、670B针对相应冷却器或冷凝器的没有液体的阈值时间的递归询问(例如，类似于660A、660B)。如果回答为否，那么启动672A、672B相关联的冷却器泵或冷凝器泵。
图5和图6示出相应系统460和480的但包括沿着轴承供应管线和流动路径在(多个)泵下游的脱气罐300的其他变型。两个相应变型是沿着先前论述的两个变体的管线的单泵变型和双泵变型。
脱气罐具有用于接收液体制冷剂的入口302(例如，在过滤器190 下游)。示例性入口302在罐的底部处。示例性罐是以它的轴线竖直地取向的圆柱形金属罐。示例性制冷剂出口304沿着罐的侧壁。罐上的额外端口306连接到真空管线308和相关联的流动路径310(轴承供应流动路径的分支)以从罐的顶部空间312吸引蒸气。示例性管线 308和流动路径310延伸到系统中的低压力位置。示例性低压力位置在入口导向叶片的下游，诸如端口142、端口246，或者类似的专用端口。可以使用在压缩机内(绕过压缩机入口)或者沿着主流动路径在压缩机入口上游的其他低压力位置。类似地，制冷剂供应流动路径可以在适合于特定系统配置的若干个位置中的任一者处从主流动路径分叉。沿着管线308和流动路径310，图5还示出示例性粗滤器320 和孔口322。孔口用来限制流速以避免从脱气罐吸引液体。图5示出两个制冷剂供应共用的每个传感器192、193、194中的单个传感器。在各种实现方式中可以使用其他传感器或少于这三个传感器。
图5还示出安装到罐的液位传感器330。示例性液位传感器330 安装在端口302和304上方。示例性安装是在出口端口304上方的至少25mm(或者至少30mm或25mm至50mm或者30mm至40mm) 的高度(即，传感器的中心轴线520在出口端口的上端上方间隔开那么多)。传感器可以水平地取向(例如，其中它的圆柱形主体和它的棱镜的轴线在水平线的约10°或5°内)以避免传感器俘获气泡。因此，管线308和流动路径310从传感器330上方收回蒸气。尽管示出这些管线和流动路径从轴承供应流动路径直接延伸回到压缩机(而不是在吸入端口上游再加入主流动路径)，但可以使用其他低压力目的地。
存在许多类型和配置的液位传感器。示例性传感器是如下文论述的光学传感器。所述传感器具有定位成在充足液体的正常情形下暴露于液体的操作端/感测端332。在这个示例中，所述传感器是光学传感器并且所述暴露是光学暴露，然而，在所述端332接触罐中的流体(液体制冷剂和/或蒸气)的情况下所述暴露也可以包括物理暴露。示例性光学传感器是固态继电器型传感器。传感器330可以用来确定液面 314是否降至临界水平以下(在这之后，进一步下降可能会产生蒸气穿过端口304并被轴承吸收的风险)。确定液面314降至这个阈值高度可以触发控制器900的响应。示例性响应可以包括压缩机关闭或者可以包括某一形式的补救活动。
图5和图6还示出在过滤器188下游的用于测量进入压缩机进行轴承冷却的制冷剂的温度的温度传感器350。在各种实现方式中，制冷剂过滤器下游的压力和温度的组合可以用于计算对轴承的制冷剂供应被过冷的程度。少量的过冷指示制冷剂泵已经开始气蚀或者制冷剂过滤器变得堵塞并且需要更换。
图6的系统具有沿着两条流动路径的在用于馈送单个共用过滤器188的合并上游的相应泵190和191。图6实施例还强调图5的布局不需要包括传感器192、193、194中的任一者。然而，它也强调图 6实施例的变型可以具有此类传感器。各种实现方式可以沿着单独管线122和123将传感器192和193定位在所述管线的合并处或下游。
图9和图10中分别示出用于图5和图6的系统的替代子例程。图9涉及与子例程600几乎相同但其中循环710还涉及对罐液位传感器330(开关)的询问720的子例程700。
这个询问720是循环710中的初始步骤。如果是的话(罐中存在充足液体)，那么如在子例程600中那样作出确定620并且循环710 如循环610那样行进。如果否的话(罐中液体不足)，那么绕过确定 620并且子例程710行进到循环610的对冷凝器液体的确定622。
图10是具有图8的改变启动651的子例程750。在循环760中，初始步骤762是确定罐300中的液体的充足情况，如先前论述。如果是的话，那么所述过程重复。如果否的话，那么确定冷凝器液体的充足情况764。如果存在充足冷凝器液体，那么启动冷凝器泵(如果先前未运行的话)766。如果运行的话，那么在某一延迟(例如，十秒) 之后再次停止冷却器泵，从而返回到循环760的开始。如果冷凝器液体不足，那么确定冷却器液体充足情况770。如果冷却器液体不足，那么所述过程循环回到冷凝器泵的启动766。如果存在充足冷却器液体，那么启动冷却器泵(如果先前未运行的话)772，并且在与768 中类似的延迟后的停止之后停止冷凝器泵(如果运行的话)774。
说明书和所附权利要求中使用“第一”、“第二”等只是在权利要求内进行区分，而不一定指示相对或绝对重要性或时间顺序。类似地，在权利要求中将一个元件标识为“第一”(等等)并不妨碍此“第一”元件标识在另一权利要求或说明书中被称为“第二”(等等)的元件。
在以英制单位加含有SI的括号或其他单位给出测量值的情况下，括号的单位是转换并且不应暗示英制单位中未发现的精确度。
已经描述了一个或多个实施例。然而，将理解，可以进行各种更改。例如，当应用于现有基本系统时，此类配置或其相关联使用的细节可以影响特定实现方式的细节。因此，其他实施例在所附权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种蒸气压缩系统（20；400；420），其包括：
压缩机（22），其具有吸入端口（40）和排出端口（42）；
排热热交换器（58），其联接到所述排出端口以接收压缩制冷剂；
吸热热交换器（88）；
从所述排热热交换器到所述压缩机的第一润滑剂流动路径（120、126）；
从所述吸热热交换器到所述压缩机的第二润滑剂流动路径（121、126）；
至少一个润滑剂泵（190）；以及
控制器（900），其被配置成基于感测的波动来控制沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径的润滑剂流动，
其中，所述感测的波动是所述至少一个润滑剂泵的感测的振动。
2.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述至少一个润滑剂泵由所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径共用；并且
所述系统包括定位成测量所述至少一个润滑剂泵的出口压力的压力传感器（192）。
3.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述感测的波动是所述至少一个润滑剂泵的出口压力的感测的波动。
4.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述至少一个润滑剂泵由所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径共用；并且
所述系统包括定位成测量所述至少一个润滑剂泵的振动的振动传感器（193）。
5.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述压缩机包括电动马达（28）；并且
所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径延伸到所述马达的轴承（36）。
6.根据权利要求1所述的系统，其还包括：
一个或多个阀（186、187），其由所述控制器控制以在所述第一润滑剂流动路径与所述第二润滑剂流动路径之间选择性地切换润滑剂流动。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述一个或多个阀包括：
由所述控制器控制的沿着所述第一润滑剂流动路径的第一阀（186）；以及
由所述控制器控制的沿着所述第二润滑剂流动路径的第二阀（187）。
8.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述系统是致冷器。
9.一种用于使用根据权利要求1所述的系统的方法，所述方法包括：
运行所述至少一个润滑剂泵以驱动沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径中的一者而不沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径中的另一者的润滑剂流动；以及
响应于所述控制器感测到所述波动的阈值，所述控制器切换到运行所述至少一个润滑剂泵以驱动沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径中的所述另一者而不沿着所述第一润滑剂流动路径和所述第二润滑剂流动路径中的所述一者的润滑剂流动。
10.根据权利要求9所述的方法，其还包括：
在已经开始运行所述至少一个润滑剂泵之后，开始运行所述压缩机以驱动制冷剂按顺序流过所述排热热交换器、膨胀装置和所述吸热热交换器。
11.根据权利要求9所述的方法，其中：
所述切换包括在持续地运行所述至少一个润滑剂泵时控制至少一个阀。
12.一种蒸气压缩系统（440；480），其包括：
压缩机（22），其具有吸入端口（40）和排出端口（42）；
排热热交换器（58），其联接到所述排出端口以接收压缩制冷剂；
吸热热交换器（88）；
从所述排热热交换器到所述压缩机的第一润滑剂流动路径（120、126）；
沿着所述第一润滑剂流动路径的第一泵（190）；
从所述吸热热交换器到所述压缩机的第二润滑剂流动路径（121、126）；
沿着所述第二润滑剂流动路径的第二泵（191）；以及
控制器，其被配置成在启动所述第二泵之后停止所述第一泵并且在启动所述第一泵之后停止所述第二泵。
13.根据权利要求12所述的系统，其还包括：
与所述第一泵相关联的第一液位开关（180）；以及
与所述第二泵相关联的第二液位开关（181）。
14.根据权利要求13所述的系统，其还包括控制器（900），所述控制器被配置成：
响应于所述第一液位开关指示低而停止所述第一泵并启动所述第二泵；以及
响应于所述第二液位开关指示低而停止所述第二泵并启动所述第一泵。
15.根据权利要求14所述的系统，其中：
所述第一液位开关在所述第一泵上游；并且
所述第二液位开关在所述第二泵上游。
16.一种用于使用根据权利要求12所述的系统的方法，所述方法包括：
运行所述第一泵以驱动沿着所述第一润滑剂流动路径的润滑剂流动；以及
切换到运行所述第二泵以驱动沿着所述第二润滑剂流动路径的润滑剂流动。
17.根据权利要求16所述的方法，其还包括：
在启动所述第二泵之后停止所述第一泵。
18.根据权利要求16所述的方法，其还包括：
在已经开始运行所述第一泵和所述第二泵中的至少一者之后，开始运行所述压缩机以驱动制冷剂按顺序流过所述排热热交换器、膨胀装置和所述吸热热交换器。
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