CN110662931B - 集成维护制冷剂泵 - Google Patents

Abstract

提供一种冷却器系统，且其包括冷却器、润滑组件和控制器。冷却器包括彼此流体连通的压缩机、冷凝器、膨胀组件和蒸发器。润滑组件能够操作地耦合到压缩机、冷凝器和蒸发器，并且形成为经由三通阀限定第一至第三通路，并且形成为限定第四通路。第一通路配置为泵送制冷剂通过冷却器，第二通路配置为将制冷剂预存储在冷却器中，第三通路配置为从冷却器移除制冷剂，并且第四通路配置为将制冷剂充入冷却器中。控制器配置为控制润滑组件，以选择性地接合第一至第四通路中的一个。

Description

集成维护制冷剂泵

背景技术

以下说明涉及冷却器，且更特别地，涉及带有制冷剂处理系统的冷却器，所述制冷剂处理系统具有集成维护制冷剂泵。

当在冷却器的维护操作期间处理低压力制冷剂时，需要制冷剂处理系统在冷却器打开到大气压力之前将制冷剂输送到存储位置中。这是由来自冷却器外部的制冷剂泵送系统执行的。制冷剂泵送系统将制冷剂蒸气推入冷却器中，由此将液体制冷剂推入存储容器中。这种“推/拉”系统需要多个软管，并且是工业中的普遍实践。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供一种冷却器系统，所述冷却器系统包括冷却器、润滑组件和控制器。冷却器包括彼此流体连通的压缩机、冷凝器、膨胀组件和蒸发器。润滑组件能够操作地耦合到压缩机、冷凝器和蒸发器，并且形成为经由三通阀限定第一至第三通路，并且形成为限定第四通路。第一通路配置为泵送制冷剂通过冷却器，第二通路配置为将制冷剂预存储在冷却器中，第三通路配置为从冷却器移除制冷剂，并且第四通路配置为将制冷剂充入冷却器中。控制器配置为控制润滑组件，以选择性地接合第一至第四通路中的一个。

根据附加的或替代的实施例，三通阀包括第一、第二和第三支路（leg），并且润滑组件还包括从第二支路上游的第一管路、从第三支路转向的第二管路和从第二管路通向第一支路的第三管路。

根据附加的或替代的实施例，第一通路配置为经由三通阀并沿第一和第三支路泵送制冷剂通过冷却器，第二通路配置为经由三通阀并沿第一管路、第二和第三支路以及第二和第三管路将制冷剂预存储在冷却器中，第三通路配置为经由三通阀并沿第一支路和第一管路、第二和第三支路以及第二管路从冷却器移除制冷剂，并且第四通路配置为沿第一管路将制冷剂充入冷却器中。

根据附加的或替代的实施例，泵沿第三管路设置，以驱动制冷剂沿第一至第三通路移动。

根据附加的或替代的实施例，充入口设置在至第四通路的入口处，并且移除部设置在第三通路的端部处。

根据本公开的另一方面，提供一种冷却器的润滑组件，且所述润滑组件包括：具有第一、第二和第三支路的三通阀；从第二支路上游的第一管路；从第三支路转向的第二管路；从第二管路通向第一支路的第三管路；第一通路，制冷剂通过第一通路经由三通阀并沿第一和第三支路被泵送通过冷却器；第二通路，制冷剂通过第二通路经由三通阀并沿第一管路、第二和第三支路以及第二和第三管路被预先存储在冷却器中；第三通路，制冷剂通过第三通路经由三通阀并沿第一支路和第一管路、第二和第三支路以及第二管路从冷却器被移除；以及第四通路，制冷剂通过第四通路沿第一管路被充入冷却器中。

根据附加的或替代的实施例，三通阀和第一至第四通路能够由控制器操作。

根据附加的或替代的实施例，泵沿第三管路设置，以驱动制冷剂沿第一至第三通路移动。

根据附加的或替代的实施例，充入口设置在至第四通路的入口处，并且移除部设置在第三通路的端部处。

根据本公开的还一方面，提供一种操作冷却器系统的方法，所述冷却器系统包括冷却器、润滑组件和控制器，所述润滑组件形成为经由三通阀限定第一至第三通路并形成为限定第四通路。所述方法包括配置第一通路以泵送制冷剂通过冷却器，配置第二通路以将制冷剂预存储在冷却器中，配置第三通路以从冷却器移除制冷剂，配置第四通路以将制冷剂充入冷却器中并且操作控制器以选择性地接合第一至第四通路中的一个。

根据附加的或替代的实施例，三通阀包括第一、第二和第三支路，并且润滑组件还包括从第二支路上游的第一管路、从第三支路转向的第二管路和从第二管路通向第一支路的第三管路。

根据附加的或替代的实施例，第一通路的配置包括配置第一通路以经由三通阀并沿第一和第三支路泵送制冷剂通过冷却器，第二通路的配置包括配置第二通路以经由三通阀并沿第一管路、第二和第三支路以及第二和第三管路将制冷剂预存储在冷却器中，第三通路的配置包括配置第三通路以经由三通阀并沿第一支路和第一管路、第二和第三支路以及第二管路从冷却器移除制冷剂，并且第四通路的配置包括配置第四通路以沿第一管路将制冷剂充入冷却器中。

根据附加的或替代的实施例，冷却器系统还包括泵，所述泵沿第三管路设置，以驱动制冷剂沿第一至第三通路移动。

根据附加的或替代的实施例，冷却器系统还包括充入口和移除部，所述充入口设置在至第四通路的入口处，所述移除部设置在第三通路的端部处。

从以下结合附图的描述中，这些及其他优点和特征将变得更加清楚。

附图说明

作为本公开的主题，在说明书结尾处的权利要求书中特别地指出并明确要求保护。从结合附图的以下具体实施方式中将清楚本公开的以上和其他特征和优点，其中：

图1是示出根据实施例的冷却器系统的示意图；

图2是示出图1的冷却器系统的润滑组件的第一操作配置的示意图；

图3是示出图1的冷却器系统的润滑组件的第二操作配置的示意图；

图4是示出图1的冷却器系统的润滑组件的第三操作配置的示意图；

图5是示出图1的冷却器系统的润滑组件的第四操作配置的示意图；以及

图6是示出根据实施例的操作冷却器系统的方法的流程图。

具体实施方式

如将在下面描述的，冷却器上的集成润滑泵被有效地重新用于在冷却器维护期间使用的制冷剂输送泵中。这提供了直接泵系统，并允许液体制冷剂在冷却器与存储容器之间直接快速泵送，而无需外部系统。已包括在冷却器系统中的冷却器阀和控制能够用于在维护操作期间启用这样的直接泵系统，这将极大地简化和加速制冷剂输送过程。

参考图1，提供了一种冷却器系统10，并且其包括冷却器20、润滑组件30和控制器50。冷却器20包括压缩机21、冷凝器22、膨胀组件23和蒸发器24。例如，压缩机21可以包括马达发电机元件、能够由马达发电机元件旋转的驱动轴211、配置为由驱动轴211的旋转驱动的第一和第二压缩机级212和213。第一和第二压缩机级212和213的驱动能够用于压缩从蒸发器24接收到压缩机21中的入口制冷剂蒸气。然后，压缩的制冷剂作为蒸气被传输到冷凝器22，于是从蒸气中移除热量，使得蒸气冷凝成液体。然后，该液体被送到膨胀组件23，其使液体的体积膨胀，以产生相对低温度和压力的液体和蒸气混合物，其被传输到蒸发器24，在所述蒸发器中，剩余液体在返回到压缩机21之前被蒸发。

根据实施例，冷却器系统10的制冷剂的一部分用作冷却器20的各种组件的润滑剂。这些组件包括但不限于支撑驱动轴211的旋转的压缩机21的轴承214和215。因此，如将在下面描述的，控制器50能够控制润滑组件30，使得冷却器系统10能够在支持使用制冷剂作为润滑剂的多种操作配置中操作。这些多种操作配置包括但不限于压缩机操作、预存储操作、充入移除操作和充入操作。

为了这些目的，如图1中所示，润滑组件30包括具有第一支路310、第二支路311和第三支路312的三通阀31、从第二支路311上游流体设置的第一管路32、从第三支路312转向的第二管路33以及从第二管路33通向第一支路310的第三管路34。润滑组件30还包括泵39和两通阀41。泵39能够操作地设置在第三支路312上。两通阀41能够操作地设置在第三管路34上。控制器50能够操作地耦合到三通阀31、泵39和两通阀41中的每一个。

继续参考图1并附加参考图2至图5，润滑组件30还包括或以其他方式限定第一至第四通路35至38。

第一通路35（见图2）与执行压缩机操作的冷却器系统10接合，并且配置为经由三通阀31并沿第一和第三支路310和312将制冷剂泵送通过冷却器20（即，从冷凝器22到压缩机21）。在此，控制器50控制三通阀31，以流体连接第一和第三支路310和312，激活泵39并关闭两通阀41。

第二通路36（见图3）与执行预存储操作的冷却器系统20接合，并且配置为经由三通阀31并沿第一管路32、第二和第三支路311和312以及第二和第三管路33和34将制冷剂预存储在冷却器20中（即，将制冷剂从蒸发器24移动到将其预存储在冷凝器22中）。在此，控制器50控制三通阀31，以流体连接第二和第三支路311和312，激活泵39并打开两通阀41。

第三通路37（见图4）与执行充入移除操作的冷却器系统10接合，并且配置为经由三通阀31并沿第一支路310和第一管路32、第二和第三支路311和312以及第二管路33从冷却器20（即，从冷凝器22和蒸发器24）移除制冷剂。在此，控制器50控制三通阀31，以流体连接第一、第二和第三支路310、311和312，激活泵39并关闭两通阀41。

第四通路38（见图5）与执行充入操作的冷却器系统10接合，并且配置为沿第一管路32将制冷剂充入冷却器20中（即，到蒸发器24中）。在此，控制器50关闭三通阀31，以流体隔离第一管路32。

润滑组件30仍还包括充入口43和移除口44。充入口43设置在至第四通路38的入口处，并且配置为耦合到被动式制冷剂存储罐430，由此第四通路38接收用于充入操作的制冷剂。移除口44设置在第三通路37的端部或出口处，并且配置为耦合到被动式制冷剂存储罐440，由此第三通路37提供为用于移除操作。

现在将参考图2至图5描述润滑组件30的第一至第四操作配置。

如图2中所示，第一通路35与执行压缩机操作的冷却器系统10接合，并且配置为经由三通阀31并沿第一和第三支路310和312将制冷剂从冷凝器22泵送到压缩机21。如上所指出，这是通过控制器50控制三通阀31，以流体连接第一和第三支路310和312，激活泵39并关闭两通阀41实现的。因此，从冷凝器22接收的制冷剂流过第一支路310到三通阀31，并流过三通阀31到第三支路312。然后，由泵39将制冷剂泵送到流过第三支路312，并且通过关闭两通阀41防止制冷剂流过第三管路34，并且可以允许制冷剂流入第二管路33中，但是防止从第二管路33逸出。

如图3中所示，第二通路36与执行预存储操作的冷却器系统10接合以例如在启动时重新平衡冷却器20中的制冷剂的分配，并且配置为经由三通阀31并沿第一管路32、第二和第三支路311和312以及第二和第三管路33和34将制冷剂从蒸发器24泵送到冷凝器22。如上所指出，这是通过控制器50控制三通阀31，以流体连接第二和第三支路311和312，激活泵39并打开两通阀41实现的。因此，从蒸发器24接收的制冷剂流过第一管路32和第二支路311到三通阀31，并流过三通阀31到第三支路312。然后，由于两通阀41的打开，通过泵39泵送制冷剂，以从第三支路312流到第二管路33，并从第二管路33流到第三管路34。因此，通过节流孔216（见图1）限制制冷剂流过第三支路312到压缩机21，并且可以防止制冷剂从第二管路33逸出。

如图4中所示，第三通路37与执行充入移除操作的冷却器系统10接合以在维护操作期间从冷却器20移除低压力制冷剂，并且配置为经由三通阀31并沿第一支路310和第一管路32、第二和第三支路311和312以及第二和第三管路33和34将制冷剂从冷凝器22和蒸发器24泵送。如上所指出，这是通过控制器50控制三通阀31，以流体连接第一、第二和第三支路310、311和312，激活泵39并关闭两通阀41实现的。因此，从冷凝器22接收的制冷剂流过第一支路310到三通阀31，而从蒸发器24接收的制冷剂流过第一管路32和第二支路311到三通阀31，并流过三通阀31到第三支路312。然后，由于两通阀41的关闭，通过泵39泵送制冷剂，从第三支路312流到第二管路33，并通过移除口44流到被动式制冷剂存储罐440。

如图5中所示，第四通路38与执行充入操作的冷却器系统10接合以在维护操作之后将制冷剂充入冷却器20，并且配置为沿第一管路32将制冷剂推进入蒸发器24中。如上所指出，这是通过控制器50关闭三通阀31，以流体隔离第一管路32实现的。因此，从被动式制冷剂存储罐430接收的制冷剂通过充入口43流过第一管路32到蒸发器24，而不经过三通阀31的第二支路311。

参考图6，提供操作如上所述的冷却器系统10的方法。如图6中所示，所述方法包括配置第一通路35以泵送制冷剂通过冷却器20（框601），配置第二通路36以将制冷剂预存储在冷却器20中（框602），配置第三通路37以从冷却器20移除制冷剂（框603），配置第四通路38以将制冷剂充入冷却器20中（框604）并且操作控制器50以选择性地接合第一至第四通路35至38中的一个（框605）。

上述系统和方法的优点包括如下事实，集成泵能够配置为有效地将液体制冷剂移入和移出冷却器，从而使作为整体的冷却器系统能够被打开来维护。同时，通过单个软管直接泵送液体制冷剂比传统的推/拉方法更简单且更快速，并且通过通常与传统的推/拉方法相关联的多个软管连接和放气操作减少了污染的机会。

虽然详细提供了仅与有限数量的实施例相关的本公开，但应容易理解，本公开不限于这些公开的实施例。相反，能够对本公开做出修改来并入任何数量的变体、更改、替换或之前未描述但与本发明的精神和范围相称的等效布置。此外，虽然已经描述了本公开的各种实施例，但应理解，（多个）示例性实施例可以仅包括一些描述的示例性方面。因此，本公开不应被视为由上述描述限制，而仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (14)

1.一种冷却器系统，包括：

冷却器，所述冷却器包括彼此流体连通的压缩机、冷凝器、膨胀组件和蒸发器；

润滑组件，所述润滑组件能够操作地耦合到所述压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器，所述润滑组件配置为经由三通阀限定第一至第三通路，并配置为限定第四通路，

所述第一通路配置为将制冷剂从所述冷凝器泵送到所述压缩机，所述第二通路配置为将制冷剂从所述蒸发器移动到所述冷凝器，第三通路配置为从所述冷却器移除制冷剂，并且第四通路配置为将制冷剂充入所述冷却器中；以及

控制器，所述控制器与所述润滑组件连通，所述控制器配置为控制所述润滑组件，以选择性地接合所述第一至第四通路中的一个。

2.根据权利要求1所述的冷却器系统，其中，所述三通阀包括第一、第二和第三支路，并且所述润滑组件还包括：

从所述第二支路上游的第一管路；

从所述第三支路转向的第二管路；以及

从所述第二管路通向所述第一支路的第三管路。

3.根据权利要求2所述的冷却器系统，其中：

所述第一通路配置为经由所述三通阀并沿所述第一和第三支路将制冷剂从所述冷凝器泵送到所述压缩机，

所述第二通路配置为经由所述三通阀并沿所述第一管路、所述第二和第三支路以及所述第二和第三管路将制冷剂从所述蒸发器移动到所述冷凝器，

所述第三通路配置为经由所述三通阀并沿所述第一支路和所述第一管路、所述第二和第三支路以及所述第二管路从所述冷却器移除制冷剂，并且

所述第四通路配置为沿所述第一管路将制冷剂充入所述冷却器中。

4.根据权利要求2所述的冷却器系统，其中，所述润滑组件还包括泵，所述泵沿所述第三管路设置，以驱动制冷剂沿所述第一至第三通路移动。

5.根据权利要求2所述的冷却器系统，其中，所述润滑组件还包括：

充入口，所述充入口设置在至所述第四通路的入口处；以及

移除部，所述移除部设置在所述第三通路的端部处。

6.一种冷却器的润滑组件，所述冷却器包括压缩机、冷凝器、膨胀组件和蒸发器，所述润滑组件包括：

三通阀，所述三通阀具有第一、第二和第三支路；

从所述第二支路上游的第一管路；

从所述第三支路转向的第二管路；

从所述第二管路通向所述第一支路的第三管路；

第一通路，制冷剂通过所述第一通路经由所述三通阀并沿所述第一和第三支路从所述冷凝器被泵送到所述压缩机；

第二通路，制冷剂通过所述第二通路经由所述三通阀并沿所述第一管路、所述第二和第三支路以及所述第二和第三管路从所述蒸发器移动到所述冷凝器；

第三通路，制冷剂通过所述第三通路经由所述三通阀并沿所述第一支路和所述第一管路、所述第二和第三支路以及所述第二管路从所述冷却器被移除，以及

第四通路，制冷剂通过所述第四通路沿所述第一管路被充入所述冷却器中。

7.根据权利要求6所述的冷却器的润滑组件，其中，所述三通阀和所述第一至第四通路能够由控制器操作。

8.根据权利要求6所述的冷却器的润滑组件，还包括泵，所述泵沿所述第三管路设置，以驱动制冷剂沿所述第一至第三通路移动。

9.根据权利要求6所述的冷却器的润滑组件，还包括：

充入口，所述充入口设置在至所述第四通路的入口处；以及

移除部，所述移除部设置在所述第三通路的端部处。

10.一种操作冷却器系统的方法，所述冷却器系统包括冷却器、润滑组件和控制器，所述润滑组件形成为经由三通阀限定第一至第三通路并形成为限定第四通路，所述冷却器包括压缩机、冷凝器、膨胀组件和蒸发器，所述方法包括：

配置所述第一通路，以将制冷剂从所述冷凝器泵送到所述压缩机；

配置所述第二通路，以将制冷剂从所述蒸发器移动到所述冷凝器；

配置所述第三通路，以从所述冷却器移除制冷剂；

配置所述第四通路，以将制冷剂充入所述冷却器中；并且

操作所述控制器，以选择性地接合所述第一至第四通路中的一个。

11.根据权利要求10所述的操作冷却器系统的方法，其中，所述三通阀包括第一、第二和第三支路，并且所述润滑组件还包括：

从所述第二支路上游的第一管路；

从所述第三支路转向的第二管路；以及

从所述第二管路通向所述第一支路的第三管路。

12.根据权利要求11所述的操作冷却器系统的方法，其中：

所述第一通路的配置包括配置所述第一通路，以经由所述三通阀并沿所述第一和第三支路将制冷剂从所述冷凝器泵送到所述压缩机，

所述第二通路的配置包括配置所述第二通路，以经由所述三通阀并沿所述第一管路、所述第二和第三支路以及所述第二和第三管路将制冷剂从所述蒸发器移动到所述冷凝器，

所述第三通路的配置包括配置第三通路，以经由所述三通阀并沿所述第一支路和所述第一管路、所述第二和第三支路以及所述第二管路从所述冷却器移除制冷剂，并且

所述第四通路的配置包括配置所述第四通路，以沿所述第一管路将制冷剂充入所述冷却器中。

13.根据权利要求11所述的操作冷却器系统的方法，其中，所述润滑组件还包括泵，所述泵沿所述第三管路设置，以驱动制冷剂沿所述第一至第三通路移动。

14.根据权利要求11所述的操作冷却器系统的方法，其中，所述润滑组件还包括：

充入口，所述充入口设置在至所述第四通路的入口处；以及

移除部，所述移除部设置在所述第三通路的端部处。

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