CN113490793A

CN113490793A - 用于运行涡旋式压缩机的方法、设备和空调设施

Info

Publication number: CN113490793A
Application number: CN202080018965.7A
Authority: CN
Inventors: R·弗鲁斯
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-10-08
Also published as: WO2020177817A1; DE102019203055A1

Abstract

本发明涉及一种用于运行空调设施（100）的涡旋式压缩机（110）的方法，其中涡旋式压缩机（110）具有固定的螺旋件（101）和可相对其运动的螺旋件（102），能运动的螺旋件布置在壳体空间（104）中，所述方法包括以下步骤：‑预设用于涡旋式压缩机（110）的额定运输质量流，并且如果将额定运输质量流预设得小于涡旋式压缩机（110）的最大运输质量流，‑那么减小壳体空间（104）中的能运动的螺旋件（102）的背对固定的螺旋件（101）的侧面（105）上的压力，并且由此‑从固定的螺旋件（101）升高能运动的螺旋件（102），用以在能运动的螺旋件（102）和固定的螺旋件（101）之间形成泄漏，并且由此‑减小运输质量流。

Description

用于运行涡旋式压缩机的方法、设备和空调设施

技术领域

本发明涉及一种用于运行空调设施的涡旋式压缩机的方法，尤其是用于运行机动车的空调设施的涡旋式压缩机的方法。此外说明一种构造用于实施这种方法的设备。此外说明一种具有涡旋式压缩机的空调设施、尤其是机动车的空调设施。

背景技术

机动车可以装备有空调设施。空调设施具有压缩机（也被称为压缩器）。利用压缩机压缩用于制冷机的制冷剂。

发明内容

期望的是，说明一种用于运行涡旋式压缩机的方法，其能够实现可靠的运行。此外期望的是，说明一种设备，其能够实现涡旋式压缩机的可靠的运行。此外期望的是，说明一种空调设施，其可以可靠地运行。

根据至少一个实施方式说明一种用于运行空调设施的涡旋式压缩机的方法，以及一种构造用于实施该方法的设备。涡旋式压缩机尤其构造用于使用在机动车中。

根据实施方式，涡旋式压缩机具有固定的螺旋件和可相对其运动的螺旋件。可运动的螺旋件布置在壳体空间中。

预设了用于涡旋式压缩机的额定运输质量流。如果将额定运输质量流预设得小于涡旋式压缩机的最大运输质量流，那么在壳体空间中，可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面上的压力减小。如果额定运输质量流应该是更小的，或应该调节为比涡旋式压缩机的最大运输质量流小，那么在壳体空间中，可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面上的压力减小。由此，可运动的螺旋件从固定的螺旋件升高。由此，在可运动的螺旋件和固定的螺旋件之间形成泄漏。因此减小运输质量流。

如果可运动的螺旋件和固定的螺旋件之间的泄漏是尽可能小的，那么涡旋式压缩机具有最大运输质量流。于是损耗是尽可能小的，并且涡旋式压缩机的出口上的运输质量流是最大的。如果在运行时不需要最大运输质量流，因此如果额定运输质量流小于最大运输质量流，那么借助壳体空间中的压力的减小而可以有意地提高可运动的螺旋件和固定的螺旋件之间的泄漏。压力例如减小0.5至5 bar。减小的值尤其与所使用的制冷剂、主要的过程压力和/或涡旋式压缩机的结构类型有关。

在也可以被称为螺旋压缩机或涡旋式压缩器的涡旋式压缩机的运行期间，可运动的螺旋件在轴向上压抵固定的螺旋件，以便当期望正常运行时，使两个螺旋件相互密封。用于挤压的压力必须是足够高的，从而可运动的螺旋件在正常运行中不会不期望地升高。压力也应该是不太高的，因为这会导致更高的摩擦和更强的磨损。

可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面上的压力的有意的减小导致可运动的螺旋件朝固定的螺旋件的挤压压力的减小。一旦压力低于某个下阈值，那么可运动的螺旋件从固定的螺旋件升高。可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面上的压力不再是足够大的，以便使可运动的螺旋件压抵固定的螺旋件。通过升高来形成泄漏。涡旋式压缩机的运输质量流减小。涡旋式压缩机的出口侧的压力减小。

压力的有意的减小和与之相关的泄漏能够实现涡旋式压缩机的简单的和精密的功率调节。在一个时间段上被运输的质量流可以与驱动转速或用于改变行程体积的机构无关地进行。此外可能的是，放弃附加的执行器，附加的执行器主动使可运动的螺旋件朝固定的螺旋件的方向运动，或从其运动远离。借助壳体空间中的压力导致可运动的螺旋件朝固定的螺旋件的方向或远离它的运动。因此，两个螺旋件的反向运动是可能的，其方法是减小可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面上的压力。

运输质量流因此可以与可运动的螺旋件的转速无关地调节。例如可能的是，涡旋式压缩机的驱动马达始终可以利用相同的转速运行，并且仍然实现不同的运输质量流。

根据至少一个实施方式，涡旋式压缩机具有压力阀。压力阀在入口侧与壳体空间耦连，以便控制壳体空间中的可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面上的压力。借助压力阀可以减小压力。例如借助压力阀的打开来减小压力，以便能够实现可运动的螺旋件从固定的螺旋件的升高。在涡旋式压缩机运行时，借助压力阀可以调节壳体空间中的压力。

根据至少一个实施方式可能的是，从减小的运输质量流出发提高涡旋式压缩机的运输质量流。壳体空间中的可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面上的压力增大。由此，可运动的螺旋件朝固定的螺旋件的方向运动。由此减小可运动的螺旋件和固定的螺旋件之间的泄漏。由此增大运输质量流。如果在空转运行后又需要运输，那么能够简单地实现运输质量流。例如关闭压力阀。例如，压力增大0.5至5bar。增大的值尤其取决于所使用的制冷剂、主要的过程压力和/或涡旋式压缩机的结构类型。

壳体空间中的可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面例如与涡旋式压缩机的高压出口连接。因为在按期望构造的泄漏中也仍然存在小的运输质量流，所以可以借助该连接来施加壳体空间中的可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面上的压力。

根据至少一个实施方式，涡旋式压缩机具有阀。阀在入口侧与涡旋式压缩机的高压出口耦连。阀在出口侧与壳体空间耦连，尤其与可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面耦连。借助阀可以控制壳体空间中的可运动的螺旋件的背对固定的螺旋件的侧面上的压力。如果阀是打开的，那么压力增大。压力阀尤其为此是关闭的。

根据至少一个实施方式，相对于阀备选地或附加地，涡旋式压缩机具有节流阀。节流阀布置在涡旋式压缩机的高压出口和壳体空间之间。节流阀例如构造在可运动的螺旋件和/或涡旋式压缩机的壳体中。也可以共同设置多个节流阀和该阀。备选地可能的是，放弃该阀并且仅设置一个或多个节流阀。借助节流阀可以实现涡旋式压缩机的高压出口和壳体空间之间的压力补偿。由此，尤其当压力阀是关闭的时，壳体空间中的压力的增大是可能的。

根据至少一个实施方式，方法步骤根据预设的额定运输质量流重复地实施。因此，尤其通过某个时间段可能的是，平均实现额定运输质量流。在某个时间段中，减小压力，并且能够实现期望的泄漏。在另外的时间段中又增大压力并且减小泄漏。例如，这两个状态以不同的时间段交替调节，以便实现预设的额定运输质量流。

根据至少一个实施方式，空调设施构造为用于机动车的空调设施。根据机动车的至少一个预设的运行状态重复实施方法的步骤。机动车的运行状态例如包括外部温度、内部温度、制冷剂的压力和/或另外的对于机动车中的空调设施的运行来说重要的参数。

根据至少一个实施方式，空调设施具有在此描述的根据至少一个实施方式的涡旋式压缩机。空调设施尤其构造用于机动车中的运行。空调设施例如是机动车的空调设施。空调设施具有在此描述的根据至少一个实施方式的设备。该设备与涡旋式压缩机以信号技术耦连，用以控制涡旋式压缩机的运行。例如，设备与压力阀以信号技术耦连，用以控制压力阀来调节壳体空间中的压力。例如，设备与阀以信号技术耦连，用以控制阀来调节壳体空间中的压力。设备尤其不仅控制压力阀还控制阀，以便如期望的那样减小或增大壳体空间中的压力。

附图说明

另外的优点、特征和扩展方案由以下结合附图阐述的示例得到。

该附图示出了根据实施例的空调设施的部件的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据实施例的空调设施100的部件的示意图。空调设施100尤其是机动车的空调设施，或构造用于使用在机动车中。

空调设施100具有涡旋式压缩机110。在附图中部分示意性示出涡旋式压缩机110。

空调设施100具有设备200。设备200例如是电子控制设备（英语：electroniccontrol unit，ECU）。设备200例如是机动车的控制装置，其构造用于控制或调节空调设施100。为此，设备200例如具有一个或多个处理器、存储器和/或另外的电子构件。

涡旋式压缩机100具有驱动马达106。驱动马达106是电动马达。根据另外的实施例，涡旋式压缩机110与驱动马达间接耦连。例如，驱动马达是机动车的内燃机。备选地或附加地，驱动马达是机动车的启动马达。与涡旋式压缩机的耦连则例如通过皮带等实现。

驱动马达106与涡旋式压缩机110的可运动的螺旋件102耦连。可运动的螺旋件102也被称为环绕式的螺旋件或环绕式的涡旋件。驱动马达106构造用于使可运动的螺旋件102偏心地旋转。

可运动的螺旋件102压抵固定的螺旋件101。在运行中，可运动的螺旋件102相对于固定的螺旋件101旋转。固定的螺旋件101和可运动的螺旋件102在轴向上相互挤压，以便实现制冷剂的运输质量流。基于可运动的螺旋件102相对于固定的螺旋件101的旋转运动，制冷剂在运行中被压缩。涡旋式压缩机110因此作用为空调设施100的压缩器。

可运动的螺旋件102布置在涡旋式压缩机110的壳体103的壳体空间104中。壳体103包围壳体空间104。

涡旋式压缩机110具有压力阀107。压力阀107尤其是所谓的压力调节阀或压力控制阀。压力阀107例如与设备200以信号技术连接。压力阀107设置用于，可以在可运动的螺旋件102的背对固定的螺旋件101的侧面105上调节、尤其减小壳体空间104中的压力。

压力阀107例如在入口侧与壳体空间101连接，尤其在背对的侧面105上与壳体空间104连接。压力阀107的出口例如与涡旋式压缩机110的抽吸区域113连接。因此，通过打开和关闭压力阀107可以调节背对的侧面105上的压力。通过打开压力阀107尤其可以减小背对的侧面105的压力。

壳体空间104与涡旋式压缩机110的高压出口109连接。该连接例如通过一个或多个节流阀111实现。备选地或附加地，借助阀112实现该连接。节流阀111例如构造在可运动的螺旋件102中。备选地或附加地，节流阀构造在壳体103中。阀112例如是压力调节阀或压力控制阀。壳体空间104与高压出口109的连接能够尤其在压力阀107关闭的情况下增大壳体空间104中的压力。为了增大壳体空间104中的压力，例如关闭压力阀107并且打开阀112。为了减小壳体空间104中的压力，例如打开压力阀107并且关闭阀112。在设置有节流阀111的实施例中可以减小壳体空间104中的压力，因为通过阀107导致的压力减小大于通过节流阀111导致的压力增大。

在壳体空间104中的、在背对的侧面105上的压力对于固定的螺旋件101和可运动的螺旋件102之间在轴向上的间距108是决定性的。为了有效地运输制冷剂，间距108必须尽可能小，或是零，以便避免不期望的泄漏。壳体空间104中的、在背对的侧面105上的压力为此尤其被选择为这么大，从而使可运动的螺旋件102在轴向上足够牢固地压抵固定的螺旋件101。

如果泄漏是期望的，以便减小涡旋式压缩机的运输质量流，那么减小壳体空间104中的、在背对的侧面105的压力。因此，可运动的螺旋件102在轴向上运动远离固定的螺旋件101，并且间距101增大。因此获得期望的泄漏，并且减小运输质量流。

例如，在预设的泄漏时间段中保持增大的间距108和随之发生的泄漏。尤其根据预设的额定运输质量流预设泄漏时间段。根据实际上需要哪个运输质量流，保持有意的泄漏。

一旦又期望增大的运输质量流，那么又增大壳体空间104中的、在背对的侧面105上的压力。因此，可运动的螺旋件102又在轴向上朝固定的螺旋件101的方向运动。间距108被减小。因此减小泄漏。因此增大运输质量流。

涡旋式压缩机110因此具有简单的功率调节或功率控制。通过改变间距108来调节在确定的压力比的情况下、在较长时间段内总体上平均运输的质量流。因此，平均运输体积的变化是可能的。在此可能的是，放弃外部的抽吸节流或旁通节流阀。因此可以获得涡旋式压缩机110的高的效率。两个螺旋件101和102能够在轴向上彼此运动远离。基于由此有意调节的泄漏而中断压缩。这例如脉冲式地以定义的时间间隔进行。因此实现功率调节或功率控制。这尤其在没有附加的、非常昂贵的执行器的情况下进行，以便使两个螺旋件101、102彼此运动远离或使它们相向运动。

两个螺旋件101、102的反向运动和相向运动借助可运动的螺旋件102的背对的侧面105上的压力的变化实现。如果背对的侧面105上的压力大于可运动的螺旋件102的面对固定的螺旋件101的侧面114上的压力，那么可运动的螺旋件102在轴向上压抵固定的螺旋件101。涡旋式压缩机110进行压缩。

如果背对的侧面105上的压力下降，那么两个螺旋件101、102基于面对的侧面114上的更高的内部压力而彼此反向运动。泄漏由此变得足够大，从而可运动的螺旋件102在非常小的损耗功率的情况下近似自由地运动。

背对的侧面105上的压力的下降例如借助压力阀107实现，压力阀可以减小背对的侧面105上的压力，其方法是，控制介质使其从那里进入涡旋式压缩机110的抽吸区域113中。

如果涡旋式压缩机110从该情况出发又运输介质，那么可运动的螺旋件102的背对的侧面105上的压力又增大。因此，涡旋式压缩机110又开始运输。为此，即便在反向运动的螺旋件101、102中以大的间距108还依然产生最小的压力增大，该最小的压力增大从高压出口109传导到可运动的螺旋件102的背对的侧面105。该效果是自加强的，从而间距108减小并且又闭合。该传导例如通过节流阀111实现。

备选地或附加地，背对的侧面105上的压力增大，其方法是，介质从出口109下游的高压区域借助阀112被引导至背对的侧面105。

该打开和关闭能够实现调节涡旋式压缩机110的功率。如果该打开和关闭在定义的时间间隔内、尤其短的时间间隔内、在秒范围内重复，那么得到对涡旋式压缩机110的平均功率的灵活的控制。

因此，该方法能够实现借助两个螺旋件101、102的反向运动和相向运动导致对涡旋式压缩机110的功率调节或功率控制。功率调节或功率控制在此尤其能够实现放弃用于一个或两个螺旋件101、102的轴向运动的执行器。功率调节或功率控制仅通过控制背对的侧面105上的压力来实现。因此，涡旋式压缩机110能够在涡旋式压缩机110中没有附加的构件的情况下实现功率调节或功率控制。因此，能够尤其利用涡旋式压缩机110的可改变的平均功率实现涡旋式压缩机110的简单的和可靠的运行。

Claims

1.用于运行空调设施（100）的涡旋式压缩机（110）的方法，其中所述涡旋式压缩机（110）具有固定的螺旋件（101）和相对于固定的螺旋件能运动的螺旋件（102），所述能运动的螺旋件布置在壳体空间（104）中，所述方法包括以下步骤：

- 预设用于涡旋式压缩机（110）的额定运输质量流，并且如果将额定运输质量流预设得小于涡旋式压缩机（110）的最大运输质量流：

- 那么减小所述壳体空间（104）中的能运动的螺旋件（102）的背对固定的螺旋件（101）的侧面（105）上的压力，并且由此

- 从固定的螺旋件（101）升高能运动的螺旋件（102），用以在能运动的螺旋件（102）和固定的螺旋件（101）之间形成泄漏，并且由此

- 减小运输质量流。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述涡旋式压缩机（110）具有压力阀（107），所述压力阀在入口侧与壳体空间（104）耦连，以便控制所述壳体空间（104）中的能运动的螺旋件（102）的背对固定的螺旋件（101）的侧面（105）上的压力，所述方法包括：

- 借助压力阀（107）减小压力。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法包括以下步骤，如果从减小的运输质量流出发应该增大运输质量流：

- 那么增大所述壳体空间（104）中的能运动的螺旋件（102）的背对固定的螺旋件（101）的侧面（105）上的压力，并且由此，

- 使能运动的螺旋件（102）朝固定的螺旋件（101）的方向运动，用以减小能运动的螺旋件（102）和固定的螺旋件（101）之间的泄漏，并且由此

- 增大运输质量流。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述涡旋式压缩机（110）具有阀（112），所述阀在入口侧与涡旋式压缩机（110）的高压出口（109）耦连，并且所述阀在出口侧与壳体空间（104）耦连，以便控制所述壳体空间（104）中的能运动的螺旋件（102）的背对固定的螺旋件（101）的侧面（105）上的压力，所述方法包括：

- 借助阀（112）增大压力。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述涡旋式压缩机（110）具有节流阀（111），所述节流阀耦连在涡旋式压缩机（110）的高压出口（109）和壳体空间（104）之间，所述方法包括：

- 借助通过节流阀（111）的压力补偿来增大压力。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，所述方法包括：

- 根据预设的额定运输质量流重复实施步骤。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，所述方法包括：

- 根据预设的额定运输质量流预设泄漏时间段，在所述泄漏时间段中形成泄漏。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述空调设施（100）构造用于机动车，所述方法包括：

- 根据机动车的至少一个预设的运行状态重复实施步骤。

9.设备，所述设备构造用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

10.空调设施，所述空调设施具有：

- 根据权利要求9所述的设备（200），

- 涡旋式压缩机（100），其中所述设备（200）与涡旋式压缩机（110）以信号技术耦连，用以控制涡旋式压缩机（110）的运行。