CN1950613A - 用于螺旋式压缩机的变速操作的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于螺旋式压缩机(108)的变速操作的系统和方法，用来得到增大的容量和效率。螺旋式压缩机(108)连接到由变速驱动器(104)驱动的感应马达(106)，其中，螺旋式压缩机(108)具有取决于马达(106)的输出速度的可变的输出容量。为得到增大的容量和效率，螺旋式压缩机(108)在比螺旋式压缩机的额定速度大的速度下操作，并且，不包括滑阀。当马达在恒定通量或恒定伏特/赫兹模式中、在由变速驱动器(104)提供的比马达的额定电压和频率大的电压和频率下操作时，作为比额定速度大的速度的螺旋式压缩机(108)的最大操作速度与马达(106)的最大操作速度相关。

Description

用于螺旋式压缩机的变速操作的系统和方法
技术领域
本发明一般涉及螺旋式压缩机(screw compressor)的操作。更具体地，本发明涉及与由变速驱动器(variable speed drive)供电(power)的马达连接的螺旋式压缩机的变速操作，其中，变速驱动器可向马达提供比马达的额定电压和频率高的输入电压和频率。
背景技术
螺旋式压缩机的容量基于进入螺旋式压缩机的气体量、以及压缩气体的螺旋(screw)或转子的转速。过去，螺旋式压缩机的转子的速度受限于驱动螺旋式压缩机的转子的感应马达的最大额定输出速度。此单速螺旋式压缩机会具有基于螺旋式压缩机中的转子速度的单个输出容量。为获得比感应马达的最大额定输出速度快的转子速度、以及螺旋式压缩机的输出容量的对应增大，必须将传动配置(gearing arrangement)连接在螺旋式压缩机的马达和转子之间。然而，为了得到螺旋式压缩机中的增大的转子速度而引入传动配置会导致压缩机系统的效率的减小、以及压缩机系统的增加的成本和维护。另外，螺旋式压缩机仍然仅具有一个输出容量，这是因为，仍然在单个(尽管更快)速度上驱动转子。
接下来，开发了一些技术来得到螺旋式压缩机中的可变容量。在一种技术中，螺旋式压缩机包括用来得到可变容量的滑阀(slide valve)。操作滑阀，以将正在由转子压缩的气体的一部分转移离开压缩机排放。经常地，由滑阀转移的气体返回到压缩机的吸入口。尽管滑阀的并入能够提供可变输出容量的螺旋式压缩机，但使用滑阀存在一些缺点。首先，滑阀提供了气体的泄漏通路，由此，减小了压缩机的效率。接下来，螺旋式压缩机中的滑阀的并入涉及复杂的机械过程、以及对应的增加的成本。最后，螺旋式压缩机的最大转子速度和容量基于马达的最大额定速度，并且，会需要传动配置来得到比额定马达速度大的转子速度。
用于得到螺旋式压缩机中的可变容量的另一种技术涉及将螺旋式压缩机的马达连接到变速驱动器。变速驱动器可改变向马达提供的频率和/或电压，以改变马达的输出速度，随之，该输出速度改变转子的速度，以得到螺旋式压缩机中的可变容量。然而，多数变速驱动器不能够提供比输入电压大的输出电压。对于变速驱动器的输出电压的此限制将马达的最大速度限制为与以线电压(line voltage)操作的马达的速度相对应的速度。如上所述，为得到螺旋式压缩机中的更大的转子速度，必须在马达和转子之间并入传动配置，以增大驱动压缩机的转子的马达的输出转速。
因此，所需要的是，用于螺旋式压缩机的变速操作的系统和技术，该螺旋式压缩机不包含滑阀，并可在不使用传动配置的情况下增大转子速度。
发明内容
本发明的一个实施例针对于增大螺旋式压缩机的输出容量的方法。该方法包括以下步骤：提供具有预定的额定操作电压和频率的马达，并提供能够将比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率提供到马达的变速驱动器。马达的预定的额定操作电压和频率生成预定的马达的输出速度。接下来，将螺旋式压缩机连接到马达。螺旋式压缩机具有响应于在马达的预定输出速度下的操作的预定的输出容量。操作变速驱动器，以将比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率提供到马达。作为对马达提供的比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率的结果，马达生成比预定的马达的输出速度大的输出速度。最后，在所生成的比预定的马达的输出速度大的马达的速度下驱动螺旋式压缩机，以得到比预定的螺旋式压缩机的输出容量大的输出容量。
本发明的另一个实施例针对于压缩系统，其包括具有预定的额定操作电压和频率的马达、连接到马达以对马达供电的变速驱动器、以及连接到马达的螺旋式压缩机。马达被配置为：响应于在预定的额定操作电压和频率下的操作而生成预定的输出速度。变速驱动器被配置为：将可变的输出电压和可变的输出频率提供到马达。可变的输出电压和可变的输出频率的范围在比预定的额定操作电压和频率小的输出电压和输出频率、以及比预定的额定操作电压和频率大的输出电压和输出频率之间。螺旋式压缩机被配置为：响应于在预定的马达的输出速度下被驱动，而提供预定的输出容量。马达可响应于在所提供的比预定的额定操作电压和频率大的电压和频率下的操作，而生成比预定的输出速度大的输出速度，并且，螺旋式压缩机响应于在比预定的马达的输出速度大的马达的输出速度下被驱动，而提供比预定的输出容量大的输出容量。
本发明的一个优点在于，缘自减小气体泄漏和增大转子密封的增大的转子速度的更有效率的螺旋式压缩机操作。
本发明的另一个优点在于，可增大感应马达的操作效率、速度和马力。
本发明的另一个优点在于，可在局部或部分负载条件下得到增大的系统效率。
本发明的另一个优点在于，可得到增大的压缩机容量。
本发明的另一个优点在于，可利用各种输入电压和频率，而使用一个马达和压缩机配置。
从下面与附图相结合的对优选实施例的更详细的描述中，本发明的其它特征和优点将更为清楚，其中，附图通过例子的方式图解了本发明的原理。
附图说明
图1示意性地图解了本发明的概要系统配置。
图2示意性地图解了在本发明中使用的变速驱动器的一个实施例。
图3示意性地图解了可与本发明一起使用的制冷系统。
图4示意性地图解了可与本发明一起使用的制冷系统的另一个实施例。
只要可能，将在所有图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。
具体实施方式
图1示意性地图解了本发明的概要系统配置。AC电源102对变速驱动器(VSD)104供电，其中VSD 104对驱动螺旋式压缩机108的马达106供电。AC电源102将单相或多相(例如，三相)固定电压和固定频率AC功率从位于一处的AC电网或配电系统提供到VSD 104。优选地，取决于对应的AC电网，AC电源102可将在50Hz或60Hz的线频率下的200V、230V、380V、460V、或600V的AC电压或线电压提供到VSD 104。
VSD 104从AC电源102接收具有特定固定线电压和固定线频率的AC功率，并在期望电压和期望频率下将AC功率提供到马达106，其中，期望电压和期望频率两者均被改变，以满足特定需求。优选地，VSD 104可向马达106提供具有比马达106的额定电压和频率高的电压和频率的AC功率、以及比马达106的额定电压和频率低的电压和频率的AC功率。图2示意性地图解了VSD 104的一个实施例中的一些组件。VSD 104可具有三级：转换器级202、DC链路级204、以及逆变器级206。转换器202将来自AC电源102的固定线频率、固定线电压的AC功率转换为DC功率。DC链路204过滤来自转换器202的DC功率，并提供诸如电容器和/或电感器的能量存储组件。最后，逆变器206将来自DC链路204的DC功率转换为用于马达106的可变频率、可变电压的AC功率。
转换器202、DC链路204和逆变器206的具体配置对于本发明来说不重要，只要VSD 104可将适当的输出电压和频率提供到马达106即可。例如，转换器202可为耦接到提升DC/DC转换器的二极管或闸流管整流器，以将提升的DC电压提供到DC链路204，以便得到比VSD 104的输入电压大的来自VSD 104的输出电压。在另一个例子中，转换器202可为具有绝缘栅两极晶体管(IGBT)的脉宽调制的提升整流器，以将提升的DC电压提供到DC链路204，从而得到比VSD 104的输入电压大的来自VSD 104的输出电压。在本发明的优选实施例中，VSD 104可提供至少为马达106的额定电压和频率的两倍的输出电压和频率。此外，应理解，VSD 104可并入与图2中示出的组件不同的组件，只要VSD 104可向马达106提供适当的输出电压和频率即可。
VSD 104可防止在马达106启动期间、大涌入电流到达马达106。VSD 104的逆变器206可向马达106提供具有大约一致的功率因子的功率。最后，用来调节对马达106的输出电压和输出频率的VSD 104的能力允许VSD 104在各种国外或国内电网上操作，而不需要为了不同的电源而更换马达106或螺旋式压缩机108。
优选地，马达106为能够变速操作的感应马达。感应马达可具有任意适用的极配置，包括两极、四极、或六极。感应马达用来驱动螺旋式压缩机108。螺旋式压缩机108具有取决于驱动螺旋式压缩机108的转子的马达106的输出速度的可变输出容量。换句话说，马达106的输出速度可控制螺旋式压缩机108的输出容量。例如，较低的马达的输出速度导致较低的压缩机的输出容量，而较高的马达的输出速度导致较高的压缩机的输出容量。在本发明的一个实施例中，可在制冷或冷却系统中使用本发明的系统和方法，以得到制冷或冷却系统的增大的容量。图3概要地图解了在制冷或冷却系统中并入的本发明的系统的一个实施例。
如图3所示，HVAC、制冷或液体冷却系统300包括螺旋式压缩机108、冷凝器(condenser)304、蒸发器306、以及控制面板308。控制面板308可包括各种不同的组件，如模数(A/D)转换器、微处理器、非易失性存储器、以及接口板，用来控制制冷系统300的操作。控制面板308还可用来控制VSD104、马达106、以及螺旋式压缩机108的操作。传统的制冷系统300包括未在图3中示出的很多其它功能部件。为了说明的方便，有目的地省略了这些功能部件，以简化绘图。
螺旋式压缩机108在吸入口处接收制冷剂蒸气，并在螺旋式压缩机108的啮合转子(meshing rotor)中压缩制冷剂蒸气。随后，螺旋式压缩机108通过排放管线排放压缩的蒸气。如上所述，螺旋式压缩机108的输出容量基于螺旋式压缩机108的转子的速度，其中，转子速度取决于由VSD 104供电的马达106的输出速度。由螺旋式压缩机108传递到冷凝器304的制冷剂蒸气进入与流体(例如，空气或水)的热交换关系，并且，作为与流体的热交换关系的结果，经历到制冷剂液体的状态变化(phase change)。来自冷凝器304的冷凝的液体制冷剂通过膨胀(expansion)装置(未示出)流入蒸发器306。
蒸发器306中的液体制冷剂进入与第二流体(例如，空气或水)的热交换关系，以降低第二流体的温度。并且，作为与第二流体的热交换关系的结果，蒸发器306中的制冷剂液体经历到制冷剂蒸气的状态变化。蒸发器306中的蒸气制冷剂离开蒸发器306，并通过吸入线路而返回到螺旋式压缩机108，以完成循环。应理解，可在系统300中使用任意适用的冷凝器304和蒸发器306的配置，只要得到冷凝器304和蒸发器306中的制冷剂的适当的状态变化即可。
本发明通过在比螺旋式压缩机的额定速度大的速度下操作螺旋式压缩机108、而不是通过在螺旋式压缩机108中并入滑阀，来得到来自螺旋式压缩机108的增大的容量和效率。当马达106在恒定通量(flux)或恒定伏特/赫兹模式中、在比马达的额定电压和频率大的电压和频率下操作时，螺旋式压缩机108的最大操作速度与马达106的最大操作速度相关。当在比螺旋式压缩机108的额定速度大的速度下操作时，螺旋式压缩机108提供转子之间的更好密封，并减小气体泄漏，由此，增大了压缩机效率。此外，螺旋式压缩机中的滑阀的消除通过移除可能的气体泄漏通路而产生效率的额外增大。
螺旋式压缩机108到由变速驱动器104供电的马达106的连接允许螺旋式压缩机108在除了较高速度和容量之外的较低速度和容量下操作。由于变速驱动器104可向马达106提供减小的输入频率和电压，所以，可减小马达106的输出速度，导致螺旋式压缩机108的减小的转子速度、以及对应的螺旋式压缩机108的减小的输出容量。
另外，对于例如螺旋式压缩机的恒定扭矩负载，在比马达的额定速度高或大的速度下、在恒定通量或恒定伏特/赫兹模式中的马达106的操作可提供更有效率的马达操作。当驱动恒定扭矩负载时，由马达106吸收的电流随着对马达106的输入电压和频率的增大而保持相对恒定。由于马达电流保持相对恒定，所以，马达106中的损耗保持相对恒定。由此，马达106的输出马力增大，同时，由马达106吸收的马达电流和马达106中的对应损耗已保持基本相同，这提供了比在马达106的额定电压和频率下驱动的相同马达106更大的马达效率。
用于得到增大的马达106的马力和效率、以及增大的螺旋式压缩机108的容量的本发明的一个实施例涉及将马达106连接到VSD 104，其中，VSD104能够向马达106提供比马达的额定电压和频率大的输入电压和输入频率。在一个例子中，马达106可针对对应的线电压和线频率而被标定，并且，VSD104可将比线电压和线频率大的输出电压和输出频率提供到马达106。可替换地，可针对于对应的线频率、以及比对应的线电压小的电压而标定马达106，并且，VSD 104可将与线电压基本相同的输出电压和比线频率大的输出频率提供到马达106。在任一配置中，马达106正在接收比马达的额定电压和频率大的输入电压和输入频率。
另外，由于VSD 104可将可变输入电压和可变输入频率提供到马达106，所以，马达106和螺旋式压缩机108可取决于系统的特定需求，而在各种不同电平(level)上操作。优选地，控制面板、微处理器或控制器可将控制信号提供到VSD 104，以控制VSD 104的操作，以便取决于从控制面板接收的特定传感器读取而提供用于马达106和螺旋式压缩机108的最优操作设置。例如，在图3的制冷系统300中，控制面板308可将VSD 104的输出电压和频率调节为与制冷系统300的改变的条件相对应，即，控制面板308可响应于螺旋式压缩机108的增大或减小的负载条件，而增大或减小VSD 104的输出电压和频率，以便得到马达106的期望操作速度、以及压缩机108的期望输出容量。
图4图解了合并本发明的制冷系统的一个特定实施例。制冷系统400是使用R-134a制冷剂来将冷却液体循环到各个安装位置的液体冷却系统。制冷系统400包括以下主要组件：由对应马达404驱动的两个或更多螺旋式压缩机402，其中，由一个或多个变速驱动器406对所述马达404供电；冷凝器系统408；蒸发器系统410；节约器(economizer)412；以及控制面板(未示出)。制冷系统400还包括不在这里详细讨论的很多其它次级组件和功能部件。为了说明的方便，已有目的地省略了这些组件，以简化绘图。
图4中示出的制冷系统400包括两个压缩机402，用来将制冷剂压缩(refrigerant compression)提供到两个并联的制冷回路(refrigerant circuit)。取决于对应的制冷回路，用相应后缀“-1”或“-2”来标识每个制冷回路的组件。例如，用附图标记402-1来标识第一制冷回路的压缩机。在另一个实施例中，每个制冷回路可包括并联连接的多于一个压缩机402。在另一个实施例中，制冷系统400可包括连接到附加的并联制冷回路中的附加的压缩机402。每个螺旋式压缩机402是具有固定的容积比(volume ratio)的传统的旋转螺旋式压缩机，其将制冷剂气体引入到转子的螺纹(thread)中，压缩制冷剂气体，并通过排放口将制冷剂气体排出。螺旋式压缩机402具有公和母转子，其被机械加工为配合在一起，其中，在各个瓣(lobe)和槽(flute)之间具有小间隙。在一个实施例中，转子将为5+7瓣组合。转子的直径可在145.3mm、136.4mm、以及124mm之间变化，其均具有约为1.4的L/D。
在一个实施例中，螺旋式压缩机402的外壳是灰铸铁，且为级别30，以便改善泄漏抗性、改善机械加工、增大消音、以及减小成本。螺旋式压缩机402的吸入和排放连接被轴向定位，并且，可为用于300级(300-class)服务的ANSI连接。螺旋式压缩机402的轴承可为级别ABEC 1的滚动元件ISO型轴承。对于径向负载，螺旋式压缩机402可使用圆柱滚动轴承。对于推力(thrust)或轴向负载，螺旋式压缩机402可使用角接触轴承。在一个实施例中，用于过滤制冷剂的3微米绝对过滤器被并入到螺旋式压缩机402的机身中，并可从外部装卸(accessible)，以便替换。最后，螺旋式压缩机402可具有外部混合消声器，其由schedule 40管构成，并包括：反应部分(reactivesection)，针对200Hz的压缩机排放抽吸频率而调谐该反应部分；以及被动部分(passive section)，其包括具有凯夫拉尔(kevlar)外壳(用来吸收较高频率的噪声)的纤维玻璃。消音器可具有25英寸的长度、以及6英寸的直径。在另一个实施例中，消音器可仅包括反应部分，并具有约为18英寸的长度。
通过由变速驱动器406供电的对应马达404，而驱动每个螺旋式压缩机402的机械螺旋机构或转子。在一个实施例中，马达404是标准的4极、138VAC、60Hz、68.1Hp感应马达。使用变速驱动器406，马达404能够以最大至460VAC/20Hz的电压/频率的线性伏特/赫兹方式操作，其中，所述最大电压/频率是马达404的额定电压和频率的倍数。变速驱动器406被设计成向以上述伏特/赫兹方式操作的马达404提供提升电压和频率，以提供大于额定的马力。变速驱动器406可将具有大约20-200Hz的范围的频率的电压提供到马达404。施加到马达404的负载是基本恒定扭矩的螺旋压缩机负载。在约为93.5％的效率下，马达404将大约169.3KW(227Hp)提供到负载。进入到压缩机402中的吸入气体可提供用于马达404的降温(cooling)。
在替换实施例中，单个变速驱动器(VSD)406可向多个马达404供电。向多个马达404供电的单个VSD 406可采用一个或两个输入AC到DC转换器、用于每个转换器的对应的DC链路、以及用于每个DC链路的多个DC到AC逆变器，以提供用于每个对应的压缩机马达404的专用输出模块。对于具有2或3个压缩机的制冷系统400的一些实施例，可在单个VSD 406中仅使用一个转换器和DC链路。而具有4个压缩机的制冷系统400的配置可以在单个VSD 406中使用两个转换器合两个DC链路。VSD 406可将具有大约20-200Hz的范围的频率的电压提供到马达404。可通过将DC链路电压维持在大约621VDC、从而对应于AC电源或线电压，而从VSD 406得到如上所述的用于马达404的提升的电压。在标称配电电压不是480VAC的情形中，可将自动变压器并入到VSD 406中，以通过VSD 406而将输入电压调节到480VAC，以便进一步的提升。
对于VSD 406的降温，使用独立的降温系统。优选地，可使用丙二醇-水混合物来对VSD 406降温。尽管丙二醇-水混合物是优选的，但应理解，可在VSD 406降温系统环路中使用任意适用的盐水或降温液体，如乙二醇-水混合物。可通过环境空气来对来自VSD降温系统的热盐水进行降温。可在冷凝器系统408中安置一些管或盘管(coil)，用于VSD降温。
在与具有以线性伏特/赫兹方式操作的感应马达-VSD组合串联、且在比电源频率高的状态下的螺旋式压缩机402的操作产生较高的总效率。较高的效率是由于在无滑阀的情况下、大于额定马达标示电压和频率的马达404的操作、以及在大于额定速度的状态下操作螺旋式压缩机402而产生的。在较大速度下的操作增大了压缩机402的密封能力，并改善了压缩机效率。
可通过使用VSD 406来改变马达404的速度(这因而改变了压缩机402的速度、以及由此的压缩机402的负载)，而加载/卸载压缩机402。压缩机402的加载/卸载本质上是在压缩机402的最小和最大速度点之间无限可变的。压缩机402最小负载点与将在大约20Hz下的相应输入电压提供到马达404的VSD 406相对应。
如上所述，VSD 406响应于从控制面板接收的控制信号，而改变马达404(以及压缩机402)的速度，以得到压缩机402的期望容量。控制面板使用模糊逻辑控制例程，以确定用于VSD 406的适当的操作速度、以及要接合的压缩机402的适当的数目，以便得到用于特定系统条件的最优系统操作。随后，控制面板将适当的控制信号发送到VSD 406，以调节VSD输出。模糊逻辑控制例程作为输入而接收剩余冷却液体温度(LCHLT)误差，其为在蒸发器410和预定设置点处测定的LCHLT之间的差。另外，控制面板还可使用监视作为输入的压缩机402的排放压力、马达电流、压缩机402的吸入压力、以及马达温度的另一个控制算法，而确定何时应当发生压缩机402的加载和卸载。
制冷系统400的冷凝器系统408是气冷冷凝器，其通过环境空气而将来自压缩机的制冷剂气体降温，以对离开冷凝器系统408的制冷剂进行降低过热(desuperheat)、冷凝、以及低温冷却。冷凝器系统408包括多个用于每个制冷回路的独立的铜导管盘管，该导管在外部是平滑的，而在内部通过铜导管周围的铝边而被强化。换句话说，在冷凝器系统408中，每个制冷回路具有其自身的一组盘管。所述盘管的结构可为“V”或“W”配置。基于从控制面板接收的用来响应于特定系统条件而调整风扇的速度和数目的控制指令，多个风扇将通过盘管移动空气。冷凝器风扇装配(assembly)可为由6极、2HP马达驱动的900mm、3叶片Crowley风扇。可替换地，冷凝器风扇装配可为由6极、1.5HP马达驱动的30英寸Revcor前扫金属叶轮。冷凝器系统408还可用来对系统400中的油降温。冷凝器系统408的一些铜导管专用于降温并接收来自独立油回路的油。在冷凝器系统408中降温的油返回到压缩机402。
在替换实施例中，制冷系统400的冷凝器系统408可为水冷冷凝器，而不是气冷冷凝器。如上所述，在用于每个制冷回路的冷凝器盘管中流动的制冷剂蒸气进入与通过连接到降温塔的管道而流动的水的热交换关系。作为与水的热交换关系的结果，冷凝器系统408中的制冷剂蒸气经历到制冷剂液体的状态变化。
制冷系统400的蒸发器系统410具有多个用于每个制冷回路的独立盘管或管。制冷剂通过每个回路的管而循环，并被要用于降温负载而被冷却的液体包围。蒸发器系统410具有从降温负载接收热液体的管道连接，并将冷却液体提供到降温负载。优选为水的次级液体(但可为任意其它适用的次级液体，例如，乙烯、氯化钙或氯化钠盐水)经由返回线路而进入到蒸发器系统410，并经由供应线路而离开蒸发器系统410。蒸发器系统410的独立的制冷回路的盘管中的液体制冷剂进入与次级液体的热交换关系，以冷却次级液体的温度。作为与次级液体的热交换关系的结果，蒸发器系统410的盘管中的制冷剂液体经历到制冷剂蒸气的状态变化。蒸发器系统410的盘管中的蒸气制冷剂离开蒸发器系统410，并通过吸入线路返而回到制冷回路的对应的压缩机402，以完成循环。
可替换地，蒸发器系统410可为淹没式(flooded)蒸发器。淹没式蒸发器是壳管式(shell and tube)热交换器，其中，制冷剂在壳一侧上，而要降温的液体在管内流动。可通过使用蒸发器壳中的分隔(partition)和屏蔽(barrier)，而在蒸发器系统410中维持独立的制冷回路。优选地，蒸发器系统410包括具有连接到降温负载的供应线路的和返回线路的热交换器盘管。在蒸发器410内，热交换器盘管可包括多个管束。
通常，对于R-134制冷剂来说，用于制冷系统400的管道需要较大的线路尺寸，该制冷剂将在较高的流速下抽吸，以实现与R-22制冷剂类似的能力。制冷系统400将节约器412并入到每个制冷回路中，以增大系统容量和性能。节约器412通过连接到压缩机402中的特定压力下的端口的闪蒸罐(flashtank)而被供给，并且，提供附加的容量/性能增益。另外，通过改变转子的速度来卸载压缩机，即使在卸载操作期间，节约器412也可以很有效率，这是因为，节约器端口将不会暴露于减小性能的压缩机402的吸入压力，并且，因此，应当对非常低的负载提供附加性能和容量(合理地)。在非常轻的负载下，可使用电磁阀(solenoid valve)来关闭节约器供给，以提供马达负载的减小。此外，将使用闪蒸罐来将气体与在部分膨胀的压力下的液体分开。将把气体从闪蒸罐的顶部供给到节约器412。闪蒸罐是具有来自冷凝器408的供给阀的简单的立式罐，用来提供部分膨胀的液体-气体流体混合物。液体将通过第二膨胀泄漏阀而从闪蒸罐漏出到蒸发器410。
尽管已通过参照优选实施例而描述了本发明，但本领域的技术人员将理解，可作出各种改变，并且，可用等价物来替换本发明的元素，而不会背离本发明的范围。另外，可作出很多修改，以使特定情形或材料适应于本发明的教导，而不会背离本发明的本质范围。因此，意图在于，本发明不限于作为认为是实施此发明的最佳方式而公开的特定实施例，并且，本发明将包括落入到所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (35)

1、一种增大螺旋式压缩机的输出容量的方法，该方法包括以下步骤：
提供具有预定的额定操作电压和频率的马达，其中，马达的预定的额定操作电压和频率生成预定的马达的输出速度；
提供能够将比马达的预定的额定操作电压和频率大的电压和频率提供到马达的变速驱动器；
将螺旋式压缩机连接到马达，螺旋式压缩机具有响应于在马达的预定输出速度下的操作的预定的输出容量；
操作变速驱动器，以将比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率提供到马达，作为对马达提供的比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率的结果，马达生成比预定的马达的输出速度大的输出速度；以及
在所生成的比预定的马达的输出速度大的马达的输出速度下驱动螺旋式压缩机，以得到比预定的螺旋式压缩机的输出容量大的来自螺旋式压缩机的输出容量。
2、如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：以恒定通量操作模式操作马达。
3、如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：将变速驱动器的输出电压提升到对变速驱动器的输入电压的至少两倍。
4、如权利要求3所述的方法，其中，预定的马达的额定操作电压基本上等于对变速驱动器的输入电压。
5、如权利要求1所述的方法，其中，预定的马达的额定操作电压小于对变速驱动器的输入电压。
6、如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：从螺旋式压缩机消除用于容量控制的滑阀。
7、一种压缩系统，其包括：
具有预定的额定操作电压和频率的马达，该马达被配置为：响应于在预定的额定操作电压和频率下的操作而生成预定的输出速度；
连接到马达以对马达供电的变速驱动器，该变速驱动器被配置为：将可变的输出电压和可变的输出频率提供到马达，可变的输出电压和可变的输出频率的范围在比预定的额定操作电压和频率小的输出电压和输出频率、以及比预定的额定操作电压和频率大的输出电压和输出频率之间；
连接到马达的螺旋式压缩机，该螺旋式压缩机被配置为：响应于在预定的马达的输出速度下被驱动，而提供预定的输出容量；并且
其中，马达响应于在所提供的比预定的额定操作电压和频率大的电压和频率下的操作，而生成比预定的输出速度大的输出速度，并且，螺旋式压缩机响应于在比预定的马达的输出速度大的马达的输出速度下被驱动，而提供比预定的输出容量大的输出容量。
8、如权利要求7所述的压缩系统，其中，变速驱动器被配置为：将比对变速驱动器的输入电压大的输出电压提供到马达。
9、如权利要求8所述的压缩系统，其中，变速驱动器被配置为：将对变速驱动器的输入电压的至少两倍的输出电压提供到马达。
10、如权利要求9所述的压缩系统，其中，预定的马达的额定操作电压基本上等于对变速驱动器的输入电压。
11、如权利要求7所述的压缩系统，其中，预定的马达的额定操作电压小于对变速驱动器的输入电压。
12、如权利要求7所述的压缩系统，其中，变速驱动器将输出电压和输出频率提供到马达，以允许马达以恒定通量操作模式操作。
13、如权利要求7所述的压缩系统，其中，螺旋式压缩机响应于在比预定的马达的输出速度大的马达的输出速度下被驱动，而具有增大的马达密封。
14、如权利要求7所述的压缩系统，其中，螺旋式压缩机被配置为：省略螺旋式压缩机中的用来减小气体泄漏的滑阀。
15、一种冷却系统，其包括：
第一制冷回路，该第一制冷回路包括在闭合制冷环路中连接的第一压缩机、第一冷凝器配置、以及第一蒸发器配置；
第二制冷回路，该第二制冷回路包括在闭合制冷环路中连接的第二压缩机、第二冷凝器配置、以及第二蒸发器配置；
连接到第一压缩机以便驱动第一压缩机的第一马达，该第一马达具有预定的额定操作电压和频率，第一马达被配置为：响应于在被提供到第一马达的预定的第一马达的额定操作电压和频率，而在预定的速度下驱动第一压缩机，并且，第一压缩机具有响应于在预定速度下被驱动的预定容量；
连接到第二压缩机以便驱动第二压缩机的第二马达，该第二马达具有预定的额定操作电压和频率，第二马达被配置为：响应于在被提供到第二马达的预定的第二马达的额定操作电压和频率，而在预定的速度下驱动第二压缩机，并且，第二压缩机具有响应于在预定速度下被驱动的预定容量；
连接到第一马达和第二马达以便对第一马达和第二马达供电的至少一个变速驱动器，所述至少一个变速驱动器被配置为：将可变的输出电压和可变的输出频率提供到第一马达和第二马达，可变的输出电压和可变的输出频率的范围在比预定的第一马达和第二马达的额定操作电压和频率小的输出电压和输出频率、以及比预定的第一马达和第二马达的额定操作电压和频率大的输出电压和输出频率之间；
其中，第一马达响应于从所述至少一个变速驱动器提供的比预定的第一马达的额定操作电压和频率大的输出电压和输出频率，而在比预定速度大的速度下驱动第一压缩机，第一压缩机响应于由第一马达在比预定的输出速度大的输出速度下驱动，而提供比预定的输出容量大的输出容量；以及
其中，第二马达响应于从所述至少一个变速驱动器提供的比预定的第二马达的额定操作电压和频率大的输出电压和输出频率，而在比预定速度大的速度下驱动第二压缩机，第二压缩机响应于由第二马达在比预定的输出速度大的输出速度下驱动，而提供比预定的输出容量大的输出容量。
16、如权利要求15所述的冷却系统，其中，第一压缩机和第二压缩机是螺旋式压缩机。
17、如权利要求16所述的冷却系统，其中，第一螺旋式压缩机和第二螺旋式压缩机响应于在比预定的速度大的速度下被驱动，而各自具有增加的转子密封。
18、如权利要求16所述的冷却系统，其中，第一螺旋式压缩机和第二螺旋式压缩机被配置为：省略在第一螺旋式压缩机和第二螺旋式压缩机中的用来减小气体泄漏的滑阀。
19、如权利要求15所述的冷却系统，其中，所述至少一个变速驱动器包括：
第一变速驱动器，其连接到第一马达，以对第一马达供电；
第二变速驱动器，其连接到第二马达，以对第二马达供电。
20、如权利要求15所述的冷却系统，其中，所述至少一个变速驱动器包括单个变速驱动器，其具有连接到第一马达的第一逆变器部分、以及连接到第二马达的第二逆变器部分。
21、如权利要求15所述的冷却系统，其中，预定的第一马达和第二马达的额定操作电压和频率为138VAC和60Hz。
22、如权利要求21所述的冷却系统，其中，所述至少一个变速驱动器被配置为：将460VAC的输出电压和200Hz的输出频率提供到第一马达和第二马达。
23、如权利要求21所述的冷却系统，其中，由所述至少一个变速驱动器提供的可变输出频率范围从大约20Hz到大约200Hz。
24、如权利要求15所述的冷却系统，其中，第一压缩机和第二压缩机各自包括消音器系统。
25、如权利要求15所述的冷却系统，其中，第一冷凝器配置和第二冷凝器配置各自包括组合的冷凝器系统的一部分。
26、如权利要求25所述的冷却系统，其中，组合的冷凝器系统是气冷的。
27、如权利要求15所述的冷却系统，其中，第一蒸发器配置和第二蒸发器配置各自包括组合的蒸发器系统的一部分。
28、如权利要求15所述的冷却系统，其中，还包括VSD降温系统，用来对所述至少一个变速驱动器降温。
29、如权利要求28所述的冷却系统，其中，VSD降温系统包括乙二醇和水混合物的盐水环路。
30、如权利要求28所述的冷却系统，其中，VSD降温系统包括丙二醇和水混合物的盐水环路。
31、如权利要求30所述的冷却系统，其中，第一冷凝器配置、第二冷凝器配置、以及VSD降温系统的盐水环路各自包括组合的冷凝器系统的一部分。
32、如权利要求31所述的冷却系统，其中，组合的冷凝器系统是气冷的。
33、如权利要求15所述的冷却系统，其中：
第一制冷回路包括第一节约器；以及
第二制冷回路包括第二节约器。
34、如权利要求32所述的冷却系统，其中，第一节约器和第二节约器各自包括闪蒸罐。
35、如权利要求15所述的冷却系统，其中，第一制冷回路和第二制冷回路各自循环R-134a制冷剂。
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