CN212431383U - 冷水机组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及制冷设备技术领域，公开一种冷水机组，包括：离心压缩机，包括冷媒压缩腔和气浮轴承；过热装置，进口端通过第一单向阀与所述冷媒压缩腔的排气口连接，出口端与所述气浮轴承的供气口连接，被配置为所述气浮轴承提供饱和气体或者过热气体。本公开实施例提供的冷水机组，在离心压缩机的气浮轴承的供气口设置了过热装置，通过过热装置对气浮轴承的供气进行加热操作，能够保证进入气浮轴承的气体为饱和气体或者过热气体，防止气浮轴承的供给气体中含有液体，影响离心压缩机的正常运行。

Description

冷水机组

技术领域

本申请涉及制冷设备技术领域，例如涉及一种冷水机组。

背景技术

目前，气体润滑技术是在20世纪中期迅速发展起来的一项高新技术。它的出现使润滑技术有了质的飞跃。气体轴承就是从这项技术中开发出的核心物品，它是利用气膜支撑负荷或减少摩擦的机械构件。与滚动轴承及油滑动轴承相比，气体轴承具有速度高、精度高、功耗低和寿命长的四大优点。它使轴承速度提高了5～10倍，支撑精度提高了2个数量级，功耗降低了3个数量级，而轴承的工作寿命则增长了数十倍。气体润滑技术包括动压润滑、静压润滑以及动静压润滑，其中动压润滑为自作用润滑，静压润滑为由外部提供气体压力的润滑，动静压润滑则兼顾前两者的特点。在设计中可根据具体的工程需求选取合适的润滑种类。

其中运用于离心压缩机的静压润滑气体轴承，需有外部压力装置提高冷媒压力，对轴承不断供给高压气态冷媒，现有的供压装置一般为供气罐，即利用电能加热供气罐内的电热管，使液态制冷剂受热蒸发为气体。但是由于气态制冷剂蒸发后会上升在储气罐顶部排出，所以在上升过程中会碰到刚流入储气罐的液态制冷剂，容易夹带小液滴。而当轴承供气内掺杂液滴时，会打乱轴承气膜的正常运转，影响转子和轴承的运行，造成轴承损坏，严重的话甚至导致抱轴事故。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

在对气浮轴承供气时，不能确保压缩机出口的制冷剂为饱和气态，因此不能保证供给气浮轴承的气体为饱和气态，可能含有液体，且在运行过程中可能会发生冷凝现象造成气体液化，液体进入轴承间隙后，会影响轴承的正常运行。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供冷水机组，能够防止气浮轴承供气中夹带液体，使气浮轴承的供气为饱和气体或者是过热气体。

在一些实施例中，冷水机组包括：离心压缩机，包括冷媒压缩腔和气浮轴承；过热装置，进口端通过第一单向阀与所述冷媒压缩腔的排气口连接，出口端与所述气浮轴承的供气口连接，被配置为所述气浮轴承提供饱和气体或者过热气体。

本公开实施例提供的冷水机组，可以实现以下技术效果：

在离心压缩机的气浮轴承的供气口设置了过热装置，通过过热装置对气浮轴承的供气进行加热操作，能够使进入气浮轴承的气体为饱和气体或者过热气体，防止气浮轴承的供给气体中含有液体，影响离心压缩机的正常运行。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个冷水机组的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的另一个冷水机组的结构示意图。

附图标记：

1、离心压缩机；11、冷媒压缩腔；12、气浮轴承；2、过热装置；21、壳体；22、加热模块；31、第一单向阀；32、第二单向阀；41、第一电磁阀；42、第二电磁阀；43、第三电磁阀；5、第一热交换器；6、气体压缩装置；71、第一传感器；72、第一流量计；73、第二传感器；74、第二流量计。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是本公开实施例提供的一个冷水机组的结构示意图。结合图1所示，本公开实施例提供一种冷水机组，包括离心压缩机1和过热装置2。离心压缩机1包括冷媒压缩腔11和气浮轴承12；过热装置2，进口端通过第一单向阀31与冷媒压缩腔11的排气口连接，出口端与气浮轴承12的供气口连接，被配置为气浮轴承12提供饱和气体或者过热气体。

离心压缩机1包括冷媒压缩腔11，冷媒进入冷媒压缩腔11压缩为高温高压的气体后被排出离心压缩机，为冷水机组提供循环冷媒。

离心压缩机1还包括气浮轴承12，为冷媒压缩腔11压缩冷媒提供动力。气浮轴承12是以气体作为润滑剂的滑动轴承，支撑件在启动或者停止工作时无固体接触，因此没有固体磨损。可选地，气浮轴承12为静压式气悬浮轴承。气浮轴承12的工作原理简单，具有较大的承载能力和刚度，在高速、低速、甚至零速时均能正常工作，且具有速度高、精度高、功耗低和寿命长等优点，因此适应性强，应用广泛。

过热装置2设置于气浮轴承12的供气口前，其进口端通过第一单向阀31与冷媒压缩腔11的排气口连接，其出口端与气浮轴承12的供气口连接。这样，冷媒压缩腔11为气浮轴承12提供的气体经过过热装置2的加热和稳压的作用后，能够防止气体中含有液体，为气浮轴承12提供过热气体或者饱和气体，且能够保证供给的气体气压稳定，实现离心压缩机1的稳定运行。

冷媒压缩腔11的排气口设置第一单向阀31。这样能够防止离心压缩机1排出的气体出现倒流的情况，保证离心压缩机1的安全运行。

可选地，冷水机组还包括第二热交换器，气浮轴承12的排气连接至第二热交换器。这样，气浮轴承12内工作后的气体通过第二热交换器回到离心压缩机1的压缩腔内，继续为冷水机组提供循环冷媒，和为气浮轴承12提供气体。

采用本公开实施例提供的冷水机组，在离心压缩机的气浮轴承的供气口设置了过热装置，通过过热装置对气浮轴承的供气进行加热操作，能够使进入气浮轴承的气体为饱和气体或者过热气体，防止气浮轴承的供给气体中含有液体，影响离心压缩机的正常运行。

在一些实施例中，过热装置2包括壳体21和加热模块22。加热模块22设置于壳体21的内部或者侧壁，被配置为加热过热装置2内的气体。

可选地，加热模块22采用电加热管的方式进行加热，可将电加热管设置于壳体21的内部。电加热管的加热速度快、效率高、结构紧凑。这样，加热模块22能够使供给气浮轴承12的气体快速地达到预设温度或者是需求温度，并且，电加热管的价格低，能够降低过热装置的成本。

可选地，加热模块22采用半导体加热片的方式进行加热，可将半导体加热片设置于壳体21的侧壁上。半导体制热快、精度高。这样，通过半导体加热片对壳体21侧壁进行加热，可以在短时间内达到对过热装置2内的气体进行加热的目的，实现对过热装置2内的温度的准确控制，并且，半导体制热片没有运动部件，可靠性高。

可选地，加热模块22采用电磁加热的方式进行加热，可将电磁线圈缠绕设置于壳体21的侧壁上。通过电磁加热的方式对过热装置2内的气体进行加热，温度控制准确，安全可靠，加热速度快，高效节能。

在一些实施例中，冷水机组还包括第一电磁阀41。第一电磁阀41连接加热模块22和第一单向阀31，被配置为受控导通冷媒压缩腔11和过热装置2。

第一电磁阀41的一端与第一单向阀31连接，第一电磁阀41的另一端与加热模块22连接。这样，第一电磁阀41可受控导通冷媒压缩腔11与过热装置2之间的通路，使冷媒压缩腔11排出的一部分气体通过过热装置2后进入气浮轴承12，为气浮轴承12供气；或者，第一电磁阀41可受控关闭冷媒压缩腔11与过热装置2之间的通路。

可选地，第一电磁阀41与第一单向阀31之间还设有第一过滤器。这样，能够防止通过过热装置2进入气浮轴承12的气体中含有杂质，保证气浮轴承12的正常工作。可选地，第一过滤器前设有第三单向阀。这样，能够防止经过第一电磁阀41的气体出现倒流。

离心压缩机1排出的高温高压的气体经第一单向阀31、第一电磁阀41为气浮轴承12提供气体的通路称为第一供气管路。

在一些实施例中，冷水机组还包括第一热交换器5和气体压缩装置6。第一热交换器5通过第一单向阀31与冷媒压缩腔11的排气口连接；气体压缩装置6，进气口与第一热交换器5的气体出口端的连接，出气口与过热装置2的进口端连接，被配置为压缩第一热交换器5排出的气体，为过热装置2提供气体。

第一热交换器5通过第一单向阀31与冷媒压缩腔11的排气口连接。这样，冷媒压缩腔11排出的气体一部分经第一电磁阀41流入过热装置，另一部分气体流入第一热交换器。

气体压缩装置6的进气口与第一热交换器5的气体出口端连接，这样，可以将进入第一热交换器5气态部分制冷剂引出至气体压缩装置6；气体压缩装置6的出气口与过热装置2的进口端连接，这样，可以将第一热交换器5引出的气态制冷剂压缩后排出至过热装置2，经过热装置2的加热或者稳压作用，为气浮轴承12提供过热气体或者饱和气体。

离心压缩机1排出的高温高压的气体经第一热交换器5、气体压缩装置6为气浮轴承12提供气体的通路称为第二供气管路。

在一些实施例中，冷水机组还包括第二电磁阀42。第二电磁阀42连接气体压缩装置的进气口和第一热交换器的气体出口端，被配置为受控导通第一热交换器5和过热装置2。

第二电磁阀42的一端与气体压缩装置6的进气口连接，第二电磁阀42的另一端与第一热交换器5的气体出口端连接。这样，第二电磁阀42可受控导通第一热交换器5和过热装置2之间的通路，使第一热交换器5中的部分气态制冷剂引出至气体压缩装置6中压缩后进入过热装置2，为气浮轴承12供气；或者，第二电磁阀42可受控关闭第一热交换器5与过热装置2之间的通路。

可选地，第二电磁阀42与气体压缩装置6之间还设有第二过滤器。这样，能够防止气体中含有杂质，保证气浮轴承12的正常工作。可选地，第二过滤器前设有第四单向阀。这样，能够防止经过第二电磁阀42的气体倒流，造成机组故障。

在一些实施例中，冷水机组还包括控制装置。控制装置与第一电磁阀41和/或第二电磁阀42连接，被配置为控制第一电磁阀41和/或第二电磁阀42的开度。

控制装置与第一电磁阀41和/或第二电磁阀42连接，能够控制第一电磁阀41和/或第二电磁阀42的开度，从而控制经过第一电磁阀41和/或第二电磁阀42的气体流量，即控制气浮轴承12的第一供气管路和/或第二供气管路的流量。可选地，能够控制第一电磁阀41和/或第二电磁阀42的开启或者关闭，从而控制气浮轴承12的第一供气管路和/或第二供气管路的开启或者关闭。

在一些实施例中，冷水机组还包括第一传感器71和第一流量计72。第一传感器71设置于过热装置2的进口端并与控制装置连接，被配置为检测进入过热装置2的气体的压力和/或温度；和/或，第一流量计72，设置于过热装置2的进口端并与控制装置连接，被配置为检测进入过热装置2的气体的流量。

在过热装置2的进口端设有与控制装置连接的第一传感器71和第一流量计72。第一传感器71检测进入过热装置2的气体的压力和/或温度。当第一传感器71检测到的压力小于气浮轴承12预设的供气压力，和/或，当第一传感器71检测到的温度小于气浮轴承12预设的供气温度时，控制装置控制加热模块22开始加热，使进入过热装置2的气体达到饱和气体状态或者过热气体状态。当第一传感器71检测到的压力大于或者等于气浮轴承12预设的供气压力，和/或，当第一传感器71检测到的温度大于或者等于气浮轴承12预设的供气温度时，加热模块不开启。

第一流量计72，检测进入过热装置2的气体的流量。当第一流量计72检测到的流量信号出现大的波动时，控制装置控制第一电磁阀41和/或第二电磁阀42的开度，从而调节气浮轴承12的第一供气管路和/或第二供气管路的流量。

在一些实施例中，冷水机组还包括第二传感器73和第二流量计74。第二传感器73设置于过热装置2的出口端并与控制装置连接，被配置为检测流出过热装置2的气体的压力和/或温度；和/或，第二流量计74，设置于过热装置2的出口端并与控制装置连接，被配置为检测流出过热装置2的气体的流量。

在过热装置2的出口端设有与控制装置连接的第二传感器73和第二流量计74。第二传感器73检测流出过热装置2的气体的压力和/或温度。当第二传感器73检测到的压力小于气浮轴承12预设的供气压力，和/或，当第二传感器73检测到的温度小于气浮轴承12预设的供气温度时，控制装置控制加热模块22开始加热，使进入过热装置2的气体达到饱和气体状态或者过热气体状态。当第二传感器73检测到的压力大于或者等于气浮轴承12预设的供气压力，和/或，当第二传感器73检测到的温度大于或者等于气浮轴承12预设的供气温度时，加热模块不开启。

第二流量计74，检测进入过热装置2的气体的流量。当第二流量计74检测到的流量信号出现大的波动时，或者当第二流量计74检测到的流量信号小于气浮轴承12预设的供气流量时，控制装置控制第一电磁阀41和/或第二电磁阀42的开度，从而调节气浮轴承12的第一供气管路和/或第二供气管路的流量。

在一些实施例中，冷水机组还包括第三电磁阀43。第三电磁阀43连接过热装置2的出口端和气浮轴承12的供气口，与控制装置连接，被配置为受控导通过热装置2和气浮轴承12。

第三电磁阀43的一端与过热装置2的出口端连接，另一端与气浮轴承12的供气口连接，与控制装置连接，第三电磁阀43可受控制装置的控制导通过热装置2和气浮轴承12的通路。可选地，当第二流量计74检测的流量大于气浮轴承12的预设的供气流量时，控制装置控制第三电磁阀43的开度。这样，可以调节气浮轴承12的供气的流量。

在一些实施例中，冷水机组还包括第二单向阀32。第二单向阀32设置于过热装置2的进口端。

在过热装置2的进口端设置第二单向阀32。这样能够防止进入过热装置2的气体倒流，造成机组故障。

可选地，冷水机组还包括节流装置，设置于第一热交换器5和第二热交换器之间，保证冷媒在制冷系统中的循环运行。

可选地，节流装置前设置第二过滤器。

可选地，第二热交换器与离心压缩机1之间通过第四电磁阀连接，第四电磁阀与控制装置连接。这样，第四电磁阀可受控导通第二热交换器与离心压缩机1之间的通路；或者受控改变第四电磁阀的开度大小，调节第二热交换器与离心压缩机1之间的冷媒流量。

可选地，在冷水机组开启运行时，关闭气浮轴承12的第一供气管路，开启气浮轴承12的第二供气管路。即，当冷水机组开机时，系统运行不稳定，此时，关闭第一电磁阀41，打开第二电磁阀42，气体压缩装置6压缩由第一热交换器5引出的部分气体后，将气体输送至过热装置2加热，减少气体中的液滴，使气体达到预设的供气压力或者供气温度，或者使过热装置2中气体的压力达到稳定，为气浮轴承12提供稳定的饱和气体或者过热气体，保证离心压缩机1运行的稳定性。

可选地，在冷水机组运行稳定后，关闭打开气浮轴承12的第一供气管路，关闭气浮轴承12的第二供气管路。即，当冷水机组的系统运行稳定后，打开第一电磁阀41，关闭第二电磁阀42，使冷媒压缩腔11排出的气体一部分经过第一电磁阀41被引至过热装置2中加热，降低气体中的液滴；当第一传感器71检测到气体的压力和/或温度低于气浮轴承12供气的预设值，和/或，第二传感器73检测到气体的压力和/或温度低于气浮轴承12供气的预设值时，控制装置控制加热模块开启，通过加热提高气体的压力和/或温度，并且，控制装置根据第一传感器71和/或第二传感器73实时检测的压力和/或温度信号判断加热模块的开启或关闭；当第一传感器71和/或第二传感器73检测到气体的压力高于气浮轴承12供气的预设值，加热模块不开启。这样，当系统稳定运行后，开启气浮轴承12的第一供气管路为气浮轴承供气，减少了气体压缩装置6的电能消耗，降低了冷水机组的能耗。

可选地，在冷水机组运行稳定后，气浮轴承12的第一供气管路供气，当第一流量计72和/或第二流量计74检测到的流量信号不能够满足气浮轴承12的供气流量时，控制装置可控制第一电磁阀41的开度以改变第一供气管路的流量；或者，控制装置控制第二电磁阀42开启以打开气浮轴承12的第二供气管路，并调节第二电磁阀42、第三电磁阀43的开度以调节第二供气管路的流量，保证气浮轴承12的供气量。

可选地，控制装置根据第一传感器71、第一流量计72、和/或第二传感器73、第二流量计实时检测的数据以调节过热装置2的启闭，或者调节第一电磁阀41、第二电磁阀42、第三电磁阀43的开度。这样能够使离心压缩机1的运行更加稳定，冷水机组更加高效节能。

图2是本公开实施例提供的另一个冷水机组的结构示意图。结合图2所示，可选地，气体压缩装置6替换为气体加热装置，同样可以实现上述各实施例中所能够实现的效果。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种冷水机组，其特征在于，包括：

离心压缩机，包括冷媒压缩腔和气浮轴承；

过热装置，进口端通过第一单向阀与所述冷媒压缩腔的排气口连接，出口端与所述气浮轴承的供气口连接，被配置为所述气浮轴承提供饱和气体或者过热气体。

2.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述过热装置包括：

壳体；

加热模块，设置于所述壳体的内部或者侧壁，被配置为加热所述过热装置内的气体。

3.根据权利要求2所述的冷水机组，其特征在于，还包括：

第一电磁阀，连接所述加热模块和所述第一单向阀，被配置为受控导通所述冷媒压缩腔和所述过热装置。

4.根据权利要求3所述的冷水机组，其特征在于，还包括：

第一热交换器，通过第一单向阀与所述冷媒压缩腔的排气口连接；

气体压缩装置，进气口与所述第一热交换器的气体出口端的连接，出气口与所述过热装置的进口端连接，被配置为压缩所述第一热交换器的排出的气体，为所述过热装置提供气体。

5.根据权利要求4所述的冷水机组，其特征在于，还包括：

第二电磁阀，连接所述气体压缩装置的进气口和所述第一热交换器的气体出口端，被配置为受控导通所述第一热交换器和所述过热装置。

6.根据权利要求5所述的冷水机组，其特征在于，还包括：

控制装置，与所述第一电磁阀和/或第二电磁阀连接，被配置为控制所述第一电磁阀和/或第二电磁阀的开度。

7.根据权利要求6所述的冷水机组，其特征在于，还包括：

第一传感器，设置于所述过热装置的进口端并与所述控制装置连接，被配置为检测进入过热装置的气体的压力和/或温度；和/或，

第一流量计，设置于所述过热装置的进口端并与所述控制装置连接，被配置为检测进入过热装置的气体的流量。

8.根据权利要求7所述的冷水机组，其特征在于，还包括：

第二传感器，设置于所述过热装置的出口端并与所述控制装置连接，被配置为检测流出过热装置的气体的压力和/或温度；和/或，

第二流量计，设置于所述过热装置的出口端并与所述控制装置连接，被配置为检测流出过热装置的气体的流量。

9.根据权利要求8所述的冷水机组，其特征在于，还包括：

第三电磁阀，连接所述过热装置的出口端和所述气浮轴承的供气口，与所述控制装置连接，被配置为受控导通所述过热装置和所述气浮轴承。

10.根据权利要求9所述的冷水机组，其特征在于，还包括：

第二单向阀，设置于所述过热装置的进口端。

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