[发明专利]离心式压缩机入口导向叶片控制

说明书

发明背景

本发明一般涉及冷却机制冷系统，并且更详细而言涉及一种在启动时最大化冷却机制冷系统的冷却能力的方法。

在许多传统的冷却机中，压缩机(例如像离心式压缩机)由驱动装置(例如像电动马达)直接驱动或者通过变速器进行驱动。压缩机的最佳性能受到压缩机旋转速度的强烈影响。必须针对正在冷却的空间的空调要求所需的负荷变化，而调节流经压缩机的制冷剂的体积。通常通过单独地或以协同方式改变入口导向叶片和叶轮速度来实现对流量的控制。

当传统的冷却机系统初始启动时，入口导向叶片通常处于完全闭合位置，从而仅允许最小流量流入到压缩机中，以便防止马达停转。只有当马达达到全速时，系统才会开始开启入口导向叶片，进而增强系统的能力。因此，从冷却机系统初始启动时，直到导向叶片完全开启并且系统在最大能力下运行，可能会耗费大量的时间。一些应用(例如像数据中心)要求系统以比使用传统系统所容许的时间更短的时间量来达到最大能力。

发明简述

根据本发明的方面，提供一种在包括压缩机、冷凝器和冷却器的冷却机系统启动之前定位入口导向叶片组件的方法，所述方法包括从位于所述冷却器和所述冷凝器中的传感器接收第一输入。基于来自传感器的所述输入来计算饱和温度。接收指示耦接至所述压缩机的马达在启动时的最小速度的第二输入。使用所计算的饱和温度和所述第二输入，确定所述入口导向叶片组件的容许位置。然后，将所述入口导向叶片组件移动至所确定的容许位置。

从下文结合附图所做的描述中，这些和其它优点以及特征将变得更加显而易见。

附图简述

特别在本说明书前面部分的权利要求书中指出和明确地要求保护被视为本发明的主题。从下文结合附图所做的详细描述中，本发明的上述和其它特征以及优点将是显而易见的，其中：

图1是示例性冷却机制冷系统的示意图；

图2是示例性冷却机制冷系统的透视图；

图3是示例性入口导向叶片组件的透视图；

图4是示例性入口导向叶片致动系统的透视图；

图5是根据本发明实施方案的、用于冷却机制冷系统的控制系统；和

图6是根据本发明实施方案的、用以在冷却机制冷系统启动之前确定入口导向叶片组件的容许位置的方法。

发明详述

现在参考图1和图2，所示出的示例性冷却机制冷系统10包括流动性耦接而形成回路的压缩机组件30、冷凝器12和冷却器或蒸发器20。第一导管11从冷却器20的出口22邻近处延伸至压缩机组件30的入口32。压缩机组件30的出口34通过导管13耦接至冷凝器12的入口14。在一个实施方案中，冷凝器12包括第一腔室17，以及仅可从第一腔室17内部接触的第二腔室18。第二腔室18内的浮阀19通过另一导管15连接至冷却器20的入口24。取决于冷却机系统10的尺寸，压缩机组件30可以包括用于小型系统的旋转式、螺杆式或往复式压缩机，或者用于较大系统的螺杆式压缩机或离心式压缩机。典型的压缩机组件30包括壳体36，壳体36在一端具有马达40，并且在第二、相对端具有离心式压缩机44，这两者通过变速器组件42互连。压缩机44包括用以使制冷剂蒸汽加速至高速的叶轮46、用以使制冷剂减速至低速同时将动能转化为压能的扩散器48，以及呈蜗壳或收集器形式的、用来收集排放蒸汽而为了后续流动至冷凝器的排放气室(未示出)。定位于压缩机30的入口32附近的是入口导向叶片组件60。因为从冷却器20流动至压缩机44的流体必须在进入叶轮46之前首先穿过入口导向叶片组件60，所以入口导向叶片组件60可以用来控制进入压缩机44的流体流量。

冷却机制冷系统10内的制冷循环可以如下文所述。压缩机44从蒸发器/冷却器20接收制冷剂蒸汽，并且将其压缩至更高温度和压力，然后相对较热的蒸汽穿入至冷凝器12的第一腔室17中，其中所述相对较热的蒸汽通过与冷却介质(例如像水或空气)的热交换关系而冷却和冷凝为液态。因为第二腔室18比第一腔室17具有更低的压力，所以液体制冷剂的一部分闪蒸为蒸汽，进而冷却剩余的液体。第二腔室18内的制冷剂蒸汽通过冷的热交换介质再次冷凝。然后，制冷剂液体排入到位于第一腔室17和冷却器20之间的第二腔室18中。浮阀19形成密封，以便防止来自第二腔室18的蒸汽进入冷却器20。随着液体制冷剂穿过浮阀19，制冷剂在进入冷却器20时膨胀为低温两相液体/蒸汽状态。冷却器20为热交换器，其允许热能从热交换介质(例如像水)迁移至制冷剂气体。当气体返回至压缩机44时，制冷剂处于制冷循环开始的温度和压力两者之下。