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1、10申请公布号CN104145167A43申请公布日20141112CN104145167A21申请号201280070008422申请日201212201122142120111221GBF25B1/053200601F04D29/057200601F25B31/00200601F25B29/0020060171申请人维纳斯系统公司地址英国格恩西岛72发明人迈克尔克里莫74专利代理机构北京英赛嘉华知识产权代理有限责任公司11204代理人余朦杨莘54发明名称离心式制冷剂蒸气压缩机57摘要用于在制冷循环中压缩制冷剂蒸气的离心式压缩机。压缩机包括由第一和第二径向支承件32支承以在压缩机壳体内旋转的。
2、叶轮驱动轴28和包括安装在叶轮驱动轴上以与叶轮驱动轴一同旋转的至少一个离心式叶轮的叶轮组件。第一和第二径向支承件是液力流体支承件，其中支承流体为制冷剂蒸气。压缩机还包括用于将制冷剂蒸气的一部分从叶轮组件供给至第一和第二流体支承件的导管36。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014081886PCT国际申请的申请数据PCT/GB2012/0532112012122087PCT国际申请的公布数据WO2013/093479EN2013062751INTCL权利要求书3页说明书20页附图18页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书20页附图18页10申请公布。
3、号CN104145167ACN104145167A1/3页21一种用于在制冷循环中压缩制冷剂蒸气的离心式压缩机，所述压缩机包括叶轮驱动轴，由第一径向支承件和第二径向支承件支承以在压缩机壳体内旋转；以及叶轮组件，包括安装在所述叶轮驱动轴上以与所述叶轮驱动轴一同旋转的至少一个离心式叶轮；其中，所述第一径向支承件和所述第二径向支承件是流体动力流体支承件，在所述流体动力流体支承件中，支承流体是所述制冷剂蒸气，所述压缩机还包括用于将所述制冷剂蒸气的一部分从所述叶轮组件供给至所述第一径向支承件和所述第二径向支承件的导管。2根据权利要求1所述的离心式压缩机，包括制冷剂蒸气馈送，取自所述叶轮组件的一个或多个所。
4、述叶轮的两个或更多区域，所述两个或更多区域包括相对低压区域和相对高压区域；所述压缩机还包括阀布置，所述阀布置用于将所述叶轮的所述较高压区域或所述较低压区域选择性地连接至将制冷剂蒸气供给至所述径向支承件的所述导管。3根据权利要求1或2所述的离心式压缩机，还包括加压制冷剂蒸气的外部供给装置，独立于所述压缩机的操作并且适于连接至所述支承件以将加压制冷剂蒸气以低速供给至所述支承件以使所述支承件浮动。4根据权利要求3所述的离心式压缩机，其中，所述加压制冷剂蒸气的外部供给装置包括制冷剂加压容器，所述制冷剂加压容器适于当所述压缩机以正常操作速度运行时捕获并存储来自所述压缩机或者来自将所述压缩机作为一部分的制。
5、冷系统的加压制冷剂蒸气。5根据权利要求3或权利要求4所述的离心式蒸气压缩机，包括用于检测所述支承件是否浮动的传感器。6根据权利要求5所述的离心式蒸气压缩机，其中，所述传感器是用于检测所述叶轮驱动轴的倒转的传感器。7根据上述权利要求中的任一项所述的离心式压缩机，其中，所述支承件通过弹性支撑件安装至所述压缩机壳体。8根据权利要求7所述的离心式压缩机，其中，所述弹性支撑件是弹性隔膜或O形环。9根据上述权利要求中的任一项所述的离心式压缩机，还包括推力支承件。10根据权利要求9所述的离心式压缩机，其中，所述推力支承件是流体支承件，在所述流体支承件中，流体为所述制冷剂蒸气本身。11根据权利要求10所述的离。
6、心式压缩机，其中，所述推力支承件来自适于从所述压缩机的所述叶轮组件接收加压制冷剂蒸气的供给的、包括流体静力和流体动力以及流体静力和流体动力的混合组合的组。12根据权利要求11所述的离心式压缩机，其中，所述加压制冷剂的供给取自所述叶轮布置中与用于所述径向支承件的区域相同的区域。13根据权利要求11所述的离心式压缩机，其中，所述加压制冷剂的供给取自所述叶轮布置中与用于所述径向支承件的区域不同的区域。14根据前述权利要求中的任一项所述的的离心式压缩机，其中，所述压缩机是多级压缩机，所述多级压缩机包括供所述制冷剂蒸气连续流经的多个叶轮。15根据权利要求14所述的离心式压缩机，其中，所述叶轮中的至少两个。
7、叶轮沿轴向权利要求书CN104145167A2/3页3方向彼此相对地定向，其中或者所述至少两个叶轮的叶片侧彼此面对，或者所述至少两个叶轮的后侧彼此面对。16根据权利要求14或权利要求15所述的离心式压缩机，其中，所述叶轮被布置在所述叶轮驱动轴的任一端部处。17根据前述权利要求中的任一项所述的离心式压缩机，被配置成使用基本竖直定向的所述叶轮驱动轴操作。18根据权利要求17所述的离心式压缩机，其中，所述一个或多个叶轮被布置在所述叶轮驱动轴上，使得由跨越所述一个或多个叶轮的压差产生的净力用来将所述叶轮和轴/电机组件向上提升。19根据前述权利要求中的任一项所述的压缩机，其中，所述压缩机由永磁电机驱动。。
8、20根据前述权利要求中的任一项所述的压缩机，其中，所述压缩机由感应电机驱动。21根据权利要求19或权利要求20所述的压缩机，其中，所述电机被安装在所述压缩机壳体内。22根据权利要求21所述的压缩机，其中，所述电机由来自所述压缩机的制冷剂蒸气流的一部分冷却。23根据权利要求21所述的压缩机，其中，所述电机定子被液体制冷剂馈送瞬间冷却。24根据权利要求19至23中的任一项所述的压缩机，其中，所述电机由安装在所述压缩机壳体上的变换器控制。25根据前述权利要求中的任一项所述的压缩机，包括可变入口导向叶片，位于所述叶轮的入口处或者位于多级压缩机中的叶轮压缩级中的一个或多个的入口处。26一种用于在制冷循环。
9、中压缩制冷剂蒸气的离心式压缩机，所述压缩机包括叶轮驱动轴，由第一径向支承件和第二径向支承件支承以在压缩机壳体内旋转，其中所述第一径向支承件和所述第二径向支承件是流体动力流体支承件，在所述流体动力流体支承件中，支承流体为所述制冷剂蒸气；叶轮组件，包括安装在所述叶轮驱动轴上以与所述叶轮驱动轴一同旋转的至少一个离心式叶轮；以及加压制冷剂蒸气的外部供给装置，独立于所述压缩机的操作并且适于连接至所述支承件以将加压制冷剂蒸气供给至所述支承件。27根据权利要求26所述的离心式压缩机，其中，所述加压蒸气的外部供给装置包括制冷剂加压容器，所述制冷剂加压容器适于当所述压缩机以正常操作速度运行时捕获并存储来自所述压。
10、缩机或者来自将所述压缩机作为一部分的制冷系统的加压制冷剂蒸气。28一种压缩机系统，包括根据前述权利要求中的任一项所述的压缩机以及用于监测、控制和保护所述压缩机的控制系统。29一种压缩机系统，包括服务单个制冷电路的根据权利要求1至27中的任一项所述的多个压缩机以及用于监测、控制和保护所述多个压缩机的控制系统。30根据权利要求28或权利要求29所述的压缩机系统，其中，所述控制系统维持事件历史。权利要求书CN104145167A3/3页431一种用于采暖通风与空气调节HVAC系统的监测与控制系统，包括用于感测系统变量的装置、用于确定压缩机的转子速度的装置、用于驱动所述压缩机的电机、用于测量冷却剂通过。
11、所述压缩机的质量流的装置、在被布置为修改与所述压缩机相关联的一个或多个参数的软件的控制下操作以优化效率的微处理器。32根据权利要求31所述的监测与控制系统，包括根据权利要求1至27中的任一项所述的一个或多个离心式压缩机。33一种制冷电路，包括根据权利要求1至27中的任一项所述的一个或多个压缩机和或根据权利要求28至32中的任一项所述的系统。34一种冷冻水系统，包括根据权利要求33所述的制冷电路。35一种方向扩展DX制冷系统，包括服务一个或多个蒸发器的根据权利要求33所述的制冷电路。36一种工业处理冷却系统，包括根据权利要求33所述的制冷电路。37一种建筑空气调节系统，包括根据权利要求33所述的。
12、冷冻水系统或DX系统。38一种接通压缩机的方法，包括以下步骤通过引导一定量蒸气穿过流体动力支承件以生成提升力来使用所述流体动力支承件将压缩机轴从静止停止位置移位至升起活动位置。39根据权利要求38所述的接通压缩机的方法的方法，其中，当所述压缩机到达自我保持速度时，使穿过所述支承件以生成提升力的受力的蒸气流停止。40根据权利要求38或权利要求40所述的方法，其中，当所述压缩机轴为静止时所述一定量的蒸气被引入，所述方法包括感测所述轴是否已被移位至所述升起位置以及在所述轴已被移位之后只将旋转驱动力从电机施加到所述轴。41根据权利要求40所述的方法，其中，感测所述轴是否已被移位的步骤包括感测所述轴因所。
13、述一定量的蒸气流经所述支承件而导致的旋转。42根据权利要求38至41中的任一项所述的方法，使用根据权利要求1至27中的任一项所述的压缩机。权利要求书CN104145167A1/20页5离心式制冷剂蒸气压缩机技术领域0001本发明涉及离心式蒸气压缩机，尤其涉及电驱动例如，电机驱动的离心式蒸气压缩机，但不排除其他离心式蒸气压缩机。根据本发明的实施方式的压缩机特别适合用于制冷电路和系统诸如空气调节、直接膨胀DX冷冻水和其他冷却系统中的制冷电路和系统中，并且适合用于冷柜例如，商用冷柜和工业处理冷却中。背景技术0002冷冻水和DX系统通常用于商业建筑中的空气调节。它们还用于工艺冷却和其他若干应用。它们通。
14、常包括使用于提供冷冻水或空气的至少一个制冷电路，冷冻水或空气随后在交换器中被用于终端单元内的冷空气再循环或建筑内的空气调节管道作业。0003用于这种应用的典型的制冷电路使用循环制冷流体并且运行在蒸气压缩式制冷循环上。制冷剂以过热蒸气状态进入压缩机并且被压缩成较高压力，同时提升制冷剂蒸气的饱和温度。来自第二级压缩机排放口的过热蒸气经过供其被冷却、去过热的冷凝器，然后蒸汽冷凝至饱和液体、然后至过冷液体。在建筑中的空气调节系统中，随着制冷剂被冷凝至液态而从制冷剂排出的热量通常被环境空气带走。从冷凝器输出的过冷液体制冷剂随后经过供其经受压力的突然减小的膨胀装置，从而产生了一定比例的液体制冷剂的绝热闪蒸。
15、。这显著降低了剩余液体制冷剂的饱和温度，而剩余液体制冷剂现在变成了液体和蒸汽的混合物。制冷剂混合物随后经过供待被冷冻二次流体流过的蒸发器。冷却液体/蒸汽制冷剂混合物的液体部分蒸发并且在这个过程中从循环水或空气移除热以使其冷冻。来自蒸发器出口的过热制冷剂蒸气随后返回至压缩机入口并且再次开始循环。0004多种类型的压缩机已被用于制冷电路，包括旋转式、螺旋式、涡旋式、往复式和离心式压缩机。0005在可用的压缩机类型中，离心式压缩机因其操作简单、连续的旋转运动、具有相对少量的活动部件而被证明是可靠且几乎不需要维护的。虽然在已知的离心式压缩机中实现的压缩比典型地约31至41并不与通过其它类型的压缩机实现。
16、的压缩比一样高，但所实现的压力升高和后续温度升高足够用于它们被使用的传统应用。0006在最知名的离心式压缩机以及其他压缩机类型中，油被添加至再循环的制冷剂以润滑压缩机支承件或其他移动部分。油必需被小心地选择以不与制冷剂不利地反应并且必需通过制冷剂自由地循环；制冷剂类型的变化通常要求油的变化。0007制冷系统还必需小心地设计成确保通过制冷剂循环的油返回至压缩机，通过在完整系统周围的流动和通过管道件的速度卷吸、重力和/或适当的路由/尺寸化返回，或者油分离器可以被定位在压缩机的出口处并且为油提供单独的返回路径以使油从油分离器返回至压缩机。0008最近以来，为了避免与油润滑相关的复杂性，已经建议了不含。
17、油的离心式压缩机。0009无油压缩机的一个例子是DANFOSSTURBOCORTM压缩机，这是使用磁性支承件的两级离心式压缩机。这些磁性支承件要求综合控制系统以确保它们正确地操作和在有供电中说明书CN104145167A2/20页6断的情况下的故障保护。0010US2004179947描述了无油离心式压缩机的另一个例子，在这种情况下使用油蒸气轴颈支承件有时被称为“动力”或“流体动力”气体支承件以支承压缩机的回转轴，此处轴在支承件自身内的回转运动在蒸气中产生支承轴所需的压力。WO00/55506和WO94/295597进一步描述了使用径向动力气体支承件的离心式制冷压缩机的例子，其中制冷剂自身用作。
18、支承件流体。0011JP2004044954描述了单级制冷压缩机采用流体动力径向支承件，即外部加压的支承件，其中支承件流体是制冷剂自身。在正常运转速度下，来自压缩机蒸气出口的制冷剂蒸气的一部分被供给至支承件以提供必要的加压流以浮动支承件。在低压缩机速度下，支承件被加压而不是用来自收集器的制冷剂蒸气的供给。US2009/311089描述了包括流体动力径向支承件的压缩机的另一个例子。0012最近，出现了越来越多的对于使用从冷冻水的制冷循环排出的热量和DX系统以进行一些有用工作例如提供热水的期望。来自商业/工业锅炉的典型的热水温度是82。传统的制冷系统，另一方面包括使用参考上面的无油离心式压缩机的类。
19、型的那些制冷系统，能够通过排出的热能生成通常不超过约5055的热水。这是因为它们不能够产生出显著高的压缩比例所致。因此应必需使用辅助热能源燃油或燃气锅炉以将水温提高至期望的82。发明内容0013发明内容本发明通常涉及提供可改善与已知的压缩机相关联的问题中的一个或多个的改善后的离心式制冷剂压缩机。0014本发明的一些实施方式一般旨在提供离心式压缩机，其能够用于冷冻水系统中以在没有辅助热能供给的情况下提供5或更低的冷冻水和高达82或更高的热水。0015在第一方面中，本发明提供用于在制冷循环中压缩制冷剂蒸气的离心式压缩机，该压缩机包括0016叶轮驱动轴，由第一径向支承件和第二径向支承件支承以在压缩机。
20、壳体内旋转；和0017叶轮组件，包括安装在叶轮驱动轴上以与叶轮驱动轴一同旋转的至少一个离心式叶轮；0018其中，第一径向支承件和第二径向支承件是流体动力流体支承件HYDRODYNAMICFLUIDBEARING，在流体动力流体支承件中，支承流体为制冷剂蒸气，该压缩机还包括用于将制冷剂蒸气的一部分从叶轮组件供给至第一径向支承件和第二径向支承件的导管。0019流体支承件是支承负载的支承件，它们被单独地承载在内支承件部分与外支承件部分的相对的支承表面之间的支承件间隙中的流体即，液体或蒸气/气体的薄层上，其中，内支承件部分固定至叶轮驱动轴，外支承件部分固定至与轴相隔开并且围绕该轴的支撑结构，例如，压缩。
21、机壳体。在本情况下，流体是蒸气，即，制冷剂蒸气其本身。0020本发明的这种方面的流体动力支承件是自支撑的，并且不要求任何外部加压以正常操作速度下使支承件浮动。然而，用于将蒸气的一部分从叶轮组件供给至支承件的导管的提供甚至是在供支承件自支撑的正常操作速度下也可用于维持蒸气经由支承件的流动。说明书CN104145167A3/20页7这是有利的，因为其可有助于防止污垢的进入并且在可能必要或期望的情况下还可以帮助支承件的冷却。具有蒸气的一部分从叶轮组件的供给或外部源的这种类型的流体动力支承件有时在以下描述中被称为“混合HYBRID”支承件。0021压缩机还将典型地包括围绕驱动轴的壳体。压缩机还可以包括。
22、用于驱动叶轮驱动轴的旋转的电机。电机可以被安装在压缩机壳体内。0022在一些实施方式中，供蒸气的一部分穿过以从叶轮组件供给至支承件的导管将是形成在压缩机壳体中的通道。通道可以终止在与支承件的外部相邻的每个支承件处，蒸气经由通过支承件的外部延伸的一个或多个孔馈送至两个支承件表面之间的间隙中。通道可以例如终止在围绕外支承件部分的外围的环形通道中，在优选地存在有在通道的周围相隔开的多孔的情况下，每个孔从该通道经由外支承件部分延伸至支承件间隙。孔优选地以等距相隔开。优选地存在有四个或更多孔。0023可选地或附加地，蒸气从叶轮组件至支承件中的一个或多个的部分馈送可以通过叶轮驱动轴中的导管供给并且通过内支。
23、承件部分中的孔注入到支承件间隙中。0024通过使用根据本发明的实施方式的流体混合支承件，不需要润滑油并且避免了油与制冷剂之间的兼容性问题。这潜在地打开了以往典型地无法使用的使用制冷剂的机会。用于使支承件浮动的制冷剂其自身蒸气或液体的使用简化了设计并且避免了支承件流体的单独供给的需要。0025此外，诸如油泵、油分离器、油过滤器、油位控制、压缩机曲柄轴箱加热器和油分离器加热器的复杂且昂贵的部件全部被消除，并一同消除了在油系统故障的事件中故障或系统停止的风险。湿气水蒸气在与制冷剂结合的现代、高吸湿性油中的存在可能导致酸的形成，这然后向驱动电机吹风并且导致了高温部分上的镀铜。由此，油在制冷系统内的完全。
24、消除除去了作为压缩机/系统故障常见原因的这些问题。因为不需要考虑油与新的制冷剂之间的兼容性，所以油的不存在还使得改进新的制冷剂变得更加容易。0026如在上面已记载，本发明的实施方式中径向支承件是流体动力支承件，当在正常操作速度下轴在支承件自身内的回转运动在蒸气中产生了支承轴所需的压力。面对回转轴的支承件表面典型地凹陷并且通常在支承件流体为蒸气的情况下如在本情况中必需是这样以在高速下改善支承件的稳定性和可靠性并且以确保足够的负载能力和刚度。凹槽相对于旋转方向成角度并且典型地为螺旋凹槽。0027根据本发明的这种方面，相比于参照上面的现有技术，本发明的实施方式的流体动力即，自支撑SELFSUPPOR。
25、TING流体支承件被供给有来自至少一个离心式叶轮虽然本发明的其他方面的一些实施方式可能不具有蒸气从叶轮的供给加压制冷剂蒸气。0028通过提供加压蒸气从叶轮至支承件的供给，可以最小化压缩机的启动时间该时间期间支承件不浮动，因为它们还未达到通过它们的旋转所生成的压力足以支承轴的重力负载的速度。尤其是，如果蒸气供给来自叶轮的高压区域，则一旦叶轮开始旋转，其可以提供制冷剂蒸气至支承件的加压供给以增大由流体动力支承件自身的旋转所生成的压力。0029叶轮组件的至少一个叶轮通常将具有多个叶片、和位于叶轮周围的叶轮壳体，叶轮叶片和叶轮壳体定义供制冷剂蒸气通过叶轮组件的流道。0030根据本发明的另一方面，提供了。
26、接通和旋转压缩机的轴的方法，该方法包括以下步骤通过引导一定量蒸气穿过流体动力支承件以生成提升力来使用流体动力支承件将压说明书CN104145167A4/20页8缩机轴从静止停止位置移位至升起活动位置。0031蒸气可以在高压下处于过热蒸气状态，布置成沸腾为迅速膨胀的饱和蒸气或过热蒸气状态的饱和液体与流体动力支承件和/或轴的部件接触以生成足够的力以将轴从离心式压缩机支承表面的内表面抬离。0032一旦轴达到操作速度，则自支撑动力平衡被建立，正如下面所描述。0033应理解，本发明还提供关断压缩机的方法，该方法包括以下步骤通过控制气体流经由出口以使压缩机轴降下以去除由气体带来的任何提升效果，从而使轴与支。
27、承件的表面接触。0034一旦压缩机的旋转速度足以使流体动力支承件自支撑，则制冷剂蒸气从叶轮的供给不再被需要并且其可以被关断并且在一些实施方式中被关断。然而，在本发明的优选实施方式中，制冷剂蒸气从叶轮的供给被维持。这具有维持制冷剂蒸气通过支承件的流动的优点，这可以用于抑制污垢的进入或用于从支承件冲洗污垢并且还可以用于冷却支承件，如果需要。在压缩机的整个操作中该蒸气流可以继续。可选地，其可以被间歇地接通和关断例如，通过阀的操作，例如只在检测出支承件温度的增加超过预定阈值时才提供蒸气流以冷却支承件。0035压缩机一旦开始加速则需要维持蒸气经由支承件的稳定流的、来自叶轮的供给压力并不高达有助于使支承件。
28、在启动和低速下浮动所需的或至少期望的压力。因此，在一些实施方式中，制冷剂蒸气馈送FEED取自叶轮组件的一个或多个轮的两个或更多不同的区域，包括相对低压区域和相对高压区域，并且压缩机还包括用于选择性地将叶轮的较高压力区域或较低压力区域连接至将制冷剂蒸气供给至径向支承件并且在一些实施方式中还供给至推力支承件的导管的阀布置。通过这种方式，在低速运转期间，例如启动和停止时，制冷剂蒸气可以从叶轮组件的较高压力区域供给，并且一旦压缩机开始加速和流体动力支承件进行自支撑，供给可以被接通以将制冷剂蒸气从叶轮的较低压区域供给以维持蒸气通过支承件以用于冷却和抑制污垢进入。0036通过在叶轮的不同的压力区域处使用多。
29、个蒸气分接头例如三个或四个或更多以及适当的阀布置来选择性地从分接头供给蒸气，对径向支承件每次使用一个分接头，可以基于轴的转速选择制冷剂蒸气的供给的压力用于较低速的较高压力和用于较高速的较低压力。通过这种布置的适当控制，支承件自身的阻力可以足以管理制冷剂蒸气流，从而避免了对于单独的流动管理口的任何需要。0037在支承件的加压是使用来自叶轮布置或在流体动力支承件中支承件自身内的制冷剂蒸气、或者两者的组合来实现的情况下，当轴与面对该轴的支承表面之间接触时难免会存在压缩机从零速开始时的启动周期，以及压缩机减速至停止时停止周期。虽然因这些接触所引起的磨损很可能是最小的，但是在一些情况下可能会期望避免甚至。
30、是这些短的接触周期。因此，在一些实施方式中，加压制冷剂蒸气的外部供给被提供成独立于压缩机的操作，并且可以连接至支承件以将加压制冷剂蒸气以低速供给至支承件以在轴的旋转速度足以在支承件内生成足够的压力以用于它们的自支撑前使支承件浮动和/或压缩机的叶轮布置能够在足够的压力下提供制冷剂蒸气的供给以在支承件中支承轴。根据本发明的一些方面的压缩机的支承件可以具有来自外部的蒸气馈送以替代上面讨论的来自叶轮的蒸气供给。在一些实施方式中，在压缩机的正常操作期间即，启动和停止周期之间可以继续说明书CN104145167A5/20页9外部供给，例如以提供蒸气以有助于防止污垢进入支承件和/或以冷却支承件，如果需要。该。
31、流可以是间歇性的，例如只在检测出支承件温度中的增加超过预定阈值时接通例如，通过适当的阀的操作才提供蒸气流以冷却支承件。0038加压蒸气的外部供给可以包括可在压缩机以正常的操作速度运行时捕获并存储来自压缩机/制冷系统的加压制冷剂蒸气的制冷剂加压容器。在压缩机停止和启动时的低速操作期间然后可以利用存储在容器中的加压制冷剂蒸气以对支承件加压。0039可选地或附加地，当需要时例如，启动和/或停止时加压蒸气的外部供给可以使用蒸发器提供。优选地，蒸发器加热液体制冷剂以仅在需要时生成饱的制冷剂蒸气、或更加优选地生成能够被供给至支承件的过热的制冷剂蒸气。液体制冷剂可以取自将压缩机作为一部分的制冷电路、或者可以。
32、来自单独的供给。可以存在有单独的蒸发器容器以用于启动和停止操作、或者同一个容器可用于两种操作。0040在一些情况下，无论使用加压制冷剂蒸气的外部供给与否，空转DRYRUNNING的周期即，存在有轴与支承表面之间的接触的旋转在启动时可能是期望的，以便在制冷剂蒸气被注入前在支承件中生成一些热量。这是因为在压缩机停止的周期期间可能的是制冷剂蒸气的构成将发生在支承件中。当液体制冷剂存在时可能不期望压缩机驱动轴与这种类型的支承件一同运行。通过对于初始周期的空转，所生成的摩擦热将导致支承件中的任何液体蒸发，在这之后纯净的制冷剂蒸气可以被引入。0041随着可选的或额外的空转，支承件中的一个或多个可以具有相关。
33、联的加热器元件。加热器元件可用于在制冷剂蒸气的注入前提高支承件部件在启动时的温度或者以在停止时在蒸气注入期间维持支承件温度。通过将支承件的温度提高或维持在制冷剂的饱和温度以上，可以防止冷凝液。0042无论是发热元件或是空转周期被用于提高支承件在启动或停止时的温度，优选地都提供一个或多个温度传感器以感测支承件的温度。控制系统可以利用来自温度传感器的输出以确定支承件温度何时处于制冷剂的饱和温度下或以上，并且以随后启动制冷剂蒸气从蒸发器或加压容器的供给。相似地，在停止时，如果需要将支承件温度维持成足够高以避免冷凝液和液体形成，则来自温度传感器的输出可用于加热元件的控制操作。0043在一些实施方式中，。
34、将期望确保流体动力流体支承件在叶轮驱动轴被驱动以旋转之前就已浮动即，蒸气膜已形成在对置的支承表面之间。特别是在流体动力支承件在支承件表面中的一个或两个表面上包括凹槽的情况下，已经发现加压蒸气从外部源的供给可以作用在固定支承件上以相对于外支承件部分向内支承件部分施加旋转力，从而驱使叶轮驱动轴的旋转。该旋转处于相比于压缩机的正常操作的反向方向上。旋转将只在支承件已浮动后发生。由此，通过使用传感器检测轴的该反转，基于该旋转的存在控制系统可以确定支承件已浮动并且信号可被发送以开始用于叶轮驱动轴的驱动例如，电机。去往支承件的加压蒸气流然后可以被终止或减小。0044在其他实施方式中，可以使用用于检测支承件。
35、何时已浮动的可选的装置，例如，接近传感器以感测内支承件部分与外支承件部分之间的相隔。0045通常，将重要的是在压缩机的整个操作中确保维持轴与径向支承件之间的轴向校准，从而允许使用热膨胀。为了帮助实现支承件的校准，支承件可以通过弹性支撑件被安装至压缩机壳体。适当的弹性支撑件包括弹性隔膜和O形环。特别是，在使用O形环的说明书CN104145167A6/20页10情况下，弹性支撑件还可以有用地将附加振动阻尼提供至转子。0046用于流体动力支承件的弹性支撑件在制冷剂压缩机中的使用被认为是独一无二的，并且甚至是在支承件流体并不是制冷剂蒸气本身的情况下被视作有益的。0047因此，在另一个方面中，本发明提供。
36、用于在制冷循环中压缩制冷剂蒸气的离心式压缩机，该压缩机包括0048叶轮驱动轴，由第一径向支承件和第二径向支承件支承以在压缩机壳体内旋转的；和0049叶轮组件，包括安装在叶轮驱动轴上以与叶轮驱动轴一同旋转的至少一个离心式叶轮；0050其中第一径向支承件和第二径向支承件是流体动力支承件，并且通过弹性支撑件被安装在压缩机壳体上。0051根据上面的第一方面，支承件流体可以是制冷剂蒸气本身，但也不是必须是。如上述记载，弹性支撑件可以是弹性隔膜或O形环。0052在本发明所涉及的类型的离心式压缩机中，除了径向支承件外，通常还使用推力支承件，以抑制因一个或多个叶轮随着它们在叶轮的入口孔处生成负压的电抗作用所导。
37、致的、叶轮驱动轴在轴向方向上的侧向运动。0053在本发明的第一和第二方面中的任一个中，压缩机还可以包括推力支承件。推力支承件还可以是流体支承件，并且在优选的实施方式中，如在径向支承件中，流体是制冷剂蒸气本身。并且在优选的实施方式中，与径向支承件相似，推力支承件可以是从压缩机的叶轮组件取得加热的制冷剂蒸气的供给的流体静力、流体动力、或这两个的混合组合。根据支承件在任何给定设备中的具体供给压力要求，加压制冷剂的供给可以取自叶轮的与用于径向支承件的区域相同的区域、或不同的区域。0054在根据本发明的多个方面的一些实施方式中，压缩机是多级压缩机，包括供制冷剂蒸气连续流经的多个叶轮。第一级将蒸气压力提高。
38、至中间压力并且第二级然后获取中间压力处的蒸气并且将压力提升至更高。通过这种方式，在不超出叶轮出口处的可接受蒸气速度或者招致减小的操作效率的情况下，能够在单个压缩机内实现较大的总压力增加。通常，两级压缩机将适用于大多数应用，但是根据所打算的应用需求，本发明的实施方式可以具有三个或四个或更多级。0055在使用两个或更多叶轮的情况下，叶轮中的至少两个优选地在轴向方向上彼此相对地定向，或者至少两个叶轮的叶片侧彼此面对，或者至少两个叶轮的后侧彼此面对。因为叶轮入口处于它们的叶片侧的中心，故背靠背布置受到偏爱即，后侧彼此面对，以不妨碍蒸气入口对于入口的接近。通过以这种方式布置叶轮，由一个叶轮产生的侧向推力。
39、抵消另一个叶轮所产生的推力，从而减小了在推力支承件上的总的侧向力。然而，这可能使整体有些不平衡，因为由第二级较高压力叶轮产生的推力将典型地比通过第一级叶轮产生的推力大。0056一般地说，优选地是将叶轮布置成使它们的反作用力完全自抵消、或者部分抵消如果可能的话。在涉及部分推力抵消的情况下，推力支承件可被设计成支撑剩余的轴向推力。通过这种方法，与将会是具有布置在均定向在同一方向上连续蒸气流中的两个或更多叶轮的情况相比，推力支承件负载更低。例如，在三级即，三个叶轮布置中，可以说明书CN104145167A107/20页11通过将最高压力叶轮级定向在一个方向上而将其他两个较低压力级定向在相反的定向上来。
40、实现平衡轴向力。0057虽然多级压缩机中的叶轮可以全部被布置在叶轮驱动轴的一个端部处，但优选的是将它们布置在两个端部处。由此，在两级压缩机中优选地在轴的两部处各具有一个叶轮。在四级压缩机中，将可能优选地在轴的一个端部处具有两个叶轮和在另一端部处具有两个叶轮。这提供了更加平衡的布置。通过将两个或更多级相隔开，一个级与下一个级之间的管道件连接还提供附加制冷剂蒸气从节能电路向便利地点如果存在的引入。这种管道件连接还可能用于将中间冷却器定位在两级之间。中间冷却器可以完成叶轮级之间的自然热排出或液体制冷剂注入。这种管道件还可以调节扩散器布置以提高整体压缩机效率，正如本发明中的情况那样。0058本发明的压。
41、缩机的一些实施方式可被配置成使用基本水平定向的叶轮驱动轴，而其他压缩机可被配置成使用基本竖直定向的叶轮驱动轴。竖直定向的优点在于径向支承件承载较小的轴向负载并且推力支承件的较大表面积产生减小的应力。0059优选地，压缩机壳体被设计成防止液体制冷剂进入压缩机而与其定向无关。支承件配置还可以被选择成提供可根据具体安装需求在竖直定向或水平定向上运行的通用设计。0060在竖直定向的配置中，叶轮优选地被布置在轴上以使得由跨越叶轮的压差所产生的净力被用作使叶轮组件向上升起，从而减轻即，部分或全部抵消用于轴的推力支承件或多个推力支承件上的重力质量和推力支承件上将以其他方式支承轴、电机和叶轮组件的整体重量的随。
42、之而来的负载。0061在第三方面，本发明提供用于能够在不需要额外热输入的情况下提供低于10的冷冻水和高于80的热水的冷却加热系统中的制冷压缩机，该压缩机被配置成提供至少181的压缩比更优选为至少191或至少201以及跨越压缩机的至少80K更优选为至少90K的温度提升，并且制冷剂具体被选择成在压缩机出口处的压力不超过25BAR更优选地不超过15BAR的情况下给出期望的温度提升。0062压缩机可以是螺杆式压缩机或涡旋式压缩机。然而，更多优选地，其为离心式压缩机并且在特别优选的实施方式中为两级离心式压缩机，最优选地具有无油设计。0063压缩机可以是根据上述第一方面和第二方面中的一个或其两者的、具有无。
43、油设计的离心式压缩机。0064在上述本发明的多种方面中，电机可以是永磁电机。其可以是稀土永磁电机。根据所需操作参数，电机可以具有两极或四极设计。可选地，电机可以是感应电机，例如，两极或四极设计的感应电机。0065优选地，电机能够将压缩机叶轮驱动至至少10,000RPM，更优选为20,000RPM而在一些实施方式中则更快，例如，200,000RPM或400,000RPM或更快。电力通过用于控制电机速度和功率的变换器供给至电机。在一些实施方式中电机速度中的变化提供了至关重要的功能，改变了通过压缩机的制冷剂质量流率，从而改变了冷却能力KW、加热能力KW和压缩比以特别适合其所服务的制冷系统的热量需求。。
44、0066电机优选地被安装在压缩机壳体内。电机定子可以被安装在压缩机壳体中，并且电机的转子安装在叶轮驱动轴的周围。在叶轮驱动轴的任一端部处具有叶轮的两级压缩机说明书CN104145167A118/20页12中，电机优选地被定位在位于两个叶轮之间的压缩机壳体内。0067变换器可以被安装在压缩机壳体上或压缩机壳体内。可选地，其可以在物理上与压缩机组件分离开。虽然将变换器安装在压缩机壳体上或压缩机壳体内在提供综合布置方面具有优点，而其缺点在于其变得本质上更加难以冷却变换器。通过与在物理上与压缩机分离开地安装变换器，不存在防止变换器过热所需的冷却负载，这代替了自然发生的环境空气冷却。0068合宜地，电机。
45、如果变换器被安装在压缩机壳体内，则和/或变换器可以通过被压缩机作用的制冷剂冷却。例如，电机特别是电机转子和电机定子的内表面可以通过取自叶轮组件的制冷剂气体或蒸气流来进行冷却。在这种情况下，优选地，电机通过取自叶轮组件的制冷剂液体或蒸气的仅一部分即，不是压缩机前的全容量/质量流，正如现有技术中的那样来进行冷却。合宜地，电机可以通过还被供给至支承件的制冷剂蒸气流冷却。如果可行，变换器也可以以相似的方式通过液体或蒸气制冷剂的一部分冷却。0069可选地，电机冷却可以包括定子的外表面的瞬间冷却，例如，通过使液体制冷剂穿过定子周围的通道例如，螺旋状通道。通道中的液体制冷剂瞬间冷却成蒸气，由此在从定子组件移。
46、除可感热能的同时提供潜冷。用于冷却电机的这种方法具有独特优点，尤其是当与例如利用水的流体冷却比较时，该优点在于，通过这种方法根据需要在发生最大冷却需要的情况下液体制冷剂瞬间冷却成蒸气以可变速率冷却来自定子外表面上的不均匀地分布且具有不同温度、定子的废热能。其还能够控制对于定子的制冷剂液体流率以使作为通过定子变化排出的热能的总量的定子冷却需求与压缩机操作参数和电力输入相匹配。0070用于电机的冷却液体可以通过液体馈送分接头从制冷系统冷凝器出口提供。馈送可以例如，根据离开定子冷却夹套的蒸气的预设制冷剂过热值通过膨胀装置提供以管理液体流。液体进入根据在定子表面上的不同点处的热发射变化分布的电机定子冷。
47、却夹套，从而提供瞬间冷却。在一些实施方式中，所产生的过热蒸气然后可以通过转子/定子环以冷却该转子/定子间隙，该蒸气流然后被连续地卷入压缩机中诸如第一叶轮入口最低压力级的低压点中。0071一定程度的制冷系统容量控制可以通过控制电机和叶轮速度提供在本发明的多种方面的实施方式中。然后，这种方法是有限制的。因此，对于压缩机需要较大容量控制的本发明的实施方式而言，还可以在入口处对叶轮采用可变入口导向叶片。对于本发明的多级压缩机实施方式而言，可变入口导向叶片可以用于叶轮压缩级的一个或多个。例如，在两级压缩机中，一些实施方式可以仅在第一级上使用可变入口导向叶片，并且其他实施方式可以使用用于两级的可变入口导向。
48、叶片。合宜地，在两级的叶轮被布置在叶轮驱动轴的两端处的实施方式中，存在有对于两个叶轮的入口侧的进入口以有助于可调入口导向叶片模块的安装和维修。0072根据上述方面的一个或多个的压缩机优选地以与控制系统结合的方式使用。控制系统可以被实施成硬件或软件或这两者的组合。其例如可以被实施成可编程逻辑控制器PLC或微型PC。优选地，控制器操作成基于制冷电路和/或水冷却器或者作为其一部分的DX系统的热需求控制压缩机。控制系统还优选地作用成保护压缩机避免脱离规范操作，以防止破坏压缩机，例如在系统中的其他地方存在向压缩机强加潜在地破坏需求的故障的说明书CN104145167A129/20页13情况下。0073为。
49、了协助故障检测、诊断和一般性能监测，控制系统可以维持事件历史记录，即，可在日后或者实时查询的系统性能参数和操作状态的周期性记录。在一些实施方式中，远程监测可以通过例如将建筑管理系统集成至综合压缩机控制系统来获得提升。远程监测还可以通过将性能数据例如无线地传送至远程监测装置来提供。优选地，控制系统还能够监测压缩机中的传感器的状态和条件，并且选择性地监测将其作为一部分的制冷系统的制冷电路。控制电路还优选地监测其自身健康状态并且进行相应报告。0074还优选地监测压缩机支承件的健康。可选地，控制系统可以如此做。支承件的健康可以例如通过在变换器处测量吸收的功率读数来监测。功率读数相对于在具体轴速处的给定操作条件所预期的功率读数的增加例如指出可能的支承件磨损或问题。附加地或可选地，支承件条件可以通过测量支承件温度和/或振动来监测。0075根据本发明的另一方面，提供了用于采暖通风与空气调节HVAC系统的监测与控制系统，包括用于感测系统变量的装置、用于确定如离心式压缩机的压缩机转子速度的装置、用于驱动压缩机的电机、用于测量冷却剂通过压缩机的质量流的装置、在布置为修改与所述压缩机相关联的一个或多个参数的软件的控制下操作以优化效率的微处理器。0076系统变量包括但不限于环境温度、局部温度、冷却剂性质、期望目标温度、实际或期望目标水温、天气条件和建筑的热性质。007。