專利名稱：使雙離心壓縮機(jī)用于致冷設(shè)備的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明在總體上涉及離心式致冷設(shè)備，具體涉及使雙離心壓縮機(jī)用于致冷設(shè)備的裝置和方法。
現(xiàn)有技術(shù)如

圖1所示，傳統(tǒng)離心式致冷設(shè)備10包括單個(gè)離心式壓縮機(jī)12、冷凝器14、膨脹裝置16和蒸發(fā)器18，所有這些被串聯(lián)成一封閉制冷回路。壓縮機(jī)12壓縮致冷劑氣體并將其送入冷凝器14，在冷凝器中，冷卻介質(zhì)，例如從冷卻塔送來的水，使被壓縮的氣體冷凝成液態(tài)致冷劑。液態(tài)致冷劑通過膨脹裝置16時(shí)膨脹，然后進(jìn)入蒸發(fā)器18。當(dāng)液態(tài)致冷劑通過蒸發(fā)器18時(shí)，從建筑物來的循環(huán)水被放入與致冷劑建立熱交換關(guān)系，從而使水冷卻，而使致冷劑蒸發(fā)。然后。致冷劑被送入壓縮機(jī)的吸氣口。這樣，水在蒸發(fā)器18中冷卻以使建筑物降溫。為改變給予建筑物的降溫量以適應(yīng)降溫需求或負(fù)荷的改變，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)12的負(fù)載量，因此調(diào)節(jié)流經(jīng)制冷回路的致冷劑流量。
按傳統(tǒng)，水平式筒-管冷凝器用在離心致冷裝置中，通常是致冷劑在冷凝器的管外流過。如圖2所一般地描述的那樣，數(shù)個(gè)管20設(shè)置在傳統(tǒng)冷凝器的圓柱筒22中。每一管20的外表面24通常裝上翅片以增加管外致冷劑和經(jīng)過管的水24間的熱傳遞。此外，冷凝器通常具有如圖2所示的圓柱筒。
為增加離心致冷系統(tǒng)的容量，曾建議提供一種雙壓縮機(jī)的致冷系統(tǒng)。此系統(tǒng)在授予Griffen的美國專利US4201065中談及，這一系統(tǒng)在該專利中有些詳細(xì)說明?，F(xiàn)有技術(shù)中之雙壓縮機(jī)系統(tǒng)的組成如圖3所示。壓縮機(jī)28、30分別連接在冷凝器32的不同回路中。此系統(tǒng)包括膨脹閥36、38，該膨脹閥設(shè)置在連接冷凝器32和蒸發(fā)器34的管路中。
冷凝器32包括數(shù)個(gè)不同的分離致冷管回路40、42、44、和46。每一回路包括數(shù)個(gè)細(xì)長管(未示出)，該管與冷凝器一樣長，并在冷凝器的端部彎曲互相連接。在Griffen的每一回路中包括平行的管(未示出)沿冷凝器32的長度延伸?；芈?0和42均橫放在冷凝器32的上半部，回路44和46橫放在冷凝器32的下半部。壓縮機(jī)32因此經(jīng)過在冷凝器上部的回路42和在冷凝器下部的回路46輸送致冷劑。與之類似，壓縮機(jī)30經(jīng)過壓縮機(jī)上部和下部的回路輸送致冷劑。如果一壓縮機(jī)因制冷負(fù)荷減小而關(guān)閉，或者，如果流經(jīng)一或多個(gè)回路的致冷劑在不同情況下截止，冷凝器繼續(xù)利用冷凝器的整個(gè)熱交換面積。
在Griffen所示的系統(tǒng)中，致冷劑流經(jīng)冷凝器的管中，并被流體冷卻，這種流一般是空氣，被置于與致冷劑熱交換的關(guān)系中，以冷卻該流體。與此類似，致冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器中的管，在此，致冷劑用于冷卻流經(jīng)蒸發(fā)器筒的水。
傳統(tǒng)雙壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)一般使用傳統(tǒng)的變?nèi)輭嚎s機(jī)，例如往復(fù)式或螺旋式壓縮機(jī)。傳統(tǒng)變?nèi)輭嚎s機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，并以具有公共吸入和排出的方式連接。離心壓縮機(jī)具有可變流量和恒定壓力頭的特性，因此，不可能并聯(lián)運(yùn)行，除非通過控制實(shí)現(xiàn)平衡。于是，為使離心壓縮機(jī)有效地在這種雙壓縮機(jī)系統(tǒng)中使用，必須采用適于使每一離心壓縮機(jī)的壓力頭特性耦合的控制系統(tǒng)。然而，事實(shí)上這種壓力頭的耦合，即使使用最復(fù)雜的控制系統(tǒng)也是難于實(shí)現(xiàn)的。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的使用雙壓縮機(jī)的致冷系統(tǒng)。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)部分將在下述說明中陳述，部分則從說明可一目了然，或通過對本發(fā)明的實(shí)踐了解。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過所提權(quán)利要求具體指出的各項(xiàng)及其組合實(shí)現(xiàn)和獲得。
為實(shí)現(xiàn)這些目的和根據(jù)本發(fā)明的目的，作為其具體體現(xiàn)和概括描述，本發(fā)明包括致冷設(shè)備，該致冷設(shè)備包括第一和第二離心壓縮機(jī)，用以壓縮氣態(tài)致冷劑；一蒸發(fā)器，用以蒸發(fā)致冷劑；第一和第二膨脹裝置，用以使通過其中的致冷劑膨脹。致冷設(shè)備還包括一冷凝器，用以冷凝致冷劑，冷凝器包括第一和第二室以及數(shù)個(gè)熱交換器管，該管沿冷凝器延伸穿過兩冷凝室。第一壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、第一冷凝室和第一膨脹裝置相連接以組成第一制冷回路，第二壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、第二冷凝室和第二膨脹裝置相連接以組成第二制冷回路。此兩回路在蒸發(fā)器處彼此直接連通而不在其它地方連通。第一和第二室最好由在冷凝器的相應(yīng)端部間放置分隔板而構(gòu)成，分隔板的形狀與冷凝器的截面形狀即使不是相同也本質(zhì)上相同。分隔板還包括數(shù)個(gè)孔，熱交換器管穿過該孔從一冷凝室延伸到另一冷凝室。此系統(tǒng)最好還包括一平衡閥，流體連通第一和第二冷凝室，以在需要時(shí)平衡兩冷凝室的壓力。
為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明包括一冷凝器，用于一致冷設(shè)備，該致冷設(shè)備具有第一和第二壓縮機(jī)、一蒸發(fā)器、第一和第二膨脹裝置，該膨脹裝置用于膨脹通過其中的致冷劑。冷凝器包括一筒，致冷劑從中通過；和數(shù)個(gè)熱交換器管，穿過筒延伸。致冷劑進(jìn)入并流過筒，冷卻介質(zhì)例如水從管中流過。熱交換器管穿過筒內(nèi)腔，沿筒的長度延伸，流過筒的致冷劑接觸數(shù)個(gè)熱交換器管的外表面。冷凝器還包括一隔板，以分隔冷凝器筒成為第一和第二冷凝器室。隔板具有數(shù)個(gè)通孔，數(shù)個(gè)管穿過該孔延伸。第一壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、第一冷凝室和第一膨脹裝置連接在第一冷卻回路中，第二壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、第二冷凝室和第二膨脹裝置連接在第二制冷回路中。
本發(fā)明還包括操作雙離心壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法。此方法包括提供筒-管冷凝器的諸步驟，該冷凝器具有第一和第二冷凝室，一束公共的熱交換器管穿過冷凝室延伸。此冷凝器包括一閥，與第一和第二冷凝室流體連通。此方法還包括如下步驟有選擇地將第一離心壓縮機(jī)的致冷劑加入熱交換器的第一室的筒部；有選擇地將第二壓縮機(jī)的致冷劑加入熱交換器的第二室的筒部；使致冷劑從第一冷凝器室經(jīng)膨脹裝置進(jìn)入蒸發(fā)器，與第一離心壓縮機(jī)流體連通，以完成第一制冷回路；使致冷劑從第二冷凝器室經(jīng)膨脹裝置進(jìn)入蒸發(fā)器，與第二離心壓縮機(jī)流體連通，以完成第二制冷回路；當(dāng)只有一臺壓縮機(jī)工作開啟閥，當(dāng)兩臺壓縮機(jī)均工作時(shí)關(guān)閉閥。在本發(fā)明的方法中，單一蒸發(fā)器接受從兩個(gè)膨脹閥來的致冷劑，一個(gè)蒸發(fā)器供兩臺壓縮機(jī)用，并將致冷劑送入兩臺壓縮機(jī)。兩臺壓縮機(jī)的容量可以不同，第一和第二冷凝室的相對尺寸作為兩壓縮機(jī)容量的函數(shù)選取。壓縮機(jī)也可為可變?nèi)輭嚎s機(jī)。
應(yīng)當(dāng)理解上述一般說明和下列詳細(xì)說明均僅屬舉例說明，并非對權(quán)利要求所述之本發(fā)明的限制。
附圖簡介作為本發(fā)明技術(shù)特征的組成部分的附圖，圖解說明本發(fā)明的一實(shí)施例，連同說明作為對本發(fā)明原理的闡述。在附圖中圖1為一框圖，示出傳統(tǒng)的致冷系統(tǒng)；圖2為傳統(tǒng)冷凝器的剖面圖，沿圖1中2-2線剖切；圖3為一框圖，示出一雙壓縮機(jī)致冷系統(tǒng)；圖4為本發(fā)明雙離心壓縮機(jī)致冷系統(tǒng)推薦實(shí)施例的框圖；圖5為圖4中所示冷凝器的部分視圖；和圖6為冷凝器隔板一實(shí)施例的剖面圖，沿圖5中6-6線剖切。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明主要描繪成一個(gè)系統(tǒng)和一種方法，該系統(tǒng)和方法在一致冷設(shè)備中，對單一蒸發(fā)器和單一冷凝器使用雙離心壓縮機(jī)。冷凝器被管分隔支承(隔板)分隔成兩部即兩室，該隔板具有與冷凝器相同的橫截面形狀，并設(shè)置有孔以容納冷凝器熱交換器管從中穿過。此兩室用管路和閥系統(tǒng)從內(nèi)部連通，該閥可有選擇地開關(guān)，以平衡或分離相應(yīng)冷凝室內(nèi)的壓力。第一壓縮機(jī)用于第一冷凝室，第二壓縮機(jī)用于第二冷凝室。致冷劑從冷凝器的第一和第二室流出，然后經(jīng)過相應(yīng)的第一和第二膨脹裝置，進(jìn)入蒸發(fā)器。此種設(shè)置允許離心壓縮機(jī)按負(fù)荷需要情況關(guān)閉和開啟。無論那一臺壓縮機(jī)或兩臺壓縮機(jī)在運(yùn)行，同樣量的冷卻流體可流經(jīng)冷凝器的熱交換器管，從而優(yōu)化可能的熱交換，并有效利用冷卻流體。
現(xiàn)在詳細(xì)參看本發(fā)明之推薦實(shí)施例，其一例在附圖中給予了描述。只要可能，相同標(biāo)號在全部附圖中將用以表示相同或相似的部分。
根據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明包括一致冷設(shè)備如圖4所示，該設(shè)備包括第一和第二離心壓縮機(jī)48、50，用以壓縮致冷劑；一冷凝器58，具有第一和第二室62、64；蒸發(fā)器52，用于在致冷劑進(jìn)入第一和第二離心壓縮機(jī)前蒸發(fā)致冷劑。此系統(tǒng)還包括第一和第二膨脹閥54、56，該閥接受從冷凝器58之第一和第二室來的致冷劑，并在送入共用蒸發(fā)器前使致冷劑膨脹。此膨脹閥54、56設(shè)置在連接冷凝器58和蒸發(fā)器52的管路中。此系統(tǒng)最好包括閥CV2和CV1，此閥為單向閥，或可控開/關(guān)閥，以便在設(shè)備未運(yùn)行時(shí)，可有選擇地關(guān)閉流入冷凝器或從冷凝器流出的致冷劑流。
冷凝器58包括一管分隔支承(即隔板-譯注)60，以將冷凝器58分隔為第一和第二冷凝器室62、64。管分隔支承60可沿冷凝器58的長度設(shè)置在不同位置，這取決于冷凝器筒所用的壓縮機(jī)容量。管分隔支承60最好為具有數(shù)個(gè)通孔的金屬板，熱交換器管68從孔中穿過。管分隔支承60的尺寸與冷凝器筒橫截面尺寸相同或本質(zhì)上相同，并裝入圓柱冷凝器如圖4和5所示。不過，圖示隔板為圓形，它可制成任何需要的形狀以適應(yīng)相應(yīng)冷凝器橫截面。因此，如果冷凝器具有矩形橫截面，則管分隔支承也可制成矩形以裝入冷凝器。隔板60與冷凝器內(nèi)壁的配合，以及隔板孔與冷凝器熱交換器管外壁的配合為緊配合，以限制或避免兩室間的流體泄漏。最好將隔板焊接或用其它方法固定在冷凝器的內(nèi)壁，熱交換器管與隔板的界面為緊配合或密封。不過，防漏配合并不需要，因?yàn)檩^緊的配合對于冷凝室之間的分隔，對于本發(fā)明的目的而言足夠。
如圖4所示，第一和第二冷凝室62、64在平衡閥EV開啟時(shí)是內(nèi)部連通的。此閥最好為可調(diào)多位閥，可有選擇地遞進(jìn)開或關(guān)，以響應(yīng)控制信號。
第一壓縮機(jī)48、蒸發(fā)器52。第一冷凝室62和第一膨脹裝置54連接成第一制冷回路。同樣，第二壓縮機(jī)50、蒸發(fā)器52。第一冷凝室64和第二膨脹裝置56連接成第二制冷回路。如圖所示，此兩回路在蒸發(fā)器彼此連通，該蒸發(fā)器接受從兩膨脹閥來的致冷劑，并將致冷劑供給每一壓縮機(jī)。閥CV1和CV2設(shè)置在連接相應(yīng)第一和第二壓縮機(jī)和相應(yīng)第一和第二壓縮機(jī)的致冷劑管路上。當(dāng)兩閥開啟，致冷劑從指定的壓縮機(jī)流入冷凝器的一室，出冷凝室，經(jīng)一膨脹閥，然后進(jìn)入蒸發(fā)器。冷凝器和蒸發(fā)器均最好為筒-管熱交換器，致冷劑送入筒內(nèi)，流體例如水送入管中。盡管為簡化目的，圖中僅畫出幾個(gè)熱交換器管在冷凝器和蒸發(fā)器內(nèi)，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明，數(shù)百或數(shù)千熱交換器管可用于冷凝器和蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)。
建筑物水或類似的水，從設(shè)置在蒸發(fā)器52中的管53流過，并在熱交換器內(nèi)與流經(jīng)蒸發(fā)器52筒而在管53外的致冷劑蒸汽熱傳遞接觸。致冷劑蒸汽進(jìn)入第一壓縮機(jī)48的吸氣口，被壓縮，然后流經(jīng)第一單向閥CV1，進(jìn)入冷凝器58的第一冷凝室62。致冷劑在冷凝器中，與流經(jīng)貫穿冷凝器58中數(shù)個(gè)管68的冷卻液體例如冷卻塔的水處于熱交換關(guān)系。液態(tài)致冷劑從第一冷凝室流出，經(jīng)過膨脹閥54，返回蒸發(fā)器52。建筑物的水被冷卻后送往建筑物。
與之類似，致冷劑蒸汽從蒸發(fā)器52流至第二離心壓縮機(jī)50，在此被壓縮，并送經(jīng)第二單向閥CV2，進(jìn)入冷凝器58的第二冷凝室64。液態(tài)致冷劑在第二冷凝室64內(nèi)，與冷卻液體處于熱交換關(guān)系，從第二冷凝室前進(jìn)，經(jīng)過第二膨脹閥56返回蒸發(fā)器。建筑物水在蒸發(fā)器內(nèi)被冷卻后送往建筑物。
如圖5和6所示，冷凝器58最好是筒-管式，包括筒66，致冷劑從中流過；和數(shù)個(gè)熱傳遞管68，穿過筒66延伸。冷卻塔水(或類似冷卻介質(zhì))從管內(nèi)流過。熱傳遞管68穿過冷凝器筒66內(nèi)部沿整個(gè)長度延伸。流過筒66的致冷劑與熱傳遞管68的外表面接觸，并轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)致冷劑。
通過上述系統(tǒng)，兩臺離心壓縮機(jī)均可以對每臺壓縮機(jī)以獨(dú)立的冷凝器壓力運(yùn)行，這就避免了傳統(tǒng)并聯(lián)壓縮機(jī)致冷系統(tǒng)所面臨的問題。當(dāng)只有一臺壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，EV閥打開。當(dāng)兩臺壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，EV閥保持關(guān)閉。此外，利用本發(fā)明，致冷劑制冷能力可最大，并能調(diào)節(jié)以適應(yīng)變化負(fù)荷的需求。
應(yīng)用本發(fā)明的啟動方法包括第一步，啟動第一離心壓縮機(jī)48，而保持平衡閥EV處于開啟位置，并用設(shè)置在冷凝器58中的液位控制器(未示出)控制膨脹閥54、56。這種液位控制閥是現(xiàn)有技術(shù)所熟知的，它使膨脹閥根據(jù)冷凝器內(nèi)的液位，在給定時(shí)間開啟或關(guān)閉。一般，一旦致冷劑在冷凝器內(nèi)的液面達(dá)到預(yù)定水平，閥遞進(jìn)地開啟以通過閥流過更多致冷劑。在所述實(shí)施例中，每一閥54和56由單獨(dú)的液位控制器控制，該控制器設(shè)置在該閥所對應(yīng)的冷凝室。只要一壓縮機(jī)正在運(yùn)行，致冷劑從工作中的壓縮機(jī)流出，經(jīng)過開啟的CV閥，進(jìn)入并經(jīng)過該壓縮機(jī)所對應(yīng)的冷凝室筒，然后經(jīng)過膨脹閥，進(jìn)入并經(jīng)過蒸發(fā)器筒。
只要單獨(dú)一臺壓縮機(jī)提供了所需要的容量，第二臺壓縮機(jī)保持關(guān)閉以節(jié)約能量。一臺或兩臺壓縮機(jī)可為變?nèi)萘侩x心壓縮機(jī)，具有控制器按需要改變?nèi)萘?。?dāng)?shù)诙嚎s機(jī)，例如壓縮機(jī)50必須啟動以適應(yīng)需求，EV閥按一受控速率關(guān)閉，將一冷凝室與另一冷凝室分隔，并開啟閥56。一旦第二冷凝室64內(nèi)的壓力接近或等于蒸發(fā)器52內(nèi)壓力，第二壓縮機(jī)于是啟動。膨脹閥56于是被液位控制器控制，該控制器與第二壓縮機(jī)所對應(yīng)的冷凝室相關(guān)聯(lián)。
離心壓縮機(jī)48、50都可以通過首先關(guān)閉另一臺離心壓縮機(jī)而關(guān)閉，以一種受控速率打開平衡閥EV，用冷凝器液位控制器控制膨脹閥54、56。如果需要，另一臺壓縮機(jī)48可隨后被關(guān)閉。使用本發(fā)明，可有選擇地循環(huán)運(yùn)行壓縮機(jī)，于是壓縮機(jī)的使用和磨損更為均勻。此外，當(dāng)一臺或兩臺壓縮機(jī)均為變?nèi)萘繅嚎s機(jī)，本發(fā)明允許有選擇地在大范圍控制容量。
使用本發(fā)明，當(dāng)負(fù)荷狀態(tài)表明是正確時(shí)，兩壓縮機(jī)可選擇地開關(guān)(或改變)。當(dāng)只有一臺壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)，冷凝器仍有效地利用冷卻流體，該流體流經(jīng)穿過冷凝器58的冷卻管。此外，本發(fā)明的離心壓縮機(jī)可具有不同的容量和/或變負(fù)荷特性，以更好地與致冷設(shè)備所需要的冷卻負(fù)荷相匹配，從而保證致冷設(shè)備增加多用性和/或容量。在壓縮機(jī)具有不同容量的情況下，隔板的位置最好選擇成保證冷凝室最好地與壓縮機(jī)容量相匹配。
最后，在低負(fù)荷時(shí)，即，當(dāng)流經(jīng)部分冷凝器58的致冷劑正提供減小的通過率時(shí)，本發(fā)明的系統(tǒng)可控制成，在冷凝器中降低致冷劑水平，而同時(shí)升高蒸發(fā)器52中致冷劑水平，這是通過控制膨脹閥54、56實(shí)現(xiàn)的。此控制方案使致冷設(shè)備利用蒸發(fā)器上頂排管的優(yōu)點(diǎn)，這些管在低負(fù)荷狀態(tài)通常不暴露在液態(tài)致冷劑中。
本發(fā)明為每一離心壓縮機(jī)建立了一種獨(dú)立的冷凝器壓力，從而避免了傳統(tǒng)并聯(lián)壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)所面臨的問題。在本發(fā)明中，在低負(fù)荷狀態(tài)下，離心壓縮機(jī)之一可以關(guān)閉，而運(yùn)行中的的壓縮機(jī)可運(yùn)行，并仍有效地利用流經(jīng)冷凝器熱交換器管中冷卻液的冷卻能力。因此，本發(fā)明能有效地冷卻建筑物的水而不需要兩臺冷凝器和與兩臺冷凝器系統(tǒng)所配套的外管。本發(fā)明可設(shè)計(jì)成包括具有不同容量(固定或可變)的雙離心壓縮機(jī)，以更好地與致冷設(shè)備所需要的冷卻負(fù)荷匹配。壓縮機(jī)可通過有選擇地操作閥開啟與關(guān)閉，特別是通過與兩冷凝室流體連通的平衡閥。在本發(fā)明，一控制系統(tǒng)可設(shè)計(jì)成當(dāng)負(fù)荷低時(shí)，在冷凝器降低致冷劑水平，而在蒸發(fā)器內(nèi)升高致冷劑水平。這將利用蒸發(fā)器上頂俳管的優(yōu)點(diǎn)，這些管在低負(fù)荷狀態(tài)通常不暴露在液態(tài)致冷劑中。
本發(fā)明因此可以一臺或兩臺壓縮機(jī)運(yùn)行。本發(fā)明如果不是全部也是最大限度利用流經(jīng)冷凝器管束的冷卻水，即使是一臺壓縮機(jī)運(yùn)行。壓縮機(jī)可具有不同的容量以更好地與負(fù)荷分布更好匹配，冷凝器中的分隔板可設(shè)置成保證冷凝室與壓縮機(jī)容量匹配。所組成的裝置比雙冷凝器系統(tǒng)更緊湊和經(jīng)濟(jì)。
在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)，可對本發(fā)明的雙離心壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)作各種更改與變型，特別是在冷凝器的結(jié)構(gòu)上，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯然的。本發(fā)明的其它實(shí)施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在研究本發(fā)明在此所公開的實(shí)踐和技術(shù)特征后將是顯然的。本說明書和例子僅僅是舉例，本發(fā)明的真正精神和范圍在下列權(quán)利要求指出。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改(說明國際局于1999年1月14日收到；對原始提交的權(quán)利要求1、8和11進(jìn)行了修改；刪除了原始提交的權(quán)利要求4和9；其它的權(quán)利要求未修改。)1.一種致冷裝置，包括第一和第二壓縮機(jī)，以壓縮氣態(tài)致冷劑；一蒸發(fā)器，以蒸發(fā)致冷劑；第一和第二膨脹裝置，以使流經(jīng)該裝置的致冷劑膨脹；一冷凝器，以冷凝致冷劑，所述冷凝器包括第一和第二冷凝室，其彼此分隔；和數(shù)個(gè)熱交換器管，該管沿冷凝器的長度延伸；其中，所述第一壓縮機(jī)、所述蒸發(fā)器、所述第一冷凝室和所述第一膨脹裝置連接成第一制冷回路；所述第二壓縮機(jī)、所述蒸發(fā)器、所述第二冷凝室和所述第二膨脹裝置連接成第二制冷回路；和一閥，該閥與所述第一和第二冷凝室之每一室流體連通，用以有選擇地操作，使兩室壓力平衡或不平衡。
2.如權(quán)利要求1所述的致冷裝置，其中每一所述壓縮機(jī)為離心壓縮機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的致冷裝置，其中，冷凝器沿其長度具有公共的筒，并在其兩端間具有隔板，該隔板將筒分隔為所述第一和第二冷凝室。
5.如權(quán)利要求1所述的致冷裝置，還包括一控制器，該控制器在低負(fù)荷時(shí)加偏壓于至少所述第一和第二膨脹閥之一，以降低所述冷凝裝置中的致冷劑水平而同時(shí)升高所述蒸發(fā)裝置中的液態(tài)致冷劑水平。
6.如權(quán)利要求3所述的致冷裝置，其中，第一和第二離心壓縮機(jī)具有不同的容量，所述隔板沿冷凝器長度的位置根據(jù)壓縮機(jī)的相對容量設(shè)置。
7.如權(quán)利要求3所述的致冷裝置，其中，隔板的橫截面本質(zhì)上與所述冷凝器的橫截面相同，該隔板具有數(shù)個(gè)孔，所述冷凝器的數(shù)個(gè)熱交換器管穿過該孔延伸。
8.一種用于致冷裝置的冷凝器，該致冷裝置具有第一和第二離心壓縮機(jī)、一蒸發(fā)器、以及第一和第二膨脹裝置，該膨脹裝置用于使通過其中的致冷劑膨脹，該冷凝器包括一筒，致冷劑從筒中流過；數(shù)個(gè)熱傳遞管，沿所述筒延伸，所述熱傳遞管本質(zhì)上貫穿所述筒內(nèi)腔整個(gè)長度延伸；一隔板，設(shè)置在所述冷凝器內(nèi)，將冷凝器分隔為第一和第二冷凝室，所述隔板的橫截面本質(zhì)上與筒的橫截面相同，該隔板具有數(shù)個(gè)孔，數(shù)個(gè)管穿過孔延伸；和一閥，該閥與第一和第二冷凝室之每一室流體連通，用以有選擇地操作，使兩冷凝室的壓力平衡或不平衡。
10.如權(quán)利要求3所述的致冷裝置，其中，隔板沿所述冷凝器長度的位置，根據(jù)壓縮機(jī)的相對容量設(shè)置，這樣，相應(yīng)冷凝室將得以利用。
11.一種在封閉的致冷裝置中操作雙離心壓縮機(jī)的方法，此方法包括下列步驟提供一具有第一和第二冷凝室的冷凝器，公共的熱交換管束穿過冷凝器延伸，所述冷凝器包括一閥，該閥與所述第一和第二冷凝室流體連通；有選擇地由第一離心壓縮機(jī)向熱交換器的第一室的筒部送入致冷劑；有選擇地由第二離心壓縮機(jī)向熱交換器的第二室的筒部送入致冷劑；完成第一制冷回路，這是使致冷劑從第一冷凝室流經(jīng)一膨脹裝置，再進(jìn)入一蒸發(fā)器，與第一離心壓縮機(jī)流體連通；完成第二制冷回路，這是使致冷劑從第二冷凝室流經(jīng)一膨脹裝置，再進(jìn)入一蒸發(fā)器，與第二離心壓縮機(jī)流體連通；當(dāng)只有一臺壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)打開閥，當(dāng)兩臺壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)關(guān)閉閥。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中單一蒸發(fā)器從兩膨脹閥接受致冷劑，并向兩壓縮機(jī)送入致冷劑，一個(gè)閥對應(yīng)于一臺壓縮機(jī)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，壓縮機(jī)具有不同的容量，并包括這一步驟，該步驟是改變所述第一和第二冷凝室的相對尺寸，以作為兩臺壓縮機(jī)容量的函數(shù)、14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括這一步驟，該步驟是在只有一臺壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，降低冷凝器內(nèi)的致冷劑水平而同時(shí)升高蒸發(fā)器內(nèi)致冷劑的水平。
權(quán)利要求
1.一種致冷裝置，包括第一和第二壓縮機(jī)，以壓縮氣態(tài)致冷劑；一蒸發(fā)器，以蒸發(fā)致冷劑；第一和第二膨脹裝置，以使流經(jīng)該裝置的致冷劑膨脹；和一冷凝器，以冷凝致冷劑，所述冷凝器包括第一和第二冷凝室，彼此分隔；和數(shù)個(gè)熱交換器管，該管沿冷凝器的長度延伸；其中所述第一壓縮機(jī)、所述蒸發(fā)器、所述第一冷凝室和所述第一膨脹裝置連接成第一制冷回路，其中所述第二壓縮機(jī)、所述蒸發(fā)器、所述第二冷凝室和所述第二膨脹裝置連接成第二制冷回路。
2.如權(quán)利要求1所述的致冷裝置，其中，每一所述壓縮機(jī)為離心壓縮機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的致冷裝置，其中，冷凝器沿其長度具有公共的筒，并在其兩端間具有隔板，該隔板將筒分隔為所述第一和第二冷凝室。
4.如權(quán)利要求1所述的致冷裝置，還包括一閥，該閥與所述第一和第二冷凝室之每一室流體連通，用以有選擇地操作，使兩室壓力平衡或不平衡。
5.如權(quán)利要求1所述的致冷裝置，還包括一控制器，該控制器在低負(fù)荷時(shí)加偏壓于至少所述第一和第二膨脹閥之一，以降低所述冷凝裝置中的致冷劑水平而同時(shí)升高所述蒸發(fā)裝置中的液態(tài)致冷劑水平。
6.如權(quán)利要求3所述的致冷裝置，其中，第一和第二離心壓縮機(jī)具有不同的容量，所述隔板沿冷凝器長度的位置根據(jù)壓縮機(jī)的相對容量設(shè)置。
7.如權(quán)利要求3所述的致冷裝置，其中，隔板的橫截面本質(zhì)上與所述冷凝器的橫截面相同，該隔板具有數(shù)個(gè)孔，所述冷凝器的數(shù)個(gè)熱交換器管穿過該孔延伸。
8.一種用于致冷裝置的冷凝器，該致冷裝置具有第一和第二離心壓縮機(jī)、一蒸發(fā)器、和第一和第二膨脹裝置，該膨脹裝置用于使通過其中的致冷劑膨脹，該冷凝器包括一筒，致冷劑從筒中流過；數(shù)個(gè)熱傳遞管，沿所述筒延伸，所述熱傳遞管本質(zhì)上貫穿所述筒內(nèi)腔整個(gè)長度延伸；和一隔板，設(shè)置在所述冷凝器內(nèi)，將冷凝器分隔為第一和第二冷凝室，所述隔板的橫截面本質(zhì)上與筒的橫截面相同，該隔板具有數(shù)個(gè)孔，數(shù)個(gè)管穿過孔延伸。
9.如權(quán)利要求8所述的冷凝器，還包括一閥，該閥與第一和第二冷凝室之每一室流體連通，用以有選擇地操作，使兩冷凝室的壓力平衡或不平衡。
10.如權(quán)利要求3所述的致冷裝置，其中，隔板沿所述冷凝器長度的位置，根據(jù)壓縮機(jī)的相對容量設(shè)置，這樣，相應(yīng)冷凝室將得以利用。
11.一種在封閉的致冷裝置中操作雙離心壓縮機(jī)的方法，此方法包括下列步驟提供一具有第一和第二冷凝室的冷凝器，公共的熱交換管束穿過冷凝器延伸，所述冷凝器包括一閥，該閥與所述第一和第二冷凝室流體連通；有選擇地由第一離心致冷裝置向熱交換器的第一室的筒部送入致冷劑；有選擇地由第二離心致冷裝置向熱交換器的第二室的筒部送入致冷劑；完成第一制冷回路，這是使致冷劑從第一冷凝室流經(jīng)一膨脹裝置，再進(jìn)入一蒸發(fā)器，與第一離心壓縮機(jī)流體連通；完成第二制冷回路，這是使致冷劑從第二冷凝室流經(jīng)一膨脹裝置，再進(jìn)入一蒸發(fā)器，與第二離心壓縮機(jī)流體連通；當(dāng)只有一臺壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)打開閥，當(dāng)兩臺壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)關(guān)閉閥。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中單一蒸發(fā)器從兩膨脹閥接受致冷劑，并向兩壓縮機(jī)送入致冷劑，一個(gè)閥對應(yīng)于一臺壓縮機(jī)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，壓縮機(jī)具有不同的容量，并包括這一步驟，該步驟是改變所述第一和第二冷凝室的相對尺寸，以作為兩臺壓縮機(jī)容量的函數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括這一步驟，該步驟是在只有一臺壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，降低冷凝器內(nèi)的致冷劑水平而同時(shí)升高蒸發(fā)器內(nèi)致冷劑的水平。
全文摘要
一種在致冷設(shè)備中使用雙離心壓縮機(jī)(48,50)于單一蒸發(fā)器(52)和單一冷凝器(58)的裝置和方法。冷凝器(58)被隔板(60)分隔為兩室(62,64),該隔板具有與冷凝器(58)相同的橫截面形狀,并具有數(shù)個(gè)孔,設(shè)置在冷凝器(58)內(nèi)的管(68)穿過該孔。冷凝器(58)包括一閥,該閥與冷凝器的兩冷凝室(62,64)流體連通,以有選擇地使相應(yīng)的冷凝室(62,64)內(nèi)的壓力平衡或不平衡。一臺或兩臺壓縮機(jī)(48,50)可根據(jù)負(fù)荷運(yùn)行。一獨(dú)立的冷凝器壓力可對每一離心壓縮機(jī)(48,50)保證,因此,傳統(tǒng)的并聯(lián)壓縮機(jī)致冷系統(tǒng)所面臨的問題得以避免。利用本發(fā)明,致冷設(shè)備的容量可以最大,還可調(diào)節(jié)以適應(yīng)負(fù)荷需求的變化。
文檔編號F25B39/02GK1265188SQ9880759
公開日2000年8月30日 申請日期1998年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月25日
發(fā)明者赫爾曼·E·佩托 申請人:約克國際有限公司