阅读说明：本技术 一种压缩机供气系统及压缩机供气控制方法 (Compressor air supply system and compressor air supply control method ) 是由 杨启超 刘广彬 唐斌 赵远扬 李连生 于 2020-05-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种压缩机供气系统及压缩机供气控制方法,该供气系统包括压缩机、冷凝器、经济器、蒸发器和第一供气回路和第二供气回路,其中,第一供气回路连接于冷凝器的输出端与压缩机的进气端之间,第二供气回路连接于压缩机的排气端和压缩机的进气端之间,当压缩机的排气压力满足供气条件时,由采用第二供气回路并由压缩机的排气向压缩机进行供气以保证气体轴承工作所需压力,当压缩机的排气压力未满足供气条件时,通过第一供气回路中稳压罐向向压缩机进行供气以保证气体轴承工作所需压力,由此为静压气体轴承提供稳定可靠的气源供其工作所用并保证静压气体轴承的工作稳定。(The invention provides a compressor air supply system and a compressor air supply control method, the air supply system comprises a compressor, a condenser, an economizer, an evaporator, a first air supply loop and a second air supply loop, wherein the first air supply loop is connected between the output end of the condenser and the air inlet end of the compressor, the second air supply loop is connected between the exhaust end of the compressor and the air inlet end of the compressor, when the exhaust pressure of the compressor meets the air supply condition, the second air supply loop is adopted and the exhaust of the compressor supplies air to the compressor to ensure the pressure required by the work of the gas bearing, when the exhaust pressure of the compressor does not meet the air supply condition, the pressure stabilizing tank in the first air supply loop supplies air to the compressor to ensure the pressure required by the work of the gas bearing, therefore, a stable and reliable air source is provided for the static pressure gas bearing to work and the working stability of the static pressure gas bearing is ensured.)

一种压缩机供气系统及压缩机供气控制方法

技术领域

本发明涉及制冷空调设备技术领域，尤其涉及一种压缩机供气系统及压缩机供气控制方法。

背景技术

无油技术是离心式制冷压缩机发展的重要方向之一，通过采用气体轴承作为支撑结构的离心式制冷压缩机具有无油、高速、稳定性好的特点。所采用的气体轴承又可以分为静压气体轴承和动压气体轴承，与动压气体轴承相比，静压气体轴承的承载力较大，其工作性能更优异，但需要保证稳定的气源向气体轴承供气来保证气体轴承的稳定可靠工作。

通常可以采用压缩机工作过程中所排出的高压气体作为气源，或采用外部气源来向气体轴承供气，而离心式制冷或热泵机组在工作时大部分时间工作在非额定负荷工况条件下，也即部分负荷工况条件下，部分负荷工况下由于蒸发压力或冷凝压力的变化，导致系统的最大压差会发生变化，此时会导致轴承的供气压力不足，另外，在其他高温工况或低温工况等极端工况条件下也会导致系统的供气压力的发生较大变化。

供气压力的不足会导致气体轴承承载力减小，进而影响轴承和机器的稳定性和可靠性。采用外部气源会增加系统的复杂性，而且需要消耗多余能耗。

因此，为静压气体轴承提供稳定可靠的气源是气体轴承离心压缩机重要的关键技术之一，针对上述不足，如何提供一种可为静压气体轴承提供稳定可靠的气源供其工作所用并保证静压气体轴承的工作稳定的供气系统是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种可为静压气体轴承提供稳定可靠的气源供其工作所用并保证静压气体轴承的工作稳定的供气系统。

为实现上述目的，本发明申请第一方面提供一种压缩机供气系统，包括压缩机、冷凝器、经济器、蒸发器和第一供气回路和第二供气回路，所述压缩机、所述冷凝器、所述经济器和所述蒸发器依序相连，所述蒸发器与所述压缩机相连，所述经济器的输出端分别与所述蒸发器和所述压缩机相连，所述压缩机为气体轴承支撑式离心压缩机，其中；

所述第一供气回路连接于所述冷凝器的输出端与所述压缩机的进气端之间，所述第一供气回路包括依序相连接的第一单向阀、第一控制阀、供液泵、供气罐、第二控制阀、稳压罐、气体过滤器、稳压阀和电磁阀，其中，所述供液泵用于向所述供气罐内供液态制冷剂，所述供气罐用于向所述压缩机的进气端供应气体，由所述供气罐所输送的气体由所述稳压罐进行稳压处理后经所述气体过滤器和所述稳压阀输送至所述压缩机的进气端以提高气体轴承的工作压力；

所述第二供气回路连接于所述压缩机的排气端和所述压缩机的进气端之间，其包括依序相连接的第二单向阀、第二控制阀以及所述稳压罐、所述气体过滤器、所述稳压阀和所述电磁阀，所述压缩机的排气端上设置第一压力传感器以检测所述压缩机的排气压力，若由所述第一压力传感器所检测的排气压力大于排气压力阈值，则所述第二控制阀导通以使得由所述压缩机的排气端所排放的气体经由所述稳压罐稳压处理后由所述气体过滤器和所述稳压阀输送至所述压缩机的进气端以提高气体轴承的工作压力。

本发明申请第二方面还提供一种压缩机供气控制方法，该供气控制方法应用于第一方面所提供的压缩机供气系统，其包括：

检测所述压缩机的排气压力值是否大于排气压力阈值；

若所述压缩机的排气压力值大于排气压力阈值，则开启所述第三控制阀并检测所述稳压罐内的气压压力是否大于稳压罐压力阈值；

若所述稳压罐内的气压压力大于稳压罐压力阈值，则确定由所述第四压力传感器与所述第五压力传感器的检测值的差值是否低于轴承最低供气压差；

若所述差值低于所述轴承最低供气压差，则控制所述电磁阀关闭，自所述电磁阀关闭之后的预设时间段后控制所述压缩机停机；

若所述差值不低于所述轴承最低供气压差，则关闭所述第一控制阀关闭，由所述压缩机的排气端向所述压缩机的进气端进行供气。

与相关技术相比，本发明提供一种压缩机供气系统及压缩机供气控制方法，该供气系统包括压缩机、冷凝器、经济器、蒸发器和第一供气回路和第二供气回路，其中，第一供气回路连接于冷凝器的输出端与压缩机的进气端之间，第一供气回路包括依序相连接的第一单向阀、第一控制阀、供液泵、供气罐、第二控制阀、稳压罐、气体过滤器、稳压阀和电磁阀，第二供气回路连接于压缩机的排气端和压缩机的进气端之间，其包括依序相连接的第二单向阀、第三控制阀以及稳压罐、气体过滤器、稳压阀和电磁阀，当压缩机的排气压力满足供气条件时，由采用第二供气回路并由压缩机的排气向压缩机进行供气以保证气体轴承工作所需压力，当压缩机的排气压力未满足供气条件时，通过第一供气回路中稳压罐向向压缩机进行供气以保证气体轴承工作所需压力，由此为静压气体轴承提供稳定可靠的气源供其工作所用并保证静压气体轴承的工作稳定。

附图说明

图1为本发明实施例中压缩机供气系统的系统示意图；

图2为本发明实施例中压缩机供气控制阀的逻辑框图；

图3为本发明实施例中压缩机供气控制阀的逻辑框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

请参见图1所示，本发明提供一种压缩机供气系统，该供气系统包括压缩机1、冷凝器2、经济器4、蒸发器6和第一供气回路和第二供气回路。压缩机1、冷凝器2、经济器4和蒸发器6依序相连，蒸发器6与压缩机1相连，经济器4的输出端分别与蒸发器6和压缩机1相连，压缩机1为气体轴承支撑式离心压缩机1，其中，在冷凝器2与经济器4之间设置第一节流阀3，在经济器4与蒸发器6之间设置第二节流阀5。

压缩机1出来的高压气体经冷凝器2冷却为制冷剂液体，然后经第一节流阀3进入经济器4，从经济器4分为两个回路，一路从经济器上出口进入离心压缩机的2级叶轮进口前的流道位置进行补气。另一路制冷剂流体经第二节流阀5后进入蒸发器6，从蒸发器6出口的饱和或过热蒸汽进入压缩机1的低压级的进口进行压缩。

为压缩机的气体轴承提供稳定可靠的气源，本申请所提供的第一供气回路连接于冷凝器2的输出端与压缩机1的进气端之间，第一供气回路包括依序相连接的第一单向阀7、第一控制阀8、供液泵9、供气罐10、第二控制阀11、稳压罐12、气体过滤器13、稳压阀14和电磁阀15。

当第二控制阀11开启导通时，供液泵9用于向供气罐10内供液态制冷剂，供气罐10用于向压缩机1的进气端供应气体，由供气罐10所输送的气体由稳压罐12进行稳压处理后经气体过滤器13和稳压阀14输送至压缩机1的进气端以提高气体轴承的工作压力。

第一供气回路还包括第二压力传感器22和液位传感器31，第二压力传感器22和液位传感器31连接于供气罐10，由第二压力传感器22检测供气罐10内的气体压力，由液位传感器31检测供气罐10内的液体制冷剂的液位高度，当液位传感器31所检测的液位高度低于低液位阈值时，供液泵9启动工作以向供气罐10内输送液体制冷剂；当液位传感器31所检测的液位高度高于高液位阈值时，供液泵9停止工作，进而保证供气罐10提供稳定的气源。

第三压力传感器23连接于稳压罐12，第四压力传感器24连接于稳压阀14与电磁阀15之间，第五压力传感器25连接于压缩机1壳体回气端，由第三压力传感器23检测稳压罐12内的气体压力，由第四压力传感器24检测压缩机1的进气端的压力值，由第五压力传感器25检测压缩机1的回气压力值。由第四压力传感器24和第五压力传感器25的检测值的差值作为轴承供气压差的检测值，并将该差值与设定最低轴承供气压差值进行比较，若轴承供气压差低于设定最低轴承供气压差值时，以电磁阀15为供气保护装置，电磁阀15关闭以切断供气系统并控制压缩机1停机，保护压缩机不受损坏，具体地，在控制电磁阀15关闭之后的预设时间段后控制压缩机1停机，在控制电磁阀15关闭之后的预设时间段之后控制压缩机1停机的目的为：在当由第四压力传感器24与第五压力传感器25的检测值的差值低于轴承最低供气压差时，仍存在部分低压气体在压缩机1内输送给气体轴承以供其工作，进而在压缩机1停机过程中，由部分低压气体对压缩机1和气体轴承起保护作用。

供气罐10内设置电加热器19，由电加热器19用于向供气罐10内加热以提高供气罐10内的气体压力。当第二压力传感器22检测供气罐10内的气体压力不足或第三压力传感器23检测稳压罐12内的气体压力不足时，控制电加热器19工作以提升供气罐10和稳压罐12内的气体压力值，继而保证对气体轴承所输送的气体压力满足要求。

第二供气回路连接于压缩机1的排气端和压缩机1的进气端之间，其包括依序相连接的第二单向阀16、第三控制阀17以及稳压罐12、气体过滤器13、稳压阀14和电磁阀15，压缩机1的排气端上设置第一压力传感器21以检测压缩机1的排气压力，若由第一压力传感器21所检测的排气压力大于排气压力阈值，则第三控制阀17导通以使得由压缩机1的排气端所排放的气体经由稳压罐12稳压处理后由气体过滤器13和稳压阀14输送至压缩机1的进气端以提高气体轴承的工作压力。

为保证压缩机1的电机冷却，在冷凝器2的下部设置冷却回路。该冷却回路包括电子膨胀阀和第一单向阀7，冷却回路连接于冷凝器2的输出端与压缩机1的进入端，冷媒自冷凝器2的输出端经第一单向阀7和电子膨胀阀进入至压缩机1的进入端，制冷剂液体经单向阀7和电子膨胀阀18进入压缩机1的壳体内对电机的定子和转子进行冷却，冷却后的制冷剂气体进入压缩机1的一级进口。

在本实施例中还提供一种压缩机供气控制方法，该供气控制方法应用于上述的压缩机供气系统，请参考图1-3。

检测压缩机1的排气压力值是否大于排气压力阈值，由设置在压缩机1的排气端上的第一压力传感器21检测压缩机1的排气压力。

若压缩机1的排气压力值大于排气压力阈值，则开启第三控制阀17并检测稳压罐12内的气压压力是否大于稳压罐12压力阈值，由第三压力传感器23检测稳压罐12内的气体压力。

若稳压罐12内的气压压力大于稳压罐12压力阈值，则确定由第四压力传感器24与第五压力传感器25的检测值的差值是否低于轴承最低供气压差；

若差值低于轴承最低供气压差，则控制电磁阀15关闭，并在控制电磁阀15关闭之后的预设时间段后控制压缩机1停机，具体地，当差值低于轴承最低供气压差，关闭电磁阀15以保持供气罐10或稳压罐13内的压力，控制压缩机1停机以保护压缩机1。在控制电磁阀15关闭之后的预设时间段之后控制压缩机1停机的目的为：在当由第四压力传感器24与第五压力传感器25的检测值的差值低于轴承最低供气压差时，仍存在部分低压气体在压缩机1内输送给气体轴承以供其工作，进而在压缩机1停机过程中，由部分低压气体对压缩机1和气体轴承起保护作用。

若差值不低于轴承最低供气压差，则关闭第一控制阀8，由压缩机1的排气端向压缩机1的进气端进行供气，也即由第二供气回路向压缩机进行供气以保证气体轴承工作所需气压。

进一步地，其包括：若压缩机1的排气压力值不大于排气压力阈值，则开启第一控制阀8并关闭第三控制阀17，并检测稳压罐12内的气压压力是否大于稳压罐12压力阈值，若稳压罐12内的气压压力大于稳压罐12压力阈值，则确定由第四压力传感器24与第五压力传感器25的检测值的差值是否低于轴承最低供气压差；若差值低于轴承最低供气压差，则控制电磁阀15关闭且压缩机1停机；若差值不低于轴承最低供气压差，则由供气罐10向稳压罐12内输送气体并向压缩机1的进气端进行供气，即通过第一供气回路进行供气。

进一步地，若稳压罐12内的气压压力小于或等于稳压罐12压力阈值，则驱动电加热器19工作。

进一步地，若供气罐10内的液位液位高度低于低液位阈值时，供液泵9启动工作以向供气罐10内输送液体制冷剂；当液位传感器31所检测的液位高度高于高液位阈值时，供液泵9停止工作。

综上所述，本发明提供一种压缩机供气系统及压缩机供气控制方法，该供气系统包括压缩机、冷凝器、经济器、蒸发器和第一供气回路和第二供气回路，其中，第一供气回路连接于冷凝器的输出端与压缩机的进气端之间，第一供气回路包括依序相连接的第一单向阀、第一控制阀、供液泵、供气罐、第二控制阀、稳压罐、气体过滤器、稳压阀和电磁阀，第二供气回路连接于压缩机的排气端和压缩机的进气端之间，其包括依序相连接的第二单向阀、第二控制阀以及稳压罐、气体过滤器、稳压阀和电磁阀，当压缩机的排气压力满足供气条件时，由采用第二供气回路并由压缩机的排气向压缩机进行供气以保证气体轴承工作所需压力，当压缩机的排气压力未满足供气条件时，通过第一供气回路中稳压罐向向压缩机进行供气以保证气体轴承工作所需压力，由此为静压气体轴承提供稳定可靠的气源供其工作所用并保证静压气体轴承的工作稳定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。