一种制冷循环系统
阅读说明：本技术 一种制冷循环系统 (Refrigeration circulating system ) 是由 殷纪强 朱万朋 刘增岳 俞国新 刘洋 韩聪 李思茹 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种制冷循环系统。该制冷循环系统包括：第一压缩机,配置成吸入制冷循环中低压侧部件的冷媒并进行压缩后,排出压缩后的冷媒,并且第一压缩机包括气悬浮轴承以及润滑气体接入口,气悬浮轴承配置成利用润滑气体接入口提供的润滑气体支撑压缩机的转子；供气管路,连接于低压侧部件与润滑气体接入口之间,并用于将低压侧部件中的部分冷媒气体供向润滑气体接入口,以作为润滑气体。本发明的制冷循环系统单独设置了供气管路,利用该供气管路单独提供用于气悬浮轴承润滑的润滑气体,解决了现有技术气悬浮轴承离心式压缩机启动慢的问题。且供气管路从系统低压侧部件中获取润滑气体,还降低了为气悬浮轴承供气所需的能耗。(The invention provides a refrigeration cycle system. The refrigeration cycle system includes: a first compressor configured to suck and compress a refrigerant of a low-pressure side member in a refrigeration cycle and discharge the compressed refrigerant, and including a gas bearing configured to support a rotor of the compressor by using a lubricating gas supplied from the lubricating gas inlet; and the air supply pipeline is connected between the low-pressure side component and the lubricating gas inlet and is used for supplying part of refrigerant gas in the low-pressure side component to the lubricating gas inlet to be used as lubricating gas. The refrigeration cycle system is provided with the air supply pipeline independently, and the air supply pipeline is used for providing the lubricating gas for lubricating the air suspension bearing independently, so that the problem that the air suspension bearing centrifugal compressor in the prior art is slow to start is solved. And the air supply pipeline obtains the lubricating air from the low-pressure side part of the system, so that the energy consumption required for supplying the air suspension bearing is reduced.)
技术领域
本发明涉及压缩机领域，特别是涉及一种制冷循环系统。
背景技术
静压气体轴承中气体与转子摩擦阻力小，与磁浮轴承相比不需要复杂的控制系统，结构简单、成本低，因此近年来开始被运用到离心式压缩机中。由于静压气体轴承采用外部供气的方式来提供其悬浮压力，为了使静压气体轴承稳定工作，合理的供气系统设计，就显得尤为重要。
现有供气方案中，一种是利用液体泵从冷凝器中抽出液态冷媒，再经节流装置、气液分离器之后再通到静压气体轴承，整个系统结构相对复杂，由于存在节流过程，有效能损失较大；第二种方案是将液态冷媒加热蒸发，然后将气态冷媒输送到静压气体轴承，这种方案会导致供气能耗高，并且供气不连续，影响静压气体轴承工作的稳定性。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种至少能够解决上述任一方面问题的制冷循环系统。
本发明一个进一步的目的是解决气悬浮轴承压缩机启动慢问题。
本发明另一个进一步的目的是解决气悬浮轴承供气能耗过高问题。
本发明另一个进一步的目的是解决气悬浮轴承供气压力不稳定问题。
特别地，本发明提供了一种制冷循环系统，包括第一压缩机，配置成吸入制冷循环中低压侧部件的冷媒并进行压缩后，排出压缩后的冷媒，并且第一压缩机包括气悬浮轴承以及润滑气体接入口，气悬浮轴承配置成利用润滑气体接入口提供的润滑气体支撑压缩机的转子；供气管路，连接于低压侧部件与润滑气体接入口之间，并用于将低压侧部件中的部分冷媒气体供向润滑气体接入口，以作为润滑气体。
进一步地，低压侧部件包括蒸发器，其包括：第一冷媒出口，与第一压缩机相连，用于向第一压缩机供应冷媒；第二冷媒出口，与供气管路相连，用于供出润滑气体。
进一步地，制冷循环系统还包括第二压缩机设置于供气管路中，用于压缩从第二冷媒出口供出的润滑气体。
进一步地，第二压缩机为无油压缩机。
进一步地，第二压缩机为气浮压缩机或者磁浮压缩机。
进一步地，制冷循环系统还包括稳压装置设置于第二压缩机与润滑气体接入口之间，用于稳定由第二压缩机流向第一压缩机的润滑气体的压力。
进一步地，制冷循环系统还包括过滤器，设置于第二压缩机与第二冷媒出口之间，用于过滤由蒸发器流向第二压缩机的润滑气体。
进一步地，制冷循环系统还包括单向阀，设置于第二压缩机与稳压装置之间，用于使润滑气体从第二压缩机至稳压装置单向流动。
进一步地，第一压缩机为离心式压缩机，且包括第一压缩腔和第二压缩腔；第一压缩腔与第二压缩腔分别通过润滑气体接入口与供气管路连接。
进一步地，气悬浮轴承为静压气体轴承。
本发明所提供的制冷循环系统中第一压缩机为该制冷循环系统的压缩动力源，为冷媒流动提供动力。第一压缩机内使用气悬浮轴承支撑转子。气悬浮轴承设置润滑气体接入口与供气管路连接。供气管路设置于制冷循环系统的低压侧部件与气悬浮轴承的润滑气体接入口之间，提供润滑气体至气悬浮轴承。相比于现有技术中将部分吸入的冷媒用于气悬浮轴承润滑的方式，本发明的制冷循环系统单独设置了供气管路，利用该供气管路单独提供用于气悬浮轴承润滑的润滑气体，解决了现有技术气悬浮轴承离心式压缩机启动慢的问题。
进一步地，所述低压侧部件包括蒸发器，其包括：第一冷媒出口，与所述第一压缩机相连，用于向所述第一压缩机供应冷媒；第二冷媒出口，与所述供气管路相连，用于供出所述润滑气体。蒸发器一方面作为制冷循环系统的低压侧设备，另一方面利用第二冷媒出口向供气管路提供润滑气体。由于直接从蒸发器中获取润滑气体，还降低了为气悬浮轴承供气所需的能耗。
进一步地，第二压缩机，设置于所述供气管路中，用于压缩从所述第二冷媒出口供出的所述润滑气体；稳压装置，设置于所述第二压缩机与所述润滑气体接入口之间，用于稳定由所述第二压缩机流向所述第一压缩机的所述润滑气体的压力。稳压装置解决了气悬浮轴承供气压力不稳定的问题，使气悬浮轴承能够更好的持续工作。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的制冷循环系统的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的制冷循环系统的供气管路的示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的制冷循环系统的示意图。
参考图1，在一些实施例中，冷媒循环系统包括：第一压缩机10、蒸发器20、冷凝器30、膨胀阀40与供气管路100。第一压缩机10吸入蒸发器20中的气态冷媒，将该气态冷媒压缩为高温高压状态并将其输入进冷凝器30，高温高压的冷媒经冷凝器30冷凝后转化为高温高压的液态冷媒，再经膨胀阀40泄压后为低温低压的液态冷媒，进入蒸发器20，气态冷媒经蒸发器20吸热蒸发后成为低温低压的气态冷媒，而后重新回到第一压缩机10，进行下一次制冷循环。
在一些实施例中，第一压缩机10包括气悬浮轴承(图中未示出)，气悬浮轴承被配置为支撑压缩机的转子，使压缩机的转子保持悬浮状态。气悬浮轴承为静压气体轴承可以作为径向气体轴承，也可以作为推力轴承。
第一压缩机10可为离心式压缩机，且包括两级压缩腔。第一压缩机10内部设置有气悬浮轴承，外部设置有可连接气悬浮轴承的润滑气体接入口101。润滑气体接入口101用于连接供气管路100，以获取供给气悬浮轴承的润滑气体。在另一些实施例中，第一压缩机10还可以是其他类型的压缩机，例如螺杆式压缩机、划片式压缩机等。
供气管路100连接于制冷循环的低压侧部件与润滑气体接入口101之间，并用于将制冷循环的低压侧部件中的部分冷媒气体供向润滑气体接入口101，以作为所述润滑气体。供气管路100特别地单独为气悬浮轴承设置，避免当第一压缩机10启动时所吸入的冷媒需同时供给气悬浮轴承润滑与制冷循环导致第一压缩机10启动慢的问题。
制冷循环低压侧部件在本实施例是指冷媒压力较低一侧的部件，也可理解为在第一压缩机10冷媒流动方向上游的设备。低压侧部件可包括蒸发器20，蒸发器20包括第一冷媒出口202、第二冷媒出口204与润滑气体回流口203。第一冷媒出口202，与第一压缩机10相连，用于向第一压缩机10供应冷媒；第二冷媒出口204与供气管路100连接，用于供出润滑气体。由于润滑气体取自制冷循环系统的低压侧部件，供向气悬浮轴承，使得能量损耗减少。
第一压缩机10通过第一冷媒出口202从蒸发器20中吸入气态冷媒，而后将该气态冷媒经压缩处理后供给冷凝器30，气态冷媒经冷凝器30冷凝成为高压液态冷媒后进入膨胀阀40降压，而后回到蒸发器20。该过程为主制冷循环。
在主制冷循环的基础上，额外设置供气管路100。蒸发器20的部分冷媒由第二冷媒出口204进入供气管路100，由润滑气体接入口101进入第一压缩机10，作为气悬浮轴承的润滑气体。
图2是根据本发明一个实施例的制冷循环系统的供气管路的示意图。参考图2，在一些实施例中供气管路100的主要构成部件依次为第一压缩机10、蒸发器20、过滤器130、第二压缩机140、单向阀150、稳压装置160。
第一压缩机10为离心式压缩机，且包括两级压缩腔，分别为第一压缩腔110和第二压缩腔120。第一压缩腔110内部包括气悬浮轴承(图中未示出)，且设置有第一润滑气体接入口111，第二压缩腔120也包括气悬浮轴承(图中未示出)，且设置有第二润滑气体接入口121，第一润滑气体接入口111与第二润滑气体接入口121均属于润滑气体接入口101，接入供气管路100，以获取润滑气体分别为第一压缩腔110与第二压缩腔120内的气悬浮轴承供气。
第二压缩机140设置于供气管路100中，用于压缩从第二冷媒出口204供出的润滑气体。第二压缩机140可采用比第一压缩机10流量更小的小流量压缩机，且第二压缩机140为无油压缩机，如气浮压缩机，磁浮压缩机。设置第二压缩机140为无油压缩机避免润滑油对冷媒的污染。在其他实施例中，第二压缩机140可从主制冷回路的低压侧多个位置获取冷媒。
过滤器130设置于第二压缩机140与第二冷媒出口204之间，用于过滤由所述蒸发器20流向所述第二压缩机140的所述润滑气体。
稳压装置160设置于第二压缩机140与润滑气体接入口106之间，用于稳定由第二压缩机140流向第一压缩机10的润滑气体的压力，从而解决其气悬浮轴承供气时气压不稳的问题。
单向阀150设置于第二压缩机140与稳压装置160之间，使润滑气体从第二压缩机140至稳压装置160单向流动。
如图2所示，在一些实施例中，供气管路100中的第二压缩机140从蒸发器20中吸取部分冷媒，该部分冷媒作为润滑气体供给气悬浮轴承。润滑气体经过滤器130过滤后进入第二压缩机140，过滤器130以防止部分液态冷媒进入第二压缩机140，造成第二压缩机140损坏。经第二压缩机140加压后的部分冷媒通过单向阀150进入稳压装置160。单向阀150的设置以避免由于管路压力不同导致的冷媒回流进入第二压缩机140。稳压装置160将润滑气体进行稳压后，保持稳定的压力输入第一润滑气体输入口111与第二润滑气体输入口121，供向第一压缩腔110与第二压缩腔120内的气悬浮轴承，从而保证第一压缩腔110与第二压缩腔120内气悬浮轴承的顺利工作。完成润滑任务的润滑气体，通过润滑气体流出口104，回到蒸发器20内，完成供气管路100内的冷媒循环。通过设置供气管路100对第一压缩机10中的气悬浮轴承供气，解决了第一压缩机10启动慢的问题。从蒸发器20取气，降低了为气悬浮轴承供气时的能耗。设置过滤器130以去除液态冷媒，防止液态冷媒进入第二压缩机140，对第二压缩机140造成损坏。将第二压缩机140设置为无油压缩机避免润滑油污染冷媒。设置稳压装置160解决气悬浮轴承供气压力不稳定的问题，使气悬浮轴承能够长时间的稳定工作。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
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