Управление системой разгрузки компрессора
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к области компрессоростроения, в частности к системам изменения производительности компрессоров. Компрессор переменной производительности включает в себя корпус с входным и выходным отверстиями для приема хладагента и его возврата соответственно и множество сжимающих элементов, расположенных в корпусе между входным и выходным отверстиями. Включает также клапан с электрическим управлением, предназначенный для сжимающих элементов, выбранных из общего количества сжимающих элементов. Клапан выполнен с возможностью перемещения между первым состоянием, в котором он открыт для передачи потока хладагента к сжимающим элементам, и вторым состоянием, в котором он закрыт для уменьшения или прекращения протекания потока к сжимающим элементам. В одном из вариантов осуществления изобретения контроллер разгрузки имеет режим изменения работы компрессора, который включает в себя переключение клапана между включенным и выключенным состояниями для получения части производительности компрессора. Контроллер разгрузки дополнительно запрограммирован для обеспечения минимального времени задержки для переходов между первым и вторым состояниями, но без максимального времени выдержки для перехода между первым и вторым состояниями. 2 н. и 34 з.п. ф-лы, 5 ил.
Реферат
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в целом относится к системе изменения производительности компрессора или группы компрессоров.
Уровень техники
В системах охлаждения, в частности в коммерческих и промышленных системах охлаждения, может использоваться один компрессор, хотя в таких системах часто используется несколько холодильных компрессоров. Как правило, имеется достаточное количество компрессоров, чтобы соответствовать ожидаемой пиковой нагрузке, требуемой от системы охлаждения. Однако большинство систем охлаждения работает при пиковой нагрузке только в течение нескольких часов в году и большую часть времени работает при нагрузке, меньшей расчетной пиковой. При этом желательно обеспечить возможность изменения производительности системы охлаждения для экономии энергии и уменьшения эксплуатационных затрат, когда нагрузка в системе охлаждения уменьшается.
В других обычных системах охлаждения компрессоры разгружают, используя систему перепуска газа. В системе перепуска газа сжатый хладагент рециркулирует со стороны выпуска компрессора обратно на сторону всасывания компрессора. Однако в таком способе снижения нагрузки компрессора энергия, затрачиваемая на сжатие хладагента, теряется в каждом цикле при рециркуляции хладагента обратно на сторону всасывания компрессора, уменьшая тем самым общую эффективность системы. В результате техническое обслуживание и эксплуатация таких систем охлаждения могут быть затратными.
Изобретение направлено на улучшение систем охлаждения с одним компрессором и с несколькими компрессорами. Эти и другие преимущества изобретения, а также дополнительные его свойства будут понятны из дальнейшего описания изобретения.
Раскрытие изобретения
Одним объектом изобретения является компрессор переменной производительности, который включает в себя корпус с входным отверстием для приема хладагента и выходным отверстием для возврата хладагента и множество сжимающих элементов, расположенных в корпусе между входным и выходным отверстиями. Компрессор также включает в себя по меньшей мере один клапан с электрическим управлением. Каждый клапан предназначен для своих сжимающих элементов, выбранных из общего количества сжимающих элементов, и выполнен с возможностью перемещения между первым состоянием, в котором он открыт, для передачи потока хладагента к сжимающим элементам, и вторым состоянием, в котором он закрыт, для уменьшения или прекращения протекания потока к сжимающим элементам относительно первого открытого состояния. Контроллер разгрузки запрограммирован так, что для изменения режима работы по меньшей мере один клапан переключается между включенным и выключенным состояниями для обеспечения части производительности сжимающих элементов, соответствующих этому по меньшей мере одному клапану. В конкретном варианте осуществления изобретения контроллер разгрузки запрограммирован для обеспечения минимального времени задержки для переходов между первым и вторым состояниями, но без максимального времени выдержки для перехода между первым и вторым состояниями.
Минимальное время задержки может находиться в диапазоне от 5 до 40 секунд.
В одном из вариантов осуществления изобретения указанный по меньшей мере один клапан содержит плунжер и соленоид, выполненный с возможностью управления движением плунжера. В частности, плунжер может быть расположен на пути протока между выпускной и всасывающей камерами компрессора. В дополнительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один клапан выполнен с возможностью управления потоком хладагента к одному сжимающему элементу. В еще одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один клапан выполнен с возможностью управления потоком хладагента к паре сжимающих элементов. Компрессор переменной производительности может включать в себя множество клапанов, каждым из которых управляет контроллер разгрузки. Контроллер разгрузки может быть запрограммирован для обеспечения минимального времени выдержки для аналогового сигнала управления таким образом, чтобы переходы между первым и вторым состояниями происходили только, когда аналоговый сигнал управления после пересечения порогового уровня напряжения или тока снова не пересечет пороговый уровень в течение минимального времени выдержки. Минимальное время выдержки может находиться в диапазоне от трех до семи секунд. Кроме того, контроллер разгрузки может быть запрограммирован так, чтобы выполнять сброс часов каждый раз, когда аналоговый сигнал управления пересекает пороговый уровень напряжения или тока.
В некоторых вариантах выполнения команды от контроллера системы охлаждения передаются в виде аналогового сигнала управления, а переходы между первым и вторым состояниями определяются по аналоговому сигналу управления. В конкретных вариантах осуществления изобретения компрессор переменной производительности имеет заданный режим работы, в котором контроллер разгрузки запрограммирован так, что в ответ на аналоговый сигнал управления он изменяет, не ограничивая, период времени, в течение которого указанный по меньшей мере один клапан находится в первом или во втором состоянии, для достижения указанным компрессором заданного режима работы.
В одном из вариантов осуществления изобретения контроллер снижения нагрузки содержит контроллер с программируемой логикой (PLC), запрограммированный для подачи питания в соленоид в ответ на аналоговые сигналы управления от контроллера системы охлаждения. В некоторых вариантах осуществления изобретения уровень напряжения или уровень тока аналогового сигнала управления имеет заданный диапазон, а указанный по меньшей мере один клапан выполнен с возможностью изменения своего состояния по команде, основанной на изменениях уровня напряжения или уровня тока аналогового сигнала управления.
Уровень напряжения аналогового сигнала управления может изменяться от минимального напряжения до максимального напряжения. В конкретном варианте осуществления изобретения контроллер снижения нагрузки запрограммирован так, чтобы по меньшей мере один клапан находился в одном из первого и второго состояний или переключался в эти состояния, когда уровень напряжения аналогового сигнала управления меньше заданного порогового минимального напряжения, и так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в другом из первого и второго состояний или переключался в эти другие состояния, когда уровень напряжения аналогового сигнала управления больше заданного порогового максимального напряжения. Пороговое максимальное напряжение больше порогового минимального напряжения, а пороговые и минимальное, и максимальное напряжения больше минимального напряжения, но меньше максимального напряжения. При этом указанный по меньшей мере один клапан не меняет своего состояния, когда уровень напряжения аналогового сигнала управления находится между пороговым минимальным напряжением и пороговым максимальным напряжением.
В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер разгрузки запрограммирован так, что, когда уровень напряжения аналогового сигнала управления находится между пороговыми минимальным и максимальным напряжениями, указанный по меньшей мере один клапан меняет свое состояние на основе скорости изменения уровня напряжения или уровня тока аналогового сигнала управления. В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер разгрузки запрограммирован так, что, когда уровень напряжения аналогового сигнала управления находится между пороговыми минимальным и максимальным напряжениями, указанный по меньшей мере один клапан закрыт или меняет открытое состояние на закрытое, когда уровень напряжения или уровень тока аналогового сигнала управления падает на заданную величину в течение заданного периода времени, и открыт или меняет закрытое состояние на открытое, когда уровень напряжения или уровень тока аналогового сигнала управления повышается на заданную величину в течение заданного периода времени.
В дополнительном варианте осуществления изобретения уровень тока аналогового сигнала управления изменяется от минимального до максимального, а контроллер разгрузки запрограммирован так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в одном из первого и второго состояний или переключался в эти состояния, когда уровень тока аналогового сигнала управления меньше заданного порогового минимального тока, и так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в другом из первого и второго состояний или переключался в эти состояния, когда уровень тока аналогового сигнала управления больше заданного порогового максимального тока, причем пороговый максимальный ток больше порогового минимального тока, а пороговые и минимальный, и максимальный токи больше минимального тока, но меньше максимального тока. В некоторых случаях по меньшей мере один клапан не меняет своего состояния, когда уровень тока аналогового сигнала управления находится между пороговым минимальным током и пороговым максимальным током.
В конкретном варианте осуществления изобретения компрессор переменной производительности дополнительно содержит второй клапан, который вместе с указанным по меньшей мере одним клапаном управляет потоком газа в сжимающие элементы, число которых меньше их общего числа. В другом варианте осуществления изобретения компрессор переменной производительности дополнительно содержит третий клапан управления, который вместе с первым и вторым клапанами управления управляет потоком газа в сжимающие элементы, число которых меньше их общего числа.
Другим объектом изобретения является система охлаждения, которая включает в себя контур охлаждения с испарителем и конденсором. Система охлаждения содержит множество компрессоров, выполненных с возможностью циркуляции хладагента по контуру охлаждения. Множество компрессоров хладагента может включать в себя регулируемый компрессор с множеством цилиндров. Поток хладагента в регулируемый компрессор может изменяться так, чтобы изменять производительность системы охлаждения. Хладагент сжимается в каждом из множества цилиндров. В таком варианте выполнения регулируемый компрессор включает в себя по меньшей мере один клапан управления для регулирования потока хладагента в часть из множества цилиндров. Указанный по меньшей мере один клапан управления выполнен с возможностью перехода между открытым и закрытым положениями и расположен в головке цилиндра регулируемого компрессора. Система охлаждения также включает в себя контроллер системы охлаждения, выполненный с возможностью управления общим расходом хладагента на выходе из множества компрессоров. Кроме того, система охлаждения включает в себя контроллер регулируемой разгрузки, выполненный с возможностью приема сигнала управления из контроллера системы охлаждения и передачи сигнала управления в указанный по меньшей мере один клапан управления для изменения расхода хладагента, выходящего из регулируемого компрессора.
В одном из вариантов осуществления изобретения регулируемый компрессор включает в себя множество клапанов управления, выполненных с возможностью регулирования потока хладагента в часть из множества цилиндров. В частности, регулируемый компрессор может включать в себя шесть цилиндров и один или два клапана управления. В другом варианте регулируемый компрессор включает в себя восемь цилиндров и два или три клапана управления.
В конкретном варианте осуществления изобретения сигнал управления от контроллера системы охлаждения представляет собой аналоговый сигнал управления, который изменяется в соответствии с нагрузкой на систему охлаждения, а контроллер регулируемой разгрузки запрограммирован на обеспечение минимального времени задержки между переходами между открытым и закрытым положениями, но без максимального времени выдержки между переходами. В конкретном варианте осуществления изобретения минимальное время задержки находится в диапазоне от 10 до 30 секунд.
Система охлаждения может дополнительно содержать второй регулирующий компрессор, имеющий второй контроллер регулируемой разгрузки и по меньшей мере один клапан управления, расположенный в головке цилиндра второго регулирующего компрессора, при этом второй контроллер регулируемой разгрузки выполнен с возможностью подачи сигнала управления в по меньшей мере один клапан управления второго регулируемого компрессора для изменения скорости выходящего из второго регулируемого компрессора хладагента. Контроллер регулируемой разгрузки и второй контроллер регулируемой разгрузки могут быть выполнены с возможностью работы независимо друг от друга.
В конкретном варианте осуществления изобретения уровень напряжения аналогового сигнала управления находится в диапазоне от минимального до максимального. Более конкретно, контроллер разгрузки запрограммирован так, чтобы по меньшей мере один клапан находился в одном из первого и второго состояний или переключался в эти состояния, когда уровень напряжения аналогового сигнала управления меньше четырех вольт, и так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в другом из первого и второго состояний или переключался в эти другие состояния, когда уровень напряжения аналогового сигнала управления больше шести вольт.
В альтернативном варианте уровень тока аналогового сигнала управления находится в диапазоне от минимального до максимального. Более конкретно контроллер разгрузки запрограммирован так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в одном из первого и второго состояний или переключался в эти состояния, когда уровень тока аналогового сигнала управления меньше заданного порогового минимального тока, и так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в другом из первого и второго состояний или переключался в эти состояния, когда уровень тока аналогового сигнала управления больше заданного порогового максимального тока
В дополнительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один клапан управления содержит плунжер и соленоид, выполненный с возможностью управления движением плунжера. В конкретном варианте осуществления изобретения контроллер регулируемой разгрузки содержит контроллер с программируемой логикой, запрограммированный для подачи питания в соленоид в ответ на аналоговые сигналы управления от контроллера системы охлаждения.
В конкретных вариантах выполнения системы охлаждения уровень напряжения или уровень тока сигнала управления изменяется в пределах заданного диапазона, а команда на изменение состояния указанного по меньшей мере одного клапана управления поступает на основе изменений уровня напряжения или уровня тока сигнала управления. В некоторых вариантах осуществления изобретения уровень напряжения аналоговых сигналов управления изменяется от минимального до максимального, а контроллер регулируемой разгрузки запрограммирован так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в одном из первого и второго состояний или переключался в эти состояния, когда уровень сигнала управления меньше заданного порогового минимального напряжения, и так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в другом из первого и второго состояний или переключался в эти другие состояния, когда уровень сигнала управления больше заданного порогового максимального напряжения. В этих случаях пороговое максимальное напряжение больше порогового минимального напряжения, а пороговые и минимальное, и максимальное напряжения больше минимального напряжения, но меньше максимального напряжения. В других вариантах осуществления изобретения уровень тока сигнала управления находится в диапазоне от минимального до максимального, а контроллер регулируемой разгрузки запрограммирован так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в одном из первого и второго состояний или переключался в эти состояния, когда уровень тока сигнала управления меньше заданного порогового минимального напряжения, и так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в другом из первого и второго состояний или переключался в эти другие состояния, когда уровень тока сигнала управления больше заданного порогового максимального тока. При этом пороговый максимальный ток больше порогового минимального тока, а пороговые и минимальный, и максимальный токи больше минимального тока, но меньше максимального тока.
В некоторых вариантах контроллер разгрузки запрограммирован так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в одном из первого и второго состояний или переключался в эти состояния, когда уровень напряжения сигнала управления меньше заданного порогового минимального напряжения, и так, чтобы указанный по меньшей мере один клапан находился в другом из первого и второго состояний или переключался в эти другие состояния, когда уровень напряжения сигнала управления больше заданного порогового максимального напряжения. Когда уровень напряжения сигнала управления находится между пороговыми минимальным и максимальным напряжениями, указанный по меньшей мере один клапан меняет свое состояние в зависимости от скорости изменения уровня напряжения или уровня тока сигнала управления.
В конкретном варианте осуществления изобретения контроллер разгрузки запрограммирован так, что, когда уровень напряжения сигнала управления находится между минимальным пороговым напряжением и максимальным пороговым напряжением, по меньшей мере один клапан остается закрытым или переключается из открытого в закрытое состояние, если уровень напряжения или уровень тока сигнала управления падает на заданную величину в течение заданного периода времени, и этот по меньшей мере один клапан управления остается открытым или переключается из закрытого состояния в открытое, если уровень напряжения или уровень тока сигнала управления повышаются на заданную величину в течение заданного периода времени.
Еще одним объектом изобретения является способ изменения потока хладагента в компрессоре переменной производительности, который включает в себя подачу хладагента во входное отверстие компрессора, который имеет множество сжимающих элементов, и раздельное управление потоком в разных наборах сжимающих элементов посредством множества соответствующих клапанов. Такой способ также может включать в себя управление указанными клапанами независимо друг от друга при переводе их между открытым и закрытым положениями.
В конкретном варианте осуществления изобретения отдельное управление потоком в разные наборы сжимающих элементов с множеством соответствующих клапанов включает в себя отдельное управление потоком в разные наборы сжимающих элементов, число которых меньше числа всех сжимающих элементов. Дополнительно отдельное управление потоком осуществляют в разные наборы сжимающих элементов с множеством соответствующих электромагнитных клапанов.
Управление соответствующими клапанами независимо друг от друга осуществляется через контроллер регулируемой разгрузки, электрически соединенный с каждым из соответствующих клапанов.
Другие особенности и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего подробного описания со ссылками на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан компрессор согласно изобретению, работающий в полностью нагруженном состоянии, вид в разрезе;
на фиг. 2 - компрессор согласно изобретению, работающий в ненагруженном состоянии, вид в разрезе;
на фиг. 3 показана схема системы охлаждения согласно изобретению, имеющей компрессор с множеством цилиндров;
на фиг. 4 - схема системы охлаждения, имеющей компрессор с множеством цилиндров, в соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 5 показана схема системы охлаждения с множеством компрессоров, построенная в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
В дальнейшем будут описаны варианты осуществления изобретения, используемые в системе охлаждения. Однако для специалиста в данной области техники понятно, что изобретение необязательно ограничено системами охлаждения. Варианты осуществления изобретения также могут использоваться в других системах, где компрессоры используются для создания потока сжатого газа.
Как будет показано ниже, требования, установленные для системы охлаждения, могут изменяться в зависимости от нагрузки, подключенной к системе охлаждения. Один из способов повышения эффективности систем охлаждения включает в себя изменение производительности системы охлаждения, т.е. регулирование выходной мощности системы охлаждения в соответствии с изменениям потребности. Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системе изменения производительности системы охлаждения, которая может быть реализована без специализированных компонентов и, кроме того, может использоваться для установки в существующих системах охлаждения для уменьшения стоимости эксплуатации этих систем.
Система снижения нагрузки компрессора, т.е. уменьшения потока сжатого газа от него, соответствующая одному из вариантов осуществления изобретения, показана на фиг. 1. На фиг. 1 показан в сечении подходящий для использования в системе охлаждения компрессор 100, работающей в условиях предельной нагрузки. «Условия предельной нагрузки» означают, что компрессор 100 работает без каких-либо ограничений потока хладагента в компрессор 100. Компрессор 100 представляет собой компрессор поршневого типа, сжимающие элементы которого включают в себя цилиндр 102 и поршень 104 для сжатия газа. Однако для специалиста в данной области техники понятно, что изобретение можно использовать и с другими компрессорами, не только поршневого типа. Компрессор 100 также содержит всасывающую камеру 106 с входным отверстием 107 и выпускную камеру 108. На пути потока от всасывающей камеры 106 в цилиндр 102 установлен входной клапан 110, а на пути потока от цилиндра 102 в выпускную камеру 108 установлен выходной клапан 112.
Над цилиндром 102 расположена головка 114 цилиндра, образующая основную часть всасывающей камеры 106. В головке 114 цилиндра установлен плунжер 116, по меньшей мере частично расположенный во всасывающей камере 106 и выполненный с возможностью регулирования или остановки потока газа во всасывающую камеру 106. Верхняя часть головки 114 цилиндра содержит клапан 118 управления. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1 и 2, клапан 118 управления представляет собой электромагнитный клапан, имеющий катушку 120 и якорь 122. Хотя возможны и другие типы клапанов 118 управления, в описанных ниже примерах клапан 118 управления будет называться электромагнитным клапаном такого типа, как представлено на фиг. 1 и 2. Кроме того, термины «клапан управления» и «электромагнитный клапан» в дальнейшем будут использоваться взаимозаменяемо. Якорь 122 расположен на пути порта 124 выпуска газа, который проходит вдоль головки 114 цилиндра от выпускной камеры 108 к плунжеру 116.
Во время работы компрессора 100 при полной нагрузке хладагент втекает во всасывающую камеру 106, а из всасывающей камеры через входной клапан 110 поступает в цилиндр 102. В цилиндре 102 хладагент сжимается поршнем 104 и затем протекает через выпускное отверстие 112 в выпускную камеру 108. В по меньшей мере одном из вариантов осуществления изобретения во время работы при предельной нагрузке выключают питание электромагнитного клапана 118. Якорь 122 включает в себя смещающий элемент (не показан), например пружину, так что при выключенном питании электромагнита якорь 122 смещен от элемента смещения вниз (в ориентации, показанной на фиг. 1). В этом нижнем положении якорь 122 перекрывает канал порта 124 выпуска газа. Когда канал перекрыт, плунжер 116 остается в его поднятом положении (в ориентации, показанной на фиг. 1), обеспечивая тем самым непрерывный поток хладагента во всасывающую камеру 106.
На фиг. 2 показан в сечении компрессор 150 со сжимающим элементом, представленным на фиг. 1 и включающим в себя цилиндр 102 и поршень 104. Компрессор 150 работает в ненагруженном состоянии. Снижение нагрузки компрессора 150 возникает, когда в электромагнитный клапан 118 подают питание, что приводит к тому, что якорь 122 движется вверх, преодолевая силу смещающего элемента (в ориентации, показанной на фиг. 1). Такое движение вверх якоря 122 обеспечивает протекание хладагента к выпускной камере 109 через порт 124 выпуска газа мимо якоря 122 к плунжеру 116.
Как правило, хладагент в выпускной камере 109 сжат, и он находится при более высоком давлении, чем во всасывающей камере 106. Более высокое давление хладагента в выпускной камере 109 через порт 124 выпуска газа воздействует на плунжер 116, прикладывая к нему направленную вниз силу. Это приводит к тому, что плунжер 116 блокирует входное отверстие 107 во всасывающую камеру 106. Без потока хладагента во всасывающую камеру 106 отсутствует поток хладагента из цилиндра 102. В результате, когда плунжер блокирует поток хладагента во всасывающую камеру для конкретного цилиндра или пары цилиндров, происходит снижение нагрузки компрессора 150. В конкретных вариантах осуществления изобретения выполняющий возвратно-поступательное движение поршень 104 будет продолжать двигаться даже при отсутствии потока хладагента в цилиндр 102. В альтернативных вариантах осуществления изобретения для снижения нагрузки компрессора может использоваться, кроме электромагнитного, и другой клапан. Кроме того, плунжер для такого клапана может приводиться в действие механическими средствами, а не газообразным хладагентом.
Предполагается, что компрессоры 100 и 150, показанные на фиг. 1 и 2, а также другие компрессоры, используемые в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, представляют собой многоцилиндровые компрессоры поршневого типа, в которых поршни выполняют возвратно-поступательные движения. Кроме того, в таких многоцилиндровых компрессорах 100, 150 в то время, как один сжимающий элемент может включать в себя цилиндр 102, в который не подают хладагент (то есть разгруженный), имеются другие сжимающие элементы с цилиндрами в компрессоре 100, 150, которые подают хладагент. Как вариант, плунжер 116 может быть выполнен с возможностью регулировки потока хладагента в два цилиндра, расположенных рядом друг с другом.
Варианты осуществления изобретения характеризуют системы снижения нагрузки компрессора 100, 150, в которых устройство снижения нагрузки (т.е. электромагнитный клапан 118 и плунжер 116) выполнено с возможностью регулирования потока хладагента не во всех цилиндрах компрессора 100, 150. По этой причине всегда присутствует определенный поток хладагента в цилиндрах 100, 150 компрессора, в которых не требуется блокировки электромагнитным клапаном 118 и плунжером 116 потока хладагента в камеры всасывания этих цилиндров. Во время снижения нагрузки компрессора 100, 150 это помогает предотвратить его перегрев, поскольку поток хладагента обеспечивает охлаждение, противодействуя теплу, вырабатываему поршнями и цилиндрами в компрессоре 100, 150, которые работает с уменьшенным потоком хладагента.
Показанный на фиг. 2 компрессор 150 включает в себя головку 115 цилиндра, в которой содержится плунжер, регулирующий поток хладагента в цилиндр 102, как показано на фиг. 1, и также второй цилиндр 130 (показан пунктирными линиями), имеющий второй поршень 132 (показан пунктирными линиями). Хладагент втекает во второй цилиндр 130 из всасывающей камеры 106 через второй входной клапан 134 (показан пунктирными линиями) и после сжатия протекает из второго цилиндра 130 в выпускную камеру 109 через второй клапан 136 выходного отверстия (показан пунктирными линиями).
Например, обычный многоцилиндровый компрессор представляет собой компрессор с четырьмя цилиндрами. На фиг. 3 представлено схематичное изображение типовой системы 200 охлаждения, содержащей два компрессора 205, каждый из которых имеет по четыре цилиндра 210, 212, линию 206 входного потока, выполненную с возможностью подачи хладагента в компрессоры 205, и линию 208 выходного потока, выполненную с возможностью отвода сжатого хладагента из компрессоров 205. Однако принципы, описанные здесь в отношении системы 200 охлаждения по фиг. 3, и системы по фиг. 4 в равной степени применимы так же, как и в системах охлаждения, имеющих больше чем два компрессора. В примере, показанном на фиг. 3, каждый компрессор 205 включает в себя контроллер 214 регулируемой разгрузки, выполненный с возможностью регулирования клапана 118 управления. Оба контроллера 214 регулируемой разгрузки электрически соединены с контроллером системы 215 охлаждения.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3, каждый четырехцилиндровый компрессор 205 содержит клапан 118 управления, который может представлять собой электромагнитный клапан, электрически соединенный с контроллером 214 регулируемой разгрузки, и плунжер 116 (показан на фиг. 1), выполненный с возможностью регулирования потока хладагента в два цилиндра 210 компрессора 205, как показано на фиг. 3. Таким образом, во время снижения нагрузки компрессора 205 посредством контроллера 214 регулируемой разгрузки потоки хладагента непрерывно поступают в два цилиндра 212. В этом варианте осуществления изобретения четырехцилиндровый компрессор 205 может работать в двух режимах: при 100%-ной производительности в состоянии предельной нагрузки или от 50% до 100% производительности в ненагруженном состоянии. Также предполагается, что в системах охлаждения могут использоваться двухцилиндровые или трехцилиндровые компрессоры, в которых электромагнитный клапан 118 и плунжер 116 регулируют поток в один цилиндр, как показано на фиг. 1. Возможно также, чтобы четырехцилиндровый компрессор имел один или несколько электромагнитных клапанов 118 и плунжеров 116, каждый из которых регулирует поток в один цилиндр компрессора.
Довольно часто в системах охлаждения используются также шести- или восьмицилиндровые компрессоры. На фиг. 3 также показана система 200 охлаждения с компрессорами 205, имеющими пятый и шестой цилиндры 216 (показаны пунктирными линиями). В соответствии с этим вариантом шестицилиндровый компрессор мог бы иметь один или два электромагнитных клапана 118 и плунжера 116, каждый из которых регулирует поток в два из этих шести цилиндров. На фиг. 3 также иллюстрируется конкретный вариант осуществления, в котором шестицилиндровые компрессоры 205 включают в себя второй клапан 118 управления (показан пунктирными линиями), который может представлять собой электромагнитный клапан, выполненный с возможностью регулирования потока хладагента в два цилиндра 212.
В шестицилиндровом компрессоре 205 с одним электромагнитным клапаном 118 и одним плунжером 116 (показан на фиг. 1) во время снижения нагрузки возможна подача хладагента без перерывов в четыре цилиндра 212, 216 из шести цилиндров компрессора. При такой конфигурации шестицилиндровый компрессор 205 может работать в двух режимах: при 100%-ной производительности в условиях полной нагрузки или от 67% до 100% производительности в ненагруженном состоянии. В шестицилиндровый компрессор 205 с двумя электромагнитными клапанами 118 и плунжерами 116, каждый из которых регулирует поток в два из шести цилиндров, можно было бы подавать поток хладагента без перерыва в два цилиндра 216 и тогда бы он имел три режима работы: 100%-ную производительность в состоянии полной нагрузки; от 67% до 100% производительности при использовании только одного электромагнитного клапана 118 и плунжера 116 или от 33% до 100% производительности, когда оба электромагнитных клапана 118 и плунжера 116 снижают нагрузку компрессора. Специалисту в данной области техники понятно, что можно построить шестицилиндровый компрессор в соответствии с вариантами осуществления изобретения, в котором компрессор имеет от одного до пяти электромагнитных клапанов 118 и плунжеров 116, так что каждый из них регулирует поток в один цилиндр шестицилиндрового компрессора.
Компоновка, показанная на фиг. 3, также может применяться в системах, имеющих восьмицилиндровые компрессоры. В соответствии с описанным выше восьмицилиндровый компрессор может иметь один, два или три электромагнитных клапана 118 и плунжера 116 (показаны на фиг. 1), каждый из которых регулирует поток в два из восьми цилиндров. При использовании одного электромагнитного клапана 118 и плунжера 116 восьмицилиндровый компрессор мог бы работать в двух режимах: при 100%-ной производительности в состоянии полной нагрузки или от 75% до 100% производительности в ненагруженном состоянии.
При двух электромагнитных клапанах 118 и плунжерах 116 восьмицилиндровый компрессор мог бы работать в трех режимах: при 100%-ной производительности в состоянии полной нагрузки; от 75% до 100% производительности при использовании только одного электромагнитного клапана 118 и плунжера 116 или от 50% до 100% производительности, когда оба электромагнитных клапана 118 и плунжера 116 снижают нагрузку компрессора.
При использовании трех электромагнитных клапанов 118 и плунжеров 116 восьмицилиндровый компрессор мог бы работать в четырех режимах: при 100%-ной производительности в состоянии полной нагрузки; от 75% до 100% производительности только с одним электромагнитным клапаном 118 и плунжером 116 от 50% до 100% производительности с двумя электромагнитными клапанами 118 и плунжерами 116 или от 25% до 100% производительностью со всеми тремя электромагнитными клапанами 118 и плунжерами 116.
Специалисту в данной области техники понятно, что можно построить восьмицилиндровый компрессор в соответствии с изобретением, в котором компрессор имеет любое количество от одного до семи электромагнитных клапанов 118 и плунжеров 116, каждый из которых регулирует поток в одном цилиндре восьмицилиндрового компрессора. Кроме того, специалисту в данной области техники понятно, что описанные варианты осуществления изобретения можно использовать с компрессорами, имеющими любое количество цилиндров и поршней.
На фиг. 4В представлен альтернативный вариант выполнения системы 250 охлаждения с двумя четырехцилиндровыми компрессорами 255, линией 206 входного потока и линией 208 выходного потока. Как упомянуто выше, описанные принципы работы также применимы к системам охлаждения, имеющим больше двух компрессоров. Система 250 охлаждения аналогична системе 200 охлаждения, показанной на фиг. 3, за исключением того, что каждый компрессор 255 включает в себя два клапана 118 управления и плунжера 116 (показаны на фиг. 1), которые могут представлять собой электромагнитные клапаны, электрически соединенные с контроллером 214 регулируемой разгрузки, выполненным с возможностью регулирования потока хладагента во все цилиндры компрессора 255. В конкретном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 4, компрессор 255 представляет собой четырехцилиндровый компрессор с двумя электромагнитными клапанами 118 и двумя плунжерами 116, выполненными с возможностью регулирования потока хладагента во все четыре цилиндра 210, 212. Также во время снижения нагрузки выход компрессора 255 может изменяться от определенной производительности несколько выше нуля процентов до производительности немного ниже 100% от номинальной производительности. В данном варианте выполнения оба клапана 118 управления представляют собой устройства регулируемой разгрузки, выполненные с возможностью их регулирования или циклического включения и выключения в соответствии с требованием достижения требуемых рабочих условий с помощью контроллера 214 регулируемой разгрузки во время работы компрессоров 255.
В дополнительном варианте осуществления изобретения один из клапанов 118 управления представляет собой устройство изменения снижения нагрузки, выполненное с возможностью циклического включения и выключения в соответствии с необходимостью регулировки производительности компрессора 255 в относительно узких пределах, так что система 250 охлаждения работает в пределах требуемой рабочей области, в то время как другой из клапанов 118 управления представляет собой фиксирован