用于冷卻馬達(dá)的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的用于冷卻馬達(dá)的方法以及一種用于執(zhí)行該方法的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]這種具有兩級(jí)式壓縮機(jī)的冷卻劑循環(huán)例如結(jié)合熱栗使用。在此壓縮機(jī)的這兩個(gè)壓縮級(jí)通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)為此機(jī)械地與壓縮機(jī)連接。借助于壓縮機(jī)的第一壓縮級(jí)實(shí)現(xiàn)冷卻劑氣體從低水平到中等水平的壓縮。然后在第二壓縮級(jí)進(jìn)一步提高壓力水平，直到冷卻劑具有高的壓力水平。然后通過(guò)后置于第二壓縮級(jí)的冷凝器可以從冷卻劑排出熱量，接著冷卻劑減壓并且在蒸發(fā)器中可以重新吸收熱量，用于氣態(tài)地輸送到壓縮機(jī)的第一壓縮級(jí)。
[0003]在此，根據(jù)運(yùn)行方式通過(guò)這種冷卻劑循環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)例如一個(gè)空間的加熱或冷卻。在此冷卻劑同時(shí)用于冷卻馬達(dá)，由此使馬達(dá)能以優(yōu)化的運(yùn)行溫度運(yùn)行。
[0004]在冷卻劑回路中一般或者通過(guò)由壓縮機(jī)抽吸的冷卻劑或者通過(guò)已經(jīng)壓縮的、氣態(tài)的冷卻劑來(lái)冷卻壓縮機(jī)的馬達(dá)。在此，馬達(dá)廢熱或者緊接著在壓縮之前或者緊接著在壓縮之后被輸送給氣態(tài)的冷卻劑。在具有包括第一壓縮級(jí)和第二壓縮級(jí)的兩級(jí)式壓縮機(jī)的冷卻劑回路中已知，通過(guò)處于中等壓力水平上的冷卻劑來(lái)冷卻馬達(dá)。即，這或者通過(guò)在第二壓縮級(jí)之前的抽吸氣體或者通過(guò)第一壓縮級(jí)的壓縮氣體實(shí)現(xiàn)。
[0005]為了冷卻馬達(dá)，通常只利用氣態(tài)的冷卻劑，以便防止用于潤(rùn)滑馬達(dá)軸承的位于馬達(dá)中的潤(rùn)滑油變稀。這可能導(dǎo)致軸承中缺少潤(rùn)滑并由此引起馬達(dá)損傷。但是通過(guò)在壓縮機(jī)的第二壓縮級(jí)中壓縮之前的抽吸氣體冷卻由于加熱抽吸氣體而降低了冷卻劑循環(huán)的效率，因?yàn)槔鋮s引起抽吸氣體和相關(guān)的輸送質(zhì)量流的密度降低。通過(guò)在第一壓縮級(jí)中壓縮后的壓縮氣體冷卻馬達(dá)導(dǎo)致?lián)p失并且提高第一壓縮級(jí)的壓縮氣體的溫度。由此也提高了馬達(dá)耐溫要求。
[0006]為了冷卻兩級(jí)式壓縮機(jī)的馬達(dá)已知，從冷卻劑循環(huán)在后置于第二壓縮級(jí)的冷凝器之后分支出冷卻劑主流的分流并且通過(guò)一種旁路連接導(dǎo)引到馬達(dá)冷卻。在此，在旁路管路中實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的減壓，對(duì)于減壓根據(jù)運(yùn)行模式需要一個(gè)或兩個(gè)膨脹閥，所述膨脹閥需要單獨(dú)調(diào)節(jié)。
[0007]已知的用于冷卻馬達(dá)的方法或者導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)效率降低，或者相對(duì)費(fèi)事，并且只能通過(guò)附加的管路和膨脹閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)此還需要單獨(dú)調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并且尤其給出一種用于冷卻馬達(dá)的方法和設(shè)備，其中馬達(dá)的廢熱可輸送回到冷卻回路中，而不對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效率產(chǎn)生負(fù)面影響。在此，制造花費(fèi)以及調(diào)節(jié)花費(fèi)要盡可能小并且通過(guò)盡可能少的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。
[0009]按照本發(fā)明，這個(gè)目的通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的方法并通過(guò)具有權(quán)利要求6特征的設(shè)備實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中給出有利的構(gòu)型。
[0010]在一種用于冷卻至少一個(gè)馬達(dá)的方法中，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)冷卻劑循環(huán)的至少一個(gè)至少兩級(jí)式壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)至少包括第一壓縮級(jí)和第二壓縮級(jí)，其中，冷卻劑被引導(dǎo)通過(guò)冷卻劑循環(huán)，冷卻劑在第一壓縮級(jí)中從低壓力水平形成為中等壓力水平，并且在第二壓縮級(jí)中從中等壓力水平形成為高壓力水平，并且緊接著第二壓縮級(jí)之后在釋放熱量的情況下減壓到中等壓力水平，按照本發(fā)明設(shè)置，所述馬達(dá)通過(guò)兩相的冷卻劑主流被冷卻，所述冷卻劑主流具有中等壓力水平。
[0011]所述兩相的冷卻劑主流不僅包含氣態(tài)的冷卻劑，而且包含液態(tài)的冷卻劑。因?yàn)樗隼鋮s劑主流、即通常整個(gè)冷卻劑流用于冷卻馬達(dá)，所以無(wú)需附加的膨脹閥。因此也無(wú)需相關(guān)的調(diào)節(jié)。在此，從馬達(dá)排出的廢熱對(duì)效率沒(méi)有負(fù)面影響，因?yàn)樵趬嚎s級(jí)的相應(yīng)壓縮側(cè)和相應(yīng)抽吸側(cè)上都沒(méi)有負(fù)面影響。
[0012]在具有多于兩個(gè)壓縮級(jí)的冷卻劑壓縮機(jī)中，本方法應(yīng)用于所述壓縮級(jí)中的兩個(gè)壓縮級(jí)之間。在多于一個(gè)冷卻劑壓縮機(jī)時(shí)，本方法可在兩個(gè)冷卻劑壓縮機(jī)之間應(yīng)用。在此，也可冷卻多于一個(gè)馬達(dá)，其中，必要時(shí)可對(duì)每個(gè)馬達(dá)配屬一個(gè)自身的冷卻劑循環(huán)。
[0013]在一優(yōu)選的改進(jìn)方案中，所述冷卻劑主流在冷卻馬達(dá)以后分成液態(tài)的冷卻劑部分和氣態(tài)的冷卻劑部分，其中所述氣態(tài)的冷卻劑部分被輸送給兩級(jí)式壓縮機(jī)的第二壓縮級(jí)，并且所述液態(tài)的冷卻劑部分被輸送給第一壓縮級(jí)。即緊接著冷卻馬達(dá)之后使兩相的冷卻劑主流分成這兩相，其中氣態(tài)分量在第二壓縮級(jí)中被繼續(xù)壓縮。由此可在第二壓縮級(jí)中直接非常高效地在高溫情況下將氣態(tài)的冷卻劑壓縮到高壓力。為了從冷卻劑主流中分離冷卻劑相例如可利用中壓容器，其中涉及一個(gè)收集容器，在該收集容器中冷卻劑被分成氣態(tài)分量和液態(tài)分量。
[0014]在此，優(yōu)選地，所述冷卻劑在第一壓縮級(jí)之前在吸收熱量的情況下蒸發(fā)并且在第二壓縮級(jí)之后在釋放熱量的情況下冷凝。為此，例如在冷卻劑主流分成液態(tài)的和氣態(tài)的冷卻劑部分以后通過(guò)接著在蒸發(fā)器中蒸發(fā)使液態(tài)的冷卻劑部分膨脹，在蒸發(fā)器中例如可從環(huán)境吸收熱量。由此使在冷卻劑中含有的液態(tài)的冷卻劑部分同樣轉(zhuǎn)化為氣態(tài)相并且氣態(tài)地輸送給兩級(jí)式壓縮機(jī)的第一壓縮級(jí)，在那里被壓縮并加熱。緊接著第二壓縮級(jí)之后例如可設(shè)有冷凝器，在冷凝器中實(shí)現(xiàn)在冷卻劑中含有的氣態(tài)的冷卻劑部分的冷凝，同時(shí)釋放熱量例如到環(huán)境。從冷凝器所述冷卻劑在高壓下并且部分液化地繼續(xù)輸送并且最終一直減壓到中等壓力水平。
[0015]在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述冷卻劑部分在第一壓縮級(jí)之后與來(lái)自第二壓縮級(jí)的釋放熱量以后的冷卻劑部分聚集到一起，然后用于冷卻馬達(dá)。由此實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)冷卻劑部分的匯聚，使得整個(gè)冷卻劑流能供冷卻馬達(dá)使用。
[0016]在一替代性的構(gòu)型中設(shè)置，所述冷卻劑部分在第一壓縮級(jí)之后直接輸送給第二壓縮級(jí)，其中，冷卻馬達(dá)以后的氣態(tài)的冷卻劑被輸送給第二壓縮級(jí)并且與來(lái)自第一壓縮級(jí)的冷卻劑部分聚集到一起，其中，形成冷卻劑主流的、來(lái)自第二壓縮級(jí)的釋放熱量以后的冷卻劑被用于冷卻馬達(dá)。由此得到相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，其中，整個(gè)冷卻劑流被用于冷卻馬達(dá)。
[0017]在一種用于執(zhí)行上述方法的設(shè)備中，所述設(shè)備尤其構(gòu)造為兩級(jí)式熱栗、空調(diào)系統(tǒng)或制冷系統(tǒng)，按照本發(fā)明設(shè)置，所述設(shè)備具有馬達(dá)和冷卻劑循環(huán)，在冷卻劑循環(huán)中設(shè)置具有第一壓縮級(jí)和第二壓縮級(jí)的兩級(jí)式壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)能被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，其中馬達(dá)冷卻部這樣集成到冷卻劑循環(huán)中，使得馬達(dá)冷卻部能被冷卻劑主流通流，其中在流動(dòng)方向上在馬達(dá)冷卻部之后設(shè)置有分相元件，所述分相元件通過(guò)用于氣態(tài)的冷卻劑部分的抽吸氣體管路與第二壓縮級(jí)連接，并且通過(guò)用于液態(tài)的冷卻劑部分的第一管路與兩級(jí)式冷卻劑壓縮機(jī)第一壓縮級(jí)連接。
[0018]由此，整個(gè)的、處于中等壓力水平的冷卻劑可用于冷卻馬達(dá)并且廢熱被輸送回到冷卻劑循環(huán)中。由此不會(huì)負(fù)面地影響效率，因?yàn)榻柚诜窒嘣o接著在吸收馬達(dá)廢熱之后或者緊接著在冷卻馬達(dá)之后實(shí)現(xiàn)分成氣態(tài)的和液態(tài)的冷卻劑部分，其中，僅氣態(tài)的冷卻劑部分被輸送給第二壓縮級(jí)并由此被繼續(xù)壓縮。因此，這可高效地運(yùn)行。
[0019]因此，可省去用于冷卻馬達(dá)的附加的旁路連接連同附加的膨脹閥。而是簡(jiǎn)單地通過(guò)冷卻劑主流通流馬達(dá)冷卻部，冷卻劑主流可吸收相應(yīng)的熱量。對(duì)此，無(wú)需附加的調(diào)節(jié)。因此，保持低的制造花費(fèi)和調(diào)節(jié)花費(fèi)。
[0020]在一優(yōu)選的改進(jìn)方案中，在第一管路中在第一壓縮級(jí)之前設(shè)置有蒸發(fā)器并且必要時(shí)設(shè)置有節(jié)流元件以及必要時(shí)設(shè)置有其它構(gòu)件。由此可實(shí)現(xiàn)此時(shí)液態(tài)的冷卻劑部分的減壓和蒸發(fā)，由此該氣態(tài)的冷卻劑部分能被輸送給第一壓縮級(jí)。在此，在蒸發(fā)器中實(shí)現(xiàn)從環(huán)境吸收熱量，由此冷卻環(huán)境。其它構(gòu)件包括例如過(guò)濾器或類似物。
[0021]在此特別優(yōu)選地，在冷卻劑循環(huán)的第二管路中在第二壓縮級(jí)之后設(shè)置有冷凝器并且必要時(shí)設(shè)置有節(jié)流元件以及必要時(shí)設(shè)置有其它構(gòu)件。在冷凝器中可由氣態(tài)的冷卻劑部分在第二壓縮級(jí)之后釋放熱量到環(huán)境，由此該冷卻劑部分至少部分地液化。通過(guò)接著設(shè)置的節(jié)流元件，所述節(jié)流元件例如可構(gòu)造為簡(jiǎn)單的節(jié)流閥或者膨脹閥，緊接著實(shí)現(xiàn)該冷卻劑部分的減壓，使得該冷卻劑部分可在中等壓力水平液態(tài)地和/或氣態(tài)地用于冷卻馬達(dá)。其它構(gòu)件例如可構(gòu)造為用于功率電子設(shè)備的冷卻元件或類似物。
[0022]在一優(yōu)選的構(gòu)型中，在冷卻劑循環(huán)中在馬達(dá)冷卻部之前設(shè)置有混合裝置，所述混合裝置與來(lái)自第一壓縮級(jí)的壓縮氣體管路和與第二管路連接。在混合裝置中來(lái)自第一壓縮級(jí)的冷卻劑部分和來(lái)自第二壓縮級(jí)的冷卻劑部分由此聚集到一起，并且可從那里共同地被引導(dǎo)到馬達(dá)冷卻部。由此整個(gè)冷卻劑流用于馬達(dá)冷卻。
[0023]在一替代性的構(gòu)型中設(shè)置，所述第二管路與馬達(dá)冷卻部連接，其中來(lái)自第一壓縮級(jí)的壓縮氣體管路通到引導(dǎo)到第二壓縮級(jí)的抽吸氣體管路中。在此，在分相元件之后的氣態(tài)的冷卻劑部分可與從第一壓縮級(jí)延伸到第二壓縮級(jí)的冷卻劑部分在第二壓縮級(jí)之前聚集到一起。在這個(gè)簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)中，整個(gè)冷卻劑流也引導(dǎo)到馬達(dá)冷卻部，并且在那里用于吸收廢熱。但是來(lái)自第一壓縮級(jí)的冷卻劑部分不是直接在馬達(dá)冷卻部之前與來(lái)自第二壓縮級(jí)的冷卻劑部分組合，而是僅同樣流過(guò)第二壓縮級(jí)。
[0024]在馬達(dá)冷卻部與分相元件之間的冷卻劑管路中設(shè)置其它構(gòu)件。所述其它構(gòu)件例如是節(jié)流元件和/或附加的冷卻元件，它們例如用于冷卻功率電子設(shè)備的元件。
[0025]優(yōu)選地，所述冷卻劑壓縮機(jī)具有多于兩個(gè)壓縮級(jí)，其中如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法應(yīng)用于所述壓縮級(jí)中的兩個(gè)壓縮機(jī)之間。由此也可實(shí)現(xiàn)非常強(qiáng)烈的冷卻。
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