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　　(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号(45)授权公告日(21)申请号8.4(22)申请日2021.11.25(30)优先权数据BE2020/58552020.11.26BE(73)专利权人阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司地址比利时维尔赖克(72)发明人T·范德瓦尔J·罗N·范莱尔B·科图德特(74)专利代理机构中国贸促会专利商标事务所有限公司11038代理人林振波(51)Int.Cl.F04D25/06(2006.01)F04D25/16(2006.01)F04D29/58(2006.01)F04D27/00(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利(54)实用新型名称压缩机设备(57)摘要本申请涉及压缩机设备。压缩机设备(1)包括：压缩机装置(2)，具有用于压缩吸入气体的至少一个压缩机元件(3a、3b、3c)，压缩机元件由电动马达(4)驱动；热回收系统(6)，用于从因压缩吸入气体产生的压缩气体中回收热，热回收系统(6)包括管网(7)，管网具有用于冷却剂的入口(8)和出口(9)，管网(7)在入口(8)或出口(9)处设置有控制装置，控制装置具有流量控制状态变量，用于修改管网(7)中冷却剂的第一流量；控制单元(13)，控制单元基于驱动马达(4)的驱动电流或基于吸入气体的第二流量来调节控制装置的流量控制状态变量，以将管网(7)出口(9)处温度Tw，出驱动到预定水平。权利要求书2页说明书7页附图4页CN216407219U2022.04.29CN216407219U1.一种压缩机设备，包括：压缩机装置(2)，具有用于压缩吸入气体的至少一个压缩机元件(3a、3b、3c)，压缩机元件(3a、3b、3c)由电动马达(4)驱动；以及热回收系统(6)，用于从因压缩吸入气体产生的压缩气体中回收热，热回收系统(6)包括管网(7)，管网具有用于冷却剂的入口(8)和出口(9)，并且管网(7)在入口(8)或出口(9)处设置有控制装置，控制装置具有流量控制状态变量，用于修改管网(7)中冷却剂的第一流量，其特征在于，压缩机设备还包括测量装置，用于确定电动马达(4)驱动电流或吸入气体第二流量的实际值；并且压缩机设备包括控制单元(13)，控制单元配置成：接收所述实际值；基于所述实际值来确定将管网(7)出口(9)处冷却剂温度Tw，出驱动到预定水平所需的第一流量期望值；并且，基于提供控制装置的流量控制状态变量与第一流量之间关系的特性，来将控制装置的流量控制状态变量调节为适应第一流量期望值。2.根据权利要求1所述的压缩机设备，其特征在于，控制装置包括可调节阀(12)，所述特性是可调节阀(12)的阀特性，流量控制状态变量是可调节阀(12)的打开位置。3.根据权利要求1或2所述的压缩机设备，其特征在于，控制单元(13)配置成基于所述实际值并且基于一方面第一流量期望值与另一方面电动马达(4)驱动电流或吸入气体第二流量之间的关系来确定第一流量期望值。4.根据权利要求3所述的压缩机设备，其特征在于，控制单元(13)配置成基于所述实际值并且基于一方面第一流量期望值与另一方面电动马达(4)驱动电流或吸入气体第二流量之间的正比例关系来确定第一流量期望值。5.根据权利要求1或2所述的压缩机设备，其特征在于，压缩机装置(2)是具有多个压缩机元件(3a、3b、3c)的多级压缩机装置。6.根据权利要求5所述的压缩机设备，其特征在于，所述多个压缩机元件(3a、3b、3c)由电动马达(4)驱动。7.根据权利要求5所述的压缩机设备，其特征在于，压缩机装置(2)是具有多个相继压缩机元件(3a、3b、3c)的多级压缩机装置，其中，各相继压缩机元件(3a、3b、3c)借助于用于气体的管道(5)而彼此流体连通，在各相继压缩机元件(3a、3b、3c)之间的管道(5)中并入用于冷却气体的一个或多个中间冷却器(10a、10b)。8.根据权利要求7所述的压缩机设备，其特征在于，中间冷却器(10a、10b)相互并联地并入在管网(7)中的入口(8)与出口(9)之间。9.根据权利要求7所述的压缩机设备，其特征在于，中间冷却器(10a、10b)相互串联地并入在管网(7)中的入口(8)与出口(9)之间。10.根据权利要求7所述的压缩机设备，其特征在于，在多级压缩机装置下游设置了用于冷却压缩气体的后冷却器(11)，后冷却器(11)相对于中间冷却器(10a、10b)而言串联地权利要求书1/2页2CN216407219U2并入在管网(7)中的入口(8)与出口(9)之间。11.根据权利要求7所述的压缩机设备，其特征在于，多级压缩机装置包括至少三个相继压缩机元件(3a、3b、3c)，并且在这至少三个相继压缩机元件(3a、3b、3c)的每两个直接相继压缩机元件之间的管道(5)包括至少一个中间冷却器(10a、10b)。12.根据权利要求7所述的压缩机设备，其特征在于，所述多个相继压缩机元件(3a、3b、3c)是涡轮压缩机元件。13.根据权利要求1或2所述的压缩机设备，其特征在于，冷却剂是水。14.根据权利要求1或2所述的压缩机设备，其特征在于，压缩机设备包括存储器单元，用于存储把管网(7)出口(9)处冷却剂温度Tw，出驱动到预定水平所需的一方面控制装置的流量控制状态变量的对应基准值和另一方面电动马达(4)驱动电流或吸入气体第二流量的对应基准值。15.一种在根据前述权利要求任一项所述的压缩机设备中使用的热回收系统。权利要求书2/2页3CN216407219U3压缩机设备技术领域[0001]本实用新型涉及压缩机设备，其中，压缩机设备包括：压缩机装置，具有用于压缩吸入气体的至少一个压缩机元件；以及热回收系统，用于从因压缩吸入气体产生的压缩气体中回收热。[0002]更具体地，本实用新型涉及一种压缩机设备，其中：[0003]压缩机元件由电动马达驱动；[0004]热回收系统包括管网，管网具有用于冷却剂的入口和出口，管网还在入口或出口处设置有控制装置，控制装置具有流量控制状态变量，用于修改管网中冷却剂的第一流量；并且[0005]压缩机设备还包括控制单元，控制单元基于电动马达的驱动电流或吸入气体的第二流量来调节控制装置的流量控制状态变量，以将管网出口处冷却剂温度驱动到预定水平。[0006]在本实用新型范围内，‘第一流量’或‘第二流量’总是被理解为是指体积流量。 [0007] 就此而言，‘管网中冷却剂的第一流量’是指管网中冷却剂的总冷却剂流量。‘吸入 气体的第二流量’是指吸入气体的总气体流量。 背景技术 [0008] 在现有技术中已知的压缩机设备一方面具有压缩机装置，在压缩机装置中吸入气 体由压缩机元件压缩，另一方面具有用于回收在压缩机装置中生成的热的热回收系统。 [0009] 热主要是在压缩吸入气体的压缩机元件内生成的压缩热、在驱动压缩机元件的马 达中生成的热、和/或在压缩机设备的轴承中生成的热。 [0010] 在压缩机设备包括仅单个压缩机元件的情况下，例如借助于与用于因压缩吸入气 体产生的压缩气体的压缩机元件出口流体连通的后冷却器来提取压缩热。 [0011] 在压缩机装置包括多个相继压缩机元件的情况下，各相继压缩机元件借助于用于 气体的管线而彼此流体连通，例如借助于管线中包括的一个或多个中间冷却器和/或借助 于与各相继压缩机元件中最后一个压缩机元件的出口流体连通的后冷却器来提取压缩热。 [0012] 所述一个或多个中间冷却器和/或后冷却器具有冷却剂，用于借助于冷却回路从 气体中提取压缩热。就此而言，冷却剂可加热到特定的温度。 [0013] 压缩机装置的马达和/或轴承通常也使用同一冷却回路进行冷却。 [0014] 近年来一个日益增长的趋势不是简单地允许冷却剂中吸收的热散失到压缩机装 置周围环境中，而是将加热的冷却剂很好地用于各种应用中，诸如为建筑物供热或对工业 过程中的流体流进行预热。 [0015] 为此，加热的冷却剂的温度必须能够以特定的精度水平被驱动到特定的预定水 平。 [0016] 压缩机装置中使用冷却回路进行冷却的部件越多，对加热的冷却剂的温度的控制 就越困难且越不稳定。 说明书 1/7 页 4 CN 216407219 U 4 [0017] 此外，控制还必须考虑压缩机装置的变化负载条件。这些负载条件越低/越高，在 一段时间期间生成的压缩热就越少/越多，并且在此时间段期间冷却剂能够吸收的热就越 少/越多。 [0018] 较低/较高负载条件的影响通常是通过借助于冷却回路中的可调节阀降低/增加 冷却回路中的冷却剂流量来抵消。 [0019] 一般来说，该可调节阀的控制是基于冷却回路中的流量计来完成的。然而，此流量 计的缺点是昂贵。 实用新型内容 [0020] 本实用新型的目的是提供一种对前面提及的缺点和/或其他缺点中的至少一个缺 点的解决方案。 [0021] 为此，本实用新型的目的是一种压缩机设备，包括： [0022] 压缩机装置，具有用于压缩吸入气体的至少一个压缩机元件，压缩机元件由电动 马达驱动；以及 [0023] 热回收系统，用于从因压缩吸入气体产生的压缩气体中回收热，热回收系统包括 管网，管网具有用于冷却剂的入口和出口，并且管网在入口或出口处设置有控制装置，控制 装置具有流量控制状态变量，用于修改管网中冷却剂的第一流量， [0024] 其特征在于，压缩机设备还包括测量装置，用于确定电动马达驱动电流或吸入气 体第二流量的实际值；并且 [0025] 压缩机设备包括控制单元，控制单元配置成能够： [0026] 接收所述实际值； [0027] 基于所述实际值来确定将管网出口处冷却剂温度驱动到预定水平所需的第一流 量期望值；并且， [0028] 基于提供控制装置的流量控制状态变量与第一流量之间关系的特性，来将控制装 置的流量控制状态变量调节为适应第一流量期望值。 [0029] 优点在于，通过基于电动马达驱动电流或吸入气体第二流量确定第一流量期望值 并通过基于所述特性调节流量控制状态变量，热回收系统的管网中不再需要流量计来驱动 流量控制状态变量。 [0030] 在根据本实用新型的压缩机设备的优选实施例中，控制装置包括可调节阀，所述 特性是可调节阀的阀特性，流量控制状态变量是可调节阀的打开位置。 [0031] 此种可调节阀的优点在于，可以用简单和廉价的方式对其进行控制，并且可将其 安装在管网的入口或出口处。 [0032] 在本实用新型的压缩机设备的另一优选实施例中，控制单元配置成基于所述实际 值并且基于一方面第一流量期望值与另一方面电动马达驱动电流或吸入气体第二流量之 间的关系来确定第一流量期望值。 [0033] 在压缩机设备的更优选实施例中，控制单元配置成基于所述实际值并且基于一方 面第一流量期望值与另一方面电动马达驱动电流或吸入气体第二流量之间的正比例关系 来确定第一流量期望值。 [0034] 此种正比例关系形成了基本数学函数，以允许快速且容易地确定第一流量期望 说明书 2/7 页 5 CN 216407219 U 5 值，在这方面不要求控制单元中的过量计算能力。 [0035] 在本实用新型的压缩机设备的另一优选实施例中，压缩机装置是具有多个压缩机 元件的多级压缩机装置。 [0036] 多级压缩机装置对于热回收是更感兴趣的，因为此种多级压缩机装置的输入与输 出之间的压力比通常要比具有仅一个压缩机元件的压缩机装置的压力比更高。正因为如 此，生成的压缩热也相对较大，从而热回收系统中的冷却剂可以被加热到相对较高的温度， 相对较高的温度是所回收压缩热的某些消费者的要求。 [0037] 在根据本实用新型的压缩机设备的更优选实施例中，各压缩机元件由电动马达驱 动。 [0038] 通过用同一个电动马达驱动所有压缩机元件，仅需确定驱动电流的一个实际值， 从而可以限制测量设备的成本。 [0039] 此外，控制单元只需接收驱动电流的一个实际值，从而可以避免控制单元中复杂 的控制算法以及与此相关的过量计算能力。 [0040] 在根据本实用新型的压缩机设备的另一更优选实施例中，压缩机装置是具有多个 相继压缩机元件的多级压缩机装置，各相继压缩机元件借助于用于气体的管道而彼此流体 连通，在各相继压缩机元件之间的管道中并入用于冷却气体的一个或多个中间冷却器。

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