专利名称：热气旁通方法
技术领域：
本发明是有关于一种热气旁通方法，特别是有关于多级压缩离心式冰水机的一种 热气旁通方法。
背景技术：
由于离心式冰水机具有高能源效率(C.O.P.)的特性，可以说是大型空调机组中 的最佳选择，因此成为大型空调系统及工业制程冷却系统中的必要组件。离心式制冷设备 的特性有别于容积式压缩机制冷设备，现有离心式冰水机组容量的控制方式，主要是以控 制离心式压缩机吸入口的吸气导叶(Inlet GuideVane)的开度来因应负载的变化，达到冰 水机组容量控制的目的。但是离心式冰水机在低负载条件下运转时或高低压差增加时，由 于所运送的气态冷媒质量流率无法克服高低压压差，冷媒气流便无法压送至高压端而停止 送出，此时高压端的气体便产生逆流回低压端，当低压端压力升高时，高低压力差减小，压 缩机叶轮回复可压送的能力范围，冷媒气流回复至正常的流动方向；然后高低压力差再度 上升，高低压力差又再增加超过叶轮的压送能力范围，高压端的气态冷媒又再度逆流回低 压端，如此现象反复发生即所谓的喘振。喘振为离心式机械的特有现象。一般而言，为防止离心式冰水机发生喘振现象，最 常使用的方法为利用高压气体旁通至低压侧，使离心式冰水机组能在低负载的条件能继续 运转而不会发生喘振的现象，对压缩机本体产生损害。然而，在进行大量气体的旁通作业 时，除了机组运转的效率严重下降外，机组的噪音与振动以及压缩机长时间在吸入过热气 态冷媒的条件下运转造成吐出温度升高，对压缩机本体亦可能造成损害。图1A、1B是分别表示已知单级压缩离心式冰水机组热气旁通装置的示意图与其 压-焓图(p-h diagram)，图2A、2B是分别表示已知二级压缩离心式冰水机组热气旁通装置 的示意图与其压-焓图。就已知单级压缩离心式冰水机组热气旁通装置的旁通方法，一压缩机吐出口与一 压缩机吸入口是分别连接于一冷凝器与一蒸发器，并且利用具有一控制阀SV的一旁通管 路BO连接于冷凝器与蒸发器之间，经由旁通管路BO所传输的气态冷媒的流动受控于控制
阀SVo以大同公司所提出的中国台湾专利第20063似64号案为例，该200634264号揭露 了有关于冰水机热气旁通控制的一种热气旁通热交换器。在一冷冻循环系统中，在压缩机 与凝结器之间旁通出一第一中间管路、并进入一中间热交换器后再连接至凝结器与膨胀阀 之间，且再由凝结器与膨胀阀之间旁通出一第二中间管路、并进入前述中间热交换器后再 连接至蒸发器与压缩机之间，如此可达成热交换与热中和的功用，且通过前述结构，可减少 压缩机的启动次数以降低压缩机的故障率并节省电量，并且利用中间热交换器的设置可以 达到系统负载容量的变化控制，并因此改变系统冷媒的高低压力比，进而提升系统的效率。虽然如该专利宣称的功效，但是多设置一热交换器，在机组尺寸增大与成本增加， 尤其对于大型的离心式冰水机系统而言，要应付低负载防止喘振的容量控制需求，该热交换器尺寸可能需要冰水器尺寸的1/3以上，在大型系统的实施上困难度很高。以YORK公司所提出的关于热气旁通的控制的美国专利第6427464、6402431号案 为例子，第6427464号案揭露了一禾中Hot gas bypass control forcentrifugal chillers, 第 6402431 号案揭露了 一 禾中 Adaptive hot gas bypass controlfor centrifugal chillers，其热气旁通是直接在压缩机出口，经由控制阀的控制直接将过热的气态冷媒旁 通至压缩机吸入口，其宣称的专利范围为控制方法与策略，就如同已知热气旁通方式(如 图1A-1B、2A-2B所示)，将使压缩机吸入口与吐出口的冷媒过热度增加，也可能造成低压端 压力变化，而使制冰水能力不足，甚至比图1A-1B所示的系统更加严重，因图1A-1B、2A-2B 所示的系统是旁通冷凝器内饱和的气态冷媒，而不是压缩机吐出口过热的气态冷媒，所以 系统在压-焓图上的状态点al’与a2’会更向右侧移动(如箭头所示)。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种适用于多级压缩离心式冰水机的热气旁通方法，以解 决上述已知技术所产生的问题。本发明提供一种热气旁通方法，此热气旁通方法可适用一适用于多级压缩离心式 冰水机的至少一压缩装置的高温高压的介质(例如高温高压的气态冷媒)进行降压降温 处理。压缩装置提供一第一压力区、一中间压力区与一第二压力区，其中，中间压力区的压 力介于第一压力区的压力与第二压力区的压力之间。本发明的热气旁通方法包括以下步 骤提供一第一处理装置、一第二处理装置、一中间装置、一第一旁通路径、一第二旁通路 径、一第一控制装置与一第二控制装置；将来自于压缩装置的第一压力区的介质导入第一 处理装置以形成一第一气态介质与一第一液态介质，并且利用第一旁通路径将第一处理装 置的第一气态介质导入中间装置以形成一中间气态介质与一中间液态介质；将来自于第一 处理装置的第一液态介质通过第一控制装置而混合于第一旁通路径所导引的第一处理装 置的第一气态介质之后而使得第一旁通路径所导引的第一处理装置的第一气态介质具有 压缩装置的中间压力区的饱和状态且被导入中间装置以形成中间气态介质与中间液态介 质，并且将中间装置的中间气态介质经由第二旁通路径导入第二处理装置以形成一第二气 态介质与一第二液态介质；以及将来自于中间装置的中间液态介质通过第二控制装置而混 合于第二旁通路径所导引的中间气态介质之后而使得第二旁通路径所导引的中间气态介 质具有第二处理装置中的压力的饱和状态且被导入第二处理装置以形成第二气态介质与 第二液态介质，并且将第二处理装置的第二气态介质导入压缩装置的第二压力区。在本发明的一特性中，第一控制装置提供一降温降压步骤，来自于第一处理装置 的第一液态介质是经由第一控制装置的降温降压步骤而被降温降压。在本发明的一特性中，第二控制装置提供一降温降压步骤，来自于中间装置的中 间液态介质是经由第二控制装置的降温降压步骤而被降温降压。在本发明的一特性中，第一处理装置提供一冷凝步骤，来自于压缩装置的第一压 力区的介质在被导入第一处理装置时是通过第一处理装置所提供的冷凝步骤而使第一气 态介质冷凝成为第一液态介质。在本发明的一特性中，第二处理装置提供一蒸发步骤，位于第二处理装置中的第 二液态介质是被蒸发成为第二气态介质。
本发明另提供一种热气旁通方法，可适用于对于一压缩装置的一介质进行处理。 压缩装置提供一第一压力区、一中间压力区与一第二压力区，其中，中间压力区介于第一压 力区与第二压力区之间。本发明的热气旁通方法包括以下步骤提供一第一处理装置、一第 二处理装置、一中间装置、一第一旁通路径、一第二旁通路径、一第一抽取装置与一第二抽 取装置；将来自于压缩装置的第一压力区的介质导入第一处理装置以形成一第一气态介质 与一第一液态介质，并且利用第一旁通路径将第一处理装置的第一气态介质导入中间装置 以形成一中间气态介质与一中间液态介质；利用第一抽取装置抽取中间装置的中间液态介 质而混合于第一旁通路径所导引的第一气态介质而使得第一旁通路径所导引的第一气态 介质具有压缩装置的中间压力区的饱和状态且被导入中间装置以形成中间气态介质与中 间液态介质，并且将中间装置的中间气态介质导入压缩装置且经由第二旁通路径而导入第 二处理装置以形成一第二气态介质与一第二液态介质；以及利用第二抽取装置抽取第二处 理装置的第二液态介质而混合于第二旁通路径所导引的来自于中间装置的中间气态介质 而使得第二旁通路径所导引的来自于中间装置的中间气态介质具有第二处理装置中的压 力的饱和状态且被导入第二处理装置以形成第二气态介质与第二液态介质，并且将第二处 理装置的第二气态介质导入压缩装置的第二压力区。此外，本发明还提供一种热气旁通方法，可适用于对于至少一压缩装置的一介质 进行处理，此至少一压缩装置提供一第一压力区、一中间压力区与一第二压力区，其中，中 间压力区的压力介于第一压力区的压力与第二压力区的压力之间。本发明的热气旁通方法 包括以下步骤提供一第一处理装置、一第二处理装置、一中间装置、一第一旁通路径与一 第二旁通路径；将来自于至少一压缩装置的第一压力区的介质导入第一处理装置之中以形 成一第一气态介质与一第一液态介质，并且利用第一旁通路径将来自于第一处理装置的第 一气态介质导入中间装置以形成一中间气态介质与一中间液态介质且第一旁通路径所导 引的第一处理装置的第一气态介质是混合于中间装置的中间液态介质，并且将中间装置的 中间气态介质导入至少一压缩装置的中间压力区；以及利用第二旁通路径将来自于中间装 置的中间气态介质导入第二处理装置以形成一第二气态介质与一第二液态介质且第二旁 通路径所导引的中间装置的中间气态介质是混合于第二处理装置的第二液态介质，并且将 第二处理装置的第二气态介质导入至少一压缩装置的第二压力区。在本发明的一特性中，本发明的热气旁通方法还提供一第一均勻化步骤，第一均 勻化步骤是对于相互混合的第一旁通路径所导引的第一处理装置的第一气态介质与中间 装置的中间液态介质进行均勻化以形成中间气态介质。在本发明的一特性中，本发明的热气旁通方法还提供一第二均勻化步骤，第二均 勻化步骤是对于相互混合的第二旁通路径所导引的中间装置的中间气态介质与第二处理 装置的第二液态介质进行均勻化以形成第二气态介质。为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实 施例，并配合所附附图，作详细说明如下
图IA表示已知单级压缩离心式冰水机组热气旁通装置的示意图；图IB表示图IA中的已知单级压缩离心式冰水机组热气旁通装置的压-焓图2A表示已知二级压缩离心式冰水机组热气旁通装置的示意图；图2B表示图2A中的已知二级压缩离心式冰水机组热气旁通装置的压_焓图；图3A表示根据本发明的第一实施例的多级压缩离心式冰水机的一热气旁通装置 的示意图；图;3B表示图3A中的多级压缩离心式冰水机的热气旁通装置的压-焓图；图3C表示根据图3A的本发明的多级压缩离心式冰水机的第一实施例的热气旁通 装置的热气旁通方法的操作流程图；图4A表示根据本发明的第二实施例的多级压缩离心式冰水机的一热气旁通装置 的示意图；图4B表示图4A中的多级压缩离心式冰水机的热气旁通装置的压-焓图；图4C表示根据图4A的本发明的多级压缩离心式冰水机的第二实施例的热气旁通 装置的热气旁通方法的操作流程图；图5A表示根据本发明的第三实施例的多级压缩离心式冰水机的一热气旁通装置 的示意图；以及图5B表示根据图5A的本发明的多级压缩离心式冰水机的第三实施例的热气旁通 装置的热气旁通方法的操作流程图。主要组件符号说明al、al，、a2、a2， 状态点；101、103、105、201、203、205、301、303、305 步骤；1 第一处理装置；2、2， 第二处理装置；20、21 隔板；201、202 入口；BO 旁通管路；Bl 第一旁通路径；bll、bl2 管路；B2 第二旁通路径；b21、b22 管路；cl、cl，、c2、c2，、dl、dl，、d2、d2， 状态点；h 焓；I、I， 第一隔间;II、II’ 第二隔间；Jl 第一抽取装置；J2 第二抽取装置；M、M， 中间装置；P 压力；Pl 第一压力区；P2 第二压力区；Pi 中间压力区；
SV 控制(手动或电动)阀；SVl 第一控制(手动或电动)阀；SV2 第二控制(手动或电动)阀；Tl 第一端；T2 第二端；Ti 中间端；Vl 第一控制装置；V2 第二控制装置；WO 介质；Wgl 第一气态介质；Wg2 第二气态介质；Wgi 中间气态介质；Wql 第一液态介质；Wq2 第二液态介质；Wqi 中间液态介质。
具体实施例方式本发明是有关于一多级压缩离心式冰水机的一热气旁通装置及其热气旁通方法， 借此以对于离心式冰水机的一压缩装置(例如压缩机)的高温高压的一介质(例如高温 高压的气态冷媒)进行降压降温处理下而可防止喘震现象的发生。本发明的热气旁通装置 主要由热气旁通路径、比例控制阀(未图示)、液体冷却回路等装置所构成，以控制阀控制 高压端旁通至中压端与低压端的旁通介质气体量，并且以一第一控制装置VI、一第二控制 装置V2(例如膨胀阀，将于图3A的第一实施例中说明)注入液态介质或一第一抽取装置 Jl与一第二抽取装置J2(例如喷射泵，将于图4A的第二实施例中说明)抽取液态介质来 降低旁通气态介质的温度，以及可采用具多个孔洞的一隔板(将于图5A的第三实施例中说 明)以达到混合的旁通热气与液态介质的均勻混合及降低噪音的目的。第一实施例图3A表示根据本发明的第一实施例的多级压缩离心式冰水机的一热气旁通装置 的示意图，图3B表示图3A中的多级压缩离心式冰水机的热气旁通装置的压-焓图，图3C 表示根据图3A的本发明的多级压缩离心式冰水机的第一实施例的热气旁通装置的热气旁 通方法的操作流程图。如图3A所示，压缩机提供具有一第一压力区Pl的一第一端Tl (亦即，位于压缩机 的吐出口(上游)或较高压力端))、具有一中间压力区Pi的一中间端Ti (亦即，位于下游 的压缩机的中压吸入口或中级压力端(次级压力段))与具有一第二压力区P2的一第二端 T2(亦即，位于下游的压缩机的低压吸入口或较低压力端))。中间端Ti的中间压力区Pi 的压力大小介于第一端Tl的第一压力区Pl的压力与第二端Τ2(压缩机的低压吸入口或较 低压力端))的第二压力区Ρ2的压力之间。热气旁通装置包括一第一处理装置1、一第二处理装置2、一中间装置Μ、一第一旁 通路径Bi、一第二旁通路径Β2、一第一控制装置VI、一第二控制装置V2、一第一控制(手动或电动)阀SVl与一第二控制(手动或电动)阀SV2。在本实施例中，第一处理装置1为一 冷凝器，第二处理装置2为一蒸发器，中间装置M为一节能器，第一、二旁通路径Bl、B2为旁 通管路，第一、二控制装置VI、V2为膨胀阀。所提供的第一处理装置1与第二处理装置2分别连通于压缩装置的第一端Tl与 第二端T2，所提供的中间装置M连通于压缩装置的具有中间压力区Pi的中间端Ti，所提供 的中间装置M是分别经由第一旁通路径Bl与第二旁通路径B2而连通于压缩装置的中间端 Ti、第一处理装置1与第二处理装置2，所提供的第一控制装置Vl是经由一管路bll而分 别连通于第一处理装置1与第一旁通路径Bi，并且所提供的第二控制装置V2是经由一管 路bl2而分别连通于中间装置M与第二旁通路径B2。经由第一旁通路径Bl与第二旁通路 径B2所传输的冷媒的流动是分别受控于第一控制(手动或电动)阀SVl与第二控制(手 动或电动)阀SV2。以下便针对本发明的热气旁通方法的相关步骤提出说明。在步骤101中，首先将来自于压缩装置的第一端Tl的第一压力区Pl的介质WO (具 高温高压)导入第一处理装置1之中以形成一第一气态介质Wgl与一第一液态介质Wql。 换言之，第一处理装置1提供一冷凝步骤，来自于压缩装置的第一端Tl的第一压力区Pl的 介质WO在被导入第一处理装置1时是通过第一处理装置1所提供的冷凝步骤而将第一气 态介质Wgl冷凝成为第一液态介质Wql。在步骤103中，以可控制方式(例如经由控制阀或其它类似组件的控制，但未图 示)将来自于第一处理装置1的第一液态介质Wql导入第一控制装置Vl、第一旁通路径Bl 所导引的第一处理装置1的第一气态介质Wgl进行混合后导入中间装置M之中，以形成一 中间气态介质Wgi与一中间液态介质Wqi。换言之，第一控制装置Vl提供一降温降压步骤， 来自于第一处理装置1的第一液态介质Wql是经由第一控制装置Vl而被降温降压，如此便 可对于第一旁通路径Bl所导引的来自于第一处理装置1的第一气态介质Wgl进行冷却，从 而使其达到压缩装置的中间压力区Pi的饱和状态。同时，将中间装置M的中间气态介质 Wgi经由压缩装置的中间端Ti而导入压缩装置之中，且经由第二旁通路径B2而导入第二 处理装置2中，以形成一第二气态介质Wg2与一第二液态介质Wq2。换言之，第二处理装置 2提供一蒸发步骤，来自于中间装置M的中间液态介质Wqi被导入第二控制装置V2，与第二 旁通路径B2所导引的中间气态介质Wgi进行混合后被导入第二处理装置2中，而导入第二 处理装置2时是通过第二处理装置2所提供的蒸发步骤而被蒸发成为第二气态介质Wg2。在步骤105中，随后将来自于中间装置M的中间液态介质Wqi导入第二控制装置 V2、第二旁通路径B2所导引的来自于中间装置M的中间气态介质Wgi进行混合后导入第二 处理装置2之中，以形成第二气态介质Wg2与第二液态介质Wq2。换言之，第二控制装置V2 提供一降温降压步骤，来自于中间装置M的中间液态介质Wqi是经由第二控制装置V2而被 降温降压，如此便可对于第二旁通路径B2所导引的来自于中间装置M的中间气态介质Wgi 进行冷却而使其达到第二处理装置2的饱和状态。最后，将第二处理装置2的第二液态介质Wq2进行处理后而完全形成第二气态介 质Wg2，并且将来自于第二处理装置2的第二气态介质Wg2是经由压缩装置的第二端T2而 导入压缩装置之中。相较于图2B、3B的压-焓图所能达到的效果可知，在本发明的多级压缩离心式冰
9水机的热气旁通装置及其热气旁通方法的作用下，压缩装置的吸入端可回复至饱和状态 (由状态点Cl回复至状态点Cl’)、压缩装置的吐出端的状态的过热度可被降低(由状态点 c2回复至状态点c2’)。第二实施例图4A表示根据本发明的第二实施例的多级压缩离心式冰水机的热气旁通装置的 示意图，图4B表示图4A中的多级压缩离心式冰水机的热气旁通装置的压-焓图，图4C表 示根据图4A的本发明的多级压缩离心式冰水机的第二实施例的热气旁通装置的热气旁通 方法的操作流程图。如图4A所示，压缩装置是提供具有一第一压力区Pl的一第一端Tl、具有一中间 压力区Pi的一中间端Ti与具有一第二压力区P2的一第二端T2。中间端Ti的中间压力 区Pi的压力大小介于第一端Tl的第一压力区Pl的压力与第二端T2的第二压力区P2的 压力之间。热气旁通装置包括一第一处理装置1、一第二处理装置2、一中间装置M、一第一旁 通路径Bi、一第二旁通路径B2、一第一抽取装置J1、一第二抽取装置J2、一第一控制(手动 或电动)阀SVl与一第二控制(手动或电动)阀SV2。于本实施例中，第一处理装置1为一 冷凝器，第二处理装置2为一蒸发器，中间装置M为一节能器，第一、二旁通路径Bl、B2为旁 通管路，第一、二抽取装置Jl、J2为一喷射泵或喷射流抽取器(ejector)。所提供的第一处理装置1与第二处理装置2分别连通于压缩装置的第一端Tl与 第二端T2，所提供的中间装置M连通于压缩装置的具有中间压力区Pi的中间端Ti (亦即， 压缩装置的中压吸入口或中级压力端)，所提供的中间装置M是分别经由第一旁通路径Bl 与第二旁通路径B2而连通于压缩装置的中间端Ti、第一处理装置1与第二处理装置2，所 提供的第一抽取装置Jl是经由一管路b21而分别连通于第一旁通路径Bl与中间装置M, 并且所提供的抽取装置J2是经由一管路b22分别连通于第二旁通路径B2与第二处理装置 2。在本实施例中，第一抽取装置Jl是直接设置于第一旁通路径Bl的路径上，并且第二抽 取装置J2是直接设置于第二旁通路径B2的路径上。经由第一旁通路径Bl与第二旁通路 径B2所传输的冷媒的流动分别受控于第一控制(手动或电动)阀SVl与第二控制(手动 或电动)阀SV2。以下便针对本发明的热气旁通方法的相关步骤提出说明。在步骤201中，首先将来自于压缩装置的第一端Tl的第一压力区Pl的介质WO导 入第一处理装置1之中以形成一第一气态介质Wgl与一第一液态介质Wql。换言之，第一处 理装置1提供一冷凝步骤，来自于压缩装置的第一端Tl的第一压力区Pl的介质WO在被导 入第一处理装置1时是通过第一处理装置1所提供的冷凝步骤而使第一气态介质Wgl冷凝 成为第一液态介质Wql。其次，以可控制方式(例如经由控制阀或其它类似组件的控制，但未图示)将第 一旁通路径Bl所导引的第一气态介质Wgl导入中间装置M之中以形成一中间气态介质Wgi 与一中间液态介质Wqi。在步骤203中，随后利用第一抽取装置Jl抽取中间装置M的中间液态介质Wqi而 混合于第一旁通路径Bl所导引的第一气态介质Wgl而进入中间装置M以形成中间气态介 质Wgi与中间液态介质Wqi。换言之，来自于中间装置M的中间液态介质Wqi可经由第一抽取装置Jl对于第一旁通路径Bl所导引的来自于第一处理装置1的第一气态介质Wgl进行 冷却而使其达到压缩装置的中间压力区Pi的饱和状态。随后，将中间装置M的中间气态介质Wgi经由压缩装置的中间端Ti而导入压缩装 置之中，且经由第二旁通路径B2而导入第二处理装置2中，以形成一第二气态介质Wg2与 一第二液态介质Wq2。换言之，第二处理装置2提供一蒸发步骤，来自于中间装置M的中间 液态介质Wqi被导入抽取装置J2，与第二旁通路径B2所导引的中间气态介质Wgi进行混合 后被导入第二处理装置2中，而导入第二处理装置2时是通过第二处理装置2所提供的蒸 发步骤而被蒸发成为第二气态介质Wg2。在步骤205中，随后利用第二抽取装置J2抽取第二处理装置2的第二液态介质 Wq2,混合于第二旁通路径B2所导引的来自于中间装置M的中间气态介质Wgi而进入第二 处理装置2，以形成第二气态介质Wg2与第二液态介质Wq2。换言之，来自于第二处理装置2 的第二气态介质Wg2是经由第二抽取装置J2抽取第二处理装置2中的第二液态介质Wq2， 用以对第二旁通路径B2所导引的来自于中间装置M的中间气态介质Wgi进行冷却，从而使 其达到第二处理装置2的饱和状态。最后，将第二处理装置2的第二液态介质Wq2进行处理后而完全形成第二气态介 质Wg2，并且将来自于第二处理装置2的第二气态介质Wg2是经由压缩装置的第二端T2而 导入压缩装置之中。相较于图2B、4B的压-焓图所能达到的效果可知，在本发明的多级压缩离心式冰 水机的热气旁通装置及其热气旁通方法的作用下，压缩装置的吸入端可回复至饱和状态 (由状态点dl回复至状态点dl’)、压缩装置的吐出端的状态的过热度可被降低(由状态点 d2回复至状态点d2，)。第三实施例如图5A所示，压缩装置提供具有一第一压力区Pl的一第一端Tl、具有一中间压力 区Pi的一中间端Ti与具有一第二压力区P2的一第二端T2。中间端Ti的中间压力区Pi 的压力大小介于第一端Tl的第一压力区Pl的压力与第二端T2的第二压力区P2的压力之 间。热气旁通装置包括一第一处理装置1、一第二处理装置2’、一中间装置M’、一第一 旁通路径Bi、一第二旁通路径B2。中间装置M’包括具有多个孔洞的一隔板21与入口 201， 其中，隔板21将中间装置M’区分为一第一隔间I与一第二隔间II，入口 201连通于中间装 置M’的第二隔间II。第二处理装置2’包括具有多个孔洞的一隔板20与入口 202，其中， 隔板20将第二处理装置2’区分为一第一隔间I’与一第二隔间II’，入口 202连通于第二 处理装置2’的第二隔间II’。在本实施例中，第一处理装置1为一冷凝器，第二处理装置2’为一蒸发器，中间装 置M’为一节能器，第一旁通路径Bl为一旁通路径，第二旁通路径B2为另一旁通路径。经 由第一旁通路径Bl与第二旁通路径B2所传输的冷媒的流动分别受控于第一控制阀(手动 或电动)SVl与第二控制阀(手动或电动)SV2。以下便针对本发明的热气旁通方法的相关步骤提出说明。首先将所提供的第一处理装置1与第二处理装置2’，是分别连通于压缩装置的第 一端Tl与第二端T2，所提供的中间装置M’连通于压缩装置的具有中间压力区Pi的中间端Ti (亦即，压缩装置的中压吸入口或中级压力端)。在步骤301中，将来自于压缩装置的第一端Tl的第一(较高)压力区Pl的介质 WO导入第一处理装置1之中，以形成一第一气态介质Wgl与一第一液态介质Wql。换言之， 第一处理装置1提供一冷凝步骤，来自于压缩装置的第一端Tl的第一压力区Pl的介质WO 在被导入第一处理装置1时是通过第一处理装置1所提供的冷凝步骤将第一气态介质Wgl 冷凝成为第一液态介质Wql。在步骤303中，利用第一旁通路径Bl将来自于第一处理装置1的第一气态介质 Wgl经由入口 201导入中间装置M’中的第二隔间II与中间装置M’中的中间液态介质Wqi 进行混合，以形成一中间气态介质Wgi与一中间液态介质Wqi，并且将中间装置M’的中间气 态介质Wgi经由压缩装置的中间端Ti而导入压缩装置之中。在步骤305中，利用第二旁通路径B2将来自于中间装置M’的中间气态介质Wgi 经由入口 202导入第二处理装置2’中的第二隔间II’，与第二处理装置中的第二液态介质 Wq2进行混合，以形成第二气态介质Wg2与第二液态介质Wq2。同时，将来自于第二处理装 置2’的第二气态介质Wg2经由压缩装置的第二端T2而导入压缩装置之中。值得注意的是，在利用第一旁通路径Bl而导入中间装置M’中的第一气态介质Wgl 与中间装置M’的中间液态介质Wqi，在中间装置M’的第二隔间II中进行混合后便利用隔 板21的多个孔洞进行一第一均勻化步骤的处理，除了可以直接降低来自于第一旁通路径 Bl的第一气态介质Wgl的温度之外，来自于第一旁通路径Bl的第一气态介质Wgl可经由 在中间装置M’的具有多个孔洞的隔板21的作用下，可以均勻分布且较低速度的方式进入 中间装置M’的中间液态介质Wqi之中，如此以避免局部高速冲击而造成中间液态介质Wqi 的液位的剧烈变动，而无法有效控制中间液态介质Wqi的液位，甚至造成中间液态介质Wqi 回流至压缩装置之中。再者，利用第二旁通路径B2而导入第二处理装置2’中的中间气态介质Wgi，与第 二处理装置2’中的第二液态介质Wq2，在第二处理装置2’的第二隔间II’中进行混合后便 利用隔板20的多个孔洞进行一第二均勻化步骤的处理，除了可以直接降低来自于第二旁 通路径B2的中间气态介质Wgi的温度之外，来自于第二旁通路径B2的中间气态介质Wgi， 可经由在第二处理装置2’的具有多个孔洞的隔板20的作用下，可以均勻分布且较低速度 的方式进入第二处理装置2’的第二液态介质Wq2之中，如此以避免局部高速冲击而造成第 二液态介质Wq2的液位的剧烈变动，而无法有效控制第二液态介质Wq2的液位，甚至造成第 二液态介质Wq2回流至压缩装置之中，因而可进一步达到降低噪音的功效。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限制本发明，任何熟悉此技 术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做更动与润饰，因此本发明的保护范围当 视权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种热气旁通方法，适用于对于至少一压缩装置的一介质进行处理，该至少一压缩 装置提供一第一压力区、一中间压力区与一第二压力区，其特征在于，该中间压力区的压力 介于该第一压力区的压力与该第二压力区的压力之间，该热气旁通方法包括以下步骤提供一第一处理装置、一第二处理装置、一中间装置、一第一旁通路径、一第二旁通路 径、一第一控制装置与一第二控制装置；将来自于该至少一压缩装置的该第一压力区的该介质导入该第一处理装置以形成一 第一气态介质与一第一液态介质，并且利用该第一旁通路径将该第一处理装置的该第一气 态介质导入该中间装置以形成一中间气态介质与一中间液态介质；将来自于该第一处理装置的该第一液态介质通过该第一控制装置而混合于该第一旁 通路径所导引的该第一处理装置的该第一气态介质之后而使得该第一旁通路径所导引的 该第一处理装置的该第一气态介质具有该至少一压缩装置的该中间压力区的饱和状态且 被导入该中间装置以形成该中间气态介质与该中间液态介质，并且将该中间装置的该中间 气态介质是经由该第二旁通路径导入该第二处理装置以形成一第二气态介质与一第二液 态介质；以及将来自于该中间装置的该中间液态介质通过该第二控制装置而混合于该第二旁通路 径所导引的该中间气态介质之后而使得该第二旁通路径所导引的该中间气态介质具有该 第二处理装置中的压力的饱和状态且被导入该第二处理装置以形成该第二气态介质与该 第二液态介质，并且将该第二处理装置的该第二气态介质导入该至少一压缩装置的该第二 压力区。
2.根据权利要求1所述的热气旁通方法，其特征在于，该第一控制装置提供一降温降 压步骤，来自于该第一处理装置的该第一液态介质是经由该第一控制装置的该降温降压步 骤而被降温降压。
3.根据权利要求1所述的热气旁通方法，其特征在于，该第二控制装置提供一降温降 压步骤，来自于该中间装置的该中间液态介质是经由该第二控制装置的该降温降压步骤而 被降温降压。
4.根据权利要求1所述的热气旁通方法，其特征在于，该第一处理装置提供一冷凝步 骤，来自于该至少一压缩装置的该第一压力区的该介质在被导入该第一处理装置时是通过 该第一处理装置所提供的该冷凝步骤而将该第一气态介质冷凝成为该第一液态介质。
5.根据权利要求1所述的热气旁通方法，其特征在于，该第二处理装置提供一蒸发步 骤，位于该第二处理装置中的该第二液态介质是被蒸发成为该第二气态介质。
6.一种热气旁通方法，适用于对于至少一压缩装置的一介质进行处理，该至少一压缩 装置提供一第一压力区、一中间压力区与一第二压力区，其特征在于，该中间压力区的压力 介于该第一压力区的压力与该第二压力区的压力之间，该热气旁通方法包括以下步骤提供一第一处理装置、一第二处理装置、一中间装置、一第一旁通路径、一第二旁通路 径、一第一抽取装置与一第二抽取装置；将来自于该至少一压缩装置的该第一压力区的该介质导入该第一处理装置以形成一 第一气态介质与一第一液态介质，并且利用该第一旁通路径将该第一处理装置的该第一气 态介质导入该中间装置以形成一中间气态介质与一中间液态介质；利用该第一抽取装置抽取该中间装置的该中间液态介质而混合于该第一旁通路径所导引的该第一气态介质而使得该第一旁通路径所导引的该第一气态介质具有该至少一压 缩装置的该中间压力区的饱和状态且被导入该中间装置以形成该中间气态介质与该中间 液态介质，并且将该中间装置的该中间气态介质导入该至少一压缩装置且经由该第二旁通 路径而导入该第二处理装置以形成一第二气态介质与一第二液态介质；以及利用该第二抽取装置抽取该第二处理装置的该第二液态介质而混合于该第二旁通路 径所导引的该中间装置的该中间气态介质而使得该第二旁通路径所导引的该中间装置的 该中间气态介质具有该第二处理装置中的压力的饱和状态且被导入该第二处理装置以形 成该第二气态介质与该第二液态介质，并且将该第二处理装置的该第二气态介质导入该至 少一压缩装置的该第二压力区。
7.根据权利要求6所述的热气旁通方法，其特征在于，该第一处理装置提供一冷凝步 骤，来自于该至少一压缩装置的该第一压力区的该介质在被导入该第一处理装置时是通过 该第一处理装置所提供的该冷凝步骤而将该第一气态介质冷凝成为该第一液态介质。
8.根据权利要求6所述的热气旁通方法，其特征在于，该第二处理装置提供一蒸发步 骤，位于该第二处理装置中的该第二液态介质是被蒸发成为该第二气态介质。
9.一种热气旁通方法，适用于对于至少一压缩装置的一介质进行处理，该至少一压缩 装置提供一第一压力区、一中间压力区与一第二压力区，其特征在于，该中间压力区的压力 介于该第一压力区的压力与该第二压力区的压力之间，该热气旁通方法包括以下步骤提供一第一处理装置、一第二处理装置、一中间装置、一第一旁通路径与一第二旁通路径；将来自于该至少一压缩装置的该第一压力区的该介质导入该第一处理装置之中以形 成一第一气态介质与一第一液态介质，并且利用该第一旁通路径将来自于该第一处理装置 的该第一气态介质导入该中间装置以形成一中间气态介质与一中间液态介质且该第一旁 通路径所导引的该第一处理装置的该第一气态介质是混合于该中间装置的该中间液态介 质，并且将该中间装置的该中间气态介质导入该至少一压缩装置的该中间压力区；以及利用该第二旁通路径将来自于该中间装置的该中间气态介质导入该第二处理装置以 形成一第二气态介质与一第二液态介质且该第二旁通路径所导引的该中间装置的该中间 气态介质是混合于该第二处理装置的该第二液态介质，并且将该第二处理装置的该第二气 态介质导入该至少一压缩装置的该第二压力区。
10.根据权利要求9所述的热气旁通方法，其特征在于，还提供一第一均勻化步骤，该 第一均勻化步骤是对于相互混合的该第一旁通路径所导引的该第一处理装置的该第一气 态介质与该中间装置的该中间液态介质进行均勻化以形成该中间气态介质。
11.根据权利要求9所述的热气旁通方法，其特征在于，还提供一第二均勻化步骤，该 第二均勻化步骤是对于相互混合的该第二旁通路径所导引的该中间装置的该中间气态介 质与该第二处理装置的该第二液态介质进行均勻化以形成该第二气态介质。
12.根据权利要求9所述的热气旁通方法，其特征在于，该第一处理装置提供一冷凝步 骤，来自于该至少一压缩装置的该第一压力区的该介质在被导入该第一处理装置时是通过 该第一处理装置所提供的该冷凝步骤而将该第一气态介质冷凝成为该第一液态介质。
13.根据权利要求9所述的热气旁通方法，其特征在于，该第二处理装置提供一蒸发步 骤，位于该第二处理装置中的该第二液态介质是被蒸发成为该第二气态介质。
全文摘要
本发明提供一种适用于多级压缩离心式冰水机的热气旁通方法，是透过旁通路径与控制阀依序可连接于至少一压缩装置的一较高压力端与一次级压力段，利用分级降压的顺序而将较高压力端的气态介质依序旁通至次级压力段，同时在高压气体降压至次级压力时利用介质液气直接混合的热交换，借此以去除旁通气态介质的过热度而转变成次级压力段的饱和状态。当多级离心式压缩装置在低负载运转条件时，将一第一处理装置的高压气态介质依序分段降压旁通至最低压力的一第二处理装置，如此以防止压缩装置喘震现象、避免大量的最高压侧气体直接旁通至最低压侧时所造成的热冲击、减少气态介质流速过高所产生的振动与噪音。
文档编号F25B41/00GK102147173SQ201010112270
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者刘中哲, 江旭政, 罗进鸿, 钟震麒 申请人:财团法人工业技术研究院