[实用新型]新型空气能制冷装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新能源压缩式制冷装置，尤其是一种新型空气能制冷装置。

背景技术

目前，公知的压缩式制冷装置通常采用逆卡诺制冷循环流程，主要包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器。它消耗高品位机械能压缩气体再膨胀制冷使热量从低温系统流出到常温环境。它的特征是室内侧常温空气的热能从逆卡诺制冷循环中的蒸发器进入系统，室内侧也从蒸发器中获得冷量。现有的压缩式制冷装置必须消耗大量高品位能量。

发明内容

为了克服现有的压缩式制冷装置必须消耗大量高品位能量的不足, 本实用新型提供一种新型空气能制冷装置，该新型空气能制冷装置包含一个朗肯膨胀做功循环装置和一个逆卡诺制冷循环装置，它的特征之一是逆卡诺制冷循环所消耗的功来自于朗肯膨胀做功循环；它的特征之二是室内侧常温空气的热能从朗肯膨胀做功循环中的吸热器进入系统，室内侧也从吸热器中获得冷量；它的特征之三是逆卡诺制冷循环所产生的制冷量用于朗肯膨胀做功循环膨胀后低温气体的冷凝。理论上，不仅该新型空气能制冷装置无需消耗高品位能量，并且该新型空气能制冷装置的制冷量远大于逆卡诺制冷循环的制冷量，新型空气能制冷装置的制冷量等于逆卡诺制冷循环的制冷量与逆卡诺制冷循环的压缩机所消耗的能量之和；实际上，基于目前的技术水平，同样的制冷量，该新型空气能制冷装置的高品位能量消耗也会大大低于现有的压缩式制冷装置；随着研究的深入和科技的发展，以及结合环境热源或冷源温差，新型空气能制冷装置可以节约更多的高品位能量，甚至可以不消耗高品位能量；这样达到使该新型空气能制冷装置不消耗或少消耗高品位能量的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该新型空气能制冷装置主要包括压缩机、冷凝器、节流阀、内部换热器、工质泵、吸热器、膨胀机等；它还包括系统内相连接的管道、附件及检测和控制装置，它有两个封闭循环系统，两个密闭系统内的工质可以相同也可以不同。该新型空气能制冷装置包含一个朗肯膨胀做功循环和一个逆卡诺制冷循环。工质泵、吸热器、膨胀机、内部换热器依次连接形成第一封闭循环系统朗肯膨胀做功循环，压缩机、冷凝器、节流阀、内部换热器依次连接形成第二封闭循环系统逆卡诺制冷循环。在朗肯膨胀做功循环装置中有吸收常温空气热量的吸热器。朗肯膨胀做功循环装置与逆卡诺制冷循环装置通过内部换热器相连接。在第一封闭循环做功系统朗肯膨胀做功循环中，冷凝工质经工质泵进入吸热器吸收常温流体—空气中、水中的热能加热液态工质成为常温高压工质，然后常温高压工质进入膨胀机膨胀做功；膨胀机出口是低温低压气态工质，低温低压气态工质在内部换热器中与第二封闭循环系统中经节流阀节流的低温液态工质换热后放热冷凝，这样形成了第一封闭循环系统。在第二封闭循环系统逆卡诺制冷循环中，液态工质经节流阀节流再进入内部换热器吸收第一封闭循环系统中经膨胀机膨胀后的低温低压气态工质的冷凝热后蒸发成为气态工质，然后气态工质进入压缩机加压，加压后的气态工质去冷凝器放热冷凝为液态工质，热量传递给常温环境，这样形成了第二封闭循环系统。该新型空气能制冷装置膨胀机主轴与压缩机主轴之间可以相连接。该新型空气能制冷装置膨胀机可以是多级膨胀机，末级膨胀机可以是耐液击膨胀机或用节流阀替代。对于工质相同的两个封闭循环系统，该新型空气能制冷装置的内部换热器可以用气液分离器替代，以简化设备提高传热效率。对于高压差的逆卡诺制冷循环系统，该新型空气能制冷装置的节流阀可以用耐液击膨胀机替代，以回收功并提高制冷效率。该新型空气能制冷装置产生的冷量可广泛用于空气能发电、余热废热地热等低温热源发电、大功率中央空调、空气液化分离、天然气液化、其它工业气体液化、冷库等等许多用途。

本实用新型的有益效果是，该新型空气能制冷装置不消耗或少消耗高品位能量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图1是本实用新型较佳实施例的工作流程示意图。

图中1.压缩机、2.冷凝器、3.节流阀、4.内部换热器、5.工质泵、6.吸热器、7.膨胀机。

具体实施方式

在附图1所示实施例中，该新型空气能制冷装置主要包括压缩机（1）、冷凝器（2）、节流阀（3）、内部换热器（4）、工质泵（5）、吸热器（6）、膨胀机（7）等；它还包括系统内相连接的管道、附件及检测和控制装置，它有两个封闭循环系统，两个密闭系统内的工质相同。该新型空气能制冷装置包含一个朗肯膨胀做功循环装置和一个逆卡诺制冷循环装置。工质泵（5）、吸热器（6）、膨胀机（7）、内部换热器（4）依次连接形成第一封闭循环系统朗肯膨胀做功循环装置，压缩机（1）、冷凝器（2）、节流阀（3）、内部换热器（4）依次连接形成第二封闭循环系统逆卡诺制冷循环装置。朗肯膨胀做功循环装置与逆卡诺制冷循环装置通过内部换热器（4）相连接。在第一封闭循环系统朗肯膨胀做功循环装置中，冷凝工质经工质泵（5）进入吸热器（6）吸收室内侧常温流体—空气中、水中的热能加热液态工质成为常温高压工质，然后常温高压工质进入膨胀机（7）膨胀做功，膨胀机（7）出口是低温低压气态工质，低温低压气态工质在内部换热器（4）中与第二封闭循环系统中经节流阀（3）节流的低温液态工质换热后放热冷凝，这样形成了第一封闭循环系统。在第二封闭循环系统逆卡诺制冷循环中，液态工质经节流阀（3）节流再进入内部换热器（4）吸收第一封闭循环系统中经膨胀机（7）膨胀后的低温低压气态工质的冷凝热后蒸发成为气态工质，然后气态工质进入压缩机（1）加压，加压后的气态工质去冷凝器（2）放热冷凝为液态工质，热量传递给常温环境，这样形成了第二封闭循环系统。该新型空气能制冷装置膨胀机（7）主轴与压缩机（1）主轴之间相连接。