一种利用热—电能运行的热泵式空调器制造技术

一种利用热－电能运行的热泵式空调器，其特征在于，它包括由热水器（１）、循环水泵（２）、热水箱（３）、温控器（５）及连接管道构成的加热回路，由贮液罐（１７）、加压泵（７）、针形阀（６）、换热器（４）、止回阀（８）、涡轮机（９）、喷射器（１３）、电磁四通阀（１４）、换热器（１９或２０）及连接管道构成的透平回路，由喷射器（１３）、电磁四通阀（１４）、换热器（１９）、电磁三通阀（１５）、贮液罐（１７）、单向膨胀阀（１６）、电磁三通阀（１８）、换热器（２０）、风机（２２）、电磁四通阀（１４）、压缩机（１２）、喷射器（１３）及连接管道构成的制冷回路，由喷射器（１３）、电磁四通阀（１４）、换热器（２０）、风机（２２）、电磁三通阀（１５）、贮液罐（１７）、单向膨胀阀（１６）、电磁三通阀（１８）、换热器（１９）、风机（２１）电磁四通阀（１４）、压缩机（１２）、喷射器（１３）及连接管道构成的制热回路。电动机（１１）通过齿轮箱（１０）带动涡轮机（９）、压缩机（１２）， 换热管束的每支管的管端都焊有孔板，压缩机叶轮中布置１２块后向型叶片，长短叶片交替，叶轮采用悬臂式二级压缩，第一级采用半开式后向型叶轮，第二级采用闭式后向型叶轮， 齿轮箱（１０）内的楔块式超越离合器外环与高速齿轮轴心孔连接，内环与转轴连接，再经过滚动轴承后两端连接涡轮和压缩机叶轮， 涡轮机和压缩机使用同一种制冷剂，排出的同一种制冷剂蒸气，用喷射器汇集后进入换热器（１９或２０）。 进入涡轮机和离开离心式压缩机中任一截面的气流满足下列能量守恒公式： Ｕ↓［１］＋ｇｚ↓［１］＋ｖ↓［１］↑［２］／２＋Ｐ↓［１］／ρ↓［１］＋Ｗ＋Ｑ＝Ｕ↓［２］＋ｇｚ↓［２］＋ｖ↓［２］↑［２］／２＋Ｐ↓［２］／ρ↓［２］＋∑ｈ↓［ｆ］ 式中Ｕ：内能 ｇｚ：位能 ｖ↓［１］↑［２］／２：动能 Ｐ／ρ：静压能 Ｗ：电机能 Ｑ：与外介交换的热能 ∑ｈ↓［ｆ］：气流克服阻力所耗能量。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术是一种利用太阳能、废余热能、燃气热能或电热能的空调器。
技术介绍
众所周知，太阳能是清洁而且用之不尽的能源，常规电力是消耗矿产资源而产生的，不但严重污染人类生存的环境，而且还受到能源危机、价格上涨等因素的影响。所以开发太阳能的利用是人类解决能源可持续发展的主要出路之一。太阳能空调是以太阳能作为制冷空调的能源，太阳能制冷目前有二种方法，1、利用光-电转换以代替常规电力作制冷能源。2、利用光-热转换用热能制冷，相比之下，第一种方法比较简单，但太阳能电池价格高、效率低，一直不能进入实用阶段。而第二种方法中又以溴化锂吸收式制冷为主流，但是吸收式制冷除节能环保之外，不足之处在于流程复杂、初期投资大、铜材耗量大、日常维护量大、体积大、不易标准化和小型化。特别是经过一段时间运转后其工质的稳定性下降和系统长时间受腐蚀后难以保持高真空度，导致其系统效率下降。目前，空调市场上普通住宅所用窗机、分体机、柜机数量和品种相当多，而高级住宅所用的户型中央空调市场刚开发。高级住宅所拥有的顶层天台为太阳能利用提供了有利的条件和机遇，对于制冷量在10kw＜Q＜20kw范围内采用吸收式制冷显得不太实用。本技术空调机可以为这一需求提供多一个选择。
技术实现思路
本技术目的旨在提供一种利用太阳能或者废余热能或燃气热能、电热能加热低沸点工质，制造高压蒸气，通过径向透平作功的正卡诺循环和压缩制冷剂蒸气制冷的逆卡诺循环的热泵式空调器。本技术目的的实现方式为，一种利用热-电能运行的热泵式空调器，它包括由热水器1、循环水泵2、热水箱3、温控器5及连接管道构成的加热回路，由贮液罐17、加压泵7、针形阀6、换热器4、止回阀8、涡轮机9、喷射器13、电磁四通阀14、换热器19或20及连接管道构成的透平回路，由喷射器13、电磁四通阀14、换热器19、电磁三通阀15、贮液罐17、单向膨胀阀16、电磁三通阀18、换热器20、风机22、电磁四通阀14、压缩机12、喷射器13及连接管道构成的制冷回路，由喷射器13、电磁四通阀14、换热器20、风机22度 P压力 V比容 τ阻塞系数。设计小流量时b2/D2不能过大，尤其是采用喷射器引射压缩机排气可减小背压，对防止“喘振”是很有利的。为提高蒸气的能量需要，叶轮中布置12块叶片，叶片尽量薄，采用长短叶片交替和流道歪曲可以控制流量不太大，叶片光滑可以减少气体与道壁的摩擦阻力，为降低转速和追求效率采用悬臂式二级压缩，第一级采用半开式后向型叶轮。为了减少高压漏气损失，第二级采用闭式后向型叶轮。假定蒸发器排气轴向进入叶轮时没有预旋，即切向速度为零，设计工况和实际运行时相符，由动量矩定理推导出流过叶片流道间单位工质质量的能量，即叶轮进出口处单位工质质量的理论比焓差(无摩擦和绝热的条件下)Δhth＝V2Cv2，式中V2叶轮的叶尖园周速度，Cv2气体分子离开叶轮周边时，速度C2的切向投影分速度。第一级半开式后向型叶轮(Δhth)max＝V22V2＝114m/sV2＝πnD2/60 n＝8550r/min D2＝260mm齿轮箱内有一对齿轮和楔块式超越离合器。本技术利用楔块式超越离合器KK型单向旋转球轴承传递力矩7.4N·M-260N·M，超越极限转速17000r/min，离合器外环与齿轮箱10的高速齿轮轴心孔连接，内环与转轴连接，再经过滚动轴承后两端连接涡轮和压缩机叶轮。启动时电机通过低速齿轮、高速齿轮增速带动离合器外环、内环、转轴一起转动，作为一级动力输出。当热负荷减轻，叶轮轴转速比电动机转速快，楔块在内外环摩擦力作用下处于解脱状态，透平蒸气作为二级动力输出。这时电机是空载可以怠速省电和避免电机被叶轮转轴带动转速超过极限转速而损坏，当热负荷加重或透平蒸气动力降低时，内环转速下降，当与电机转速相同时，内外环相连，电机又输出动力，自动平衡负荷变化。本技术涡轮机和压缩机使用同一种制冷剂，为防止泄露和降低轴封密封标准，有利减小轴间的摩擦功率，提高机械效率，电动机11、压缩机12、涡轮机9用钢板封闭焊接在一起，实行全封闭。因涡轮机排气和压缩机排气的压力、温度、流量都不相同，本技术在共用一个气冷式换热器19或20时用一个喷射器13代替压力调节阀。因进入涡轮机蒸气压力≥0.3MPa，由于流量大，经过透平之后仍大过压缩机排气压力0.18Mpa(R12345℃冷凝压力)。本技术用涡轮机排气作为喷射器的工作气流，压缩机排气为引射气流，在喷射器中两股气流进度 P压力 V比容 τ阻塞系数。设计小流量时b2/D2不能过大，尤其是采用喷射器引射压缩机排气可减小背压，对防止“喘振”是很有利的。为提高蒸气的能量需要，叶轮中布置12块叶片，叶片尽量薄，采用长短叶片交替和流道歪曲可以控制流量不太大，叶片光滑可以减少气体与道壁的摩擦阻力，为降低转速和追求效率采用悬臂式二级压缩，第一级采用半开式后向型叶轮。为了减少高压漏气损失，第二级采用闭式后向型叶轮。假定蒸发器排气轴向进入叶轮时没有预旋，即切向速度为零，设计工况和实际运行时相符，由动量矩定理推导出流过叶片流道间单位工质质量的能量，即叶轮进出口处单位工质质量的理论比焓差(无摩擦和绝热的条件下)Δhth＝V2Cv2，式中V2叶轮的叶尖园周速度，Cv2气体分子离开叶轮周边时，速度C2的切向投影分速度。第一级半开式后向型叶轮(Δhth)max＝V22V2＝114m/sV2＝πnD2/60 n＝8550r/min D2＝260mm齿轮箱内有一对齿轮和楔块式超越离合器。本技术利用楔块式超越离合器KK型单向旋转球轴承传递力矩7.4N·M-260N·M，超越极限转速17000r/min，离合器外环与齿轮箱10的高速齿轮轴心孔连接，内环与转轴连接，再经过滚动轴承后两端连接涡轮和压缩机叶轮。启动时电机通过低速齿轮、高速齿轮增速带动离合器外环、内环、转轴一起转动，作为一级动力输出。当热负荷减轻，叶轮轴转速比电动机转速快，楔块在内外环摩擦力作用下处于解脱状态，透平蒸气作为二级动力输出。这时电机是空载可以怠速省电和避免电机被叶轮转轴带动转速超过极限转速而损坏，当热负荷加重或透平蒸气动力降低时，内环转速下降，当与电机转速相同时，内外环相连，电机又输出动力，自动平衡负荷变化。本技术涡轮机和压缩机使用同一种制冷剂，为防止泄露和降低轴封密封标准，有利减小轴间的摩擦功率，提高机械效率，电动机11、压缩机12、涡轮机9用钢板封闭焊接在一起，实行全封闭。因涡轮机排气和压缩机排气的压力、温度、流量都不相同，本技术在共用一个气冷式换热器19或20时用一个喷射器13代替压力调节阀。因进入涡轮机蒸气压力≥0.3MPa，由于流量大，经过透平之后仍大过压缩机排气压力0.18Mpa(R12345℃冷凝压力)。本技术用涡轮机排气作为喷射器的工作气流，压缩机排气为引射气流，在喷射器中两股气流进行能量交换，并减速增压，达到冷凝压力。喷咀的设计遵循流体力学的空吸原理，伯努利方程ρV12/2+P1＝ρv22/2+P2连续性方程V1S1＝V2S2V平均流速 S管道截面积 P压强 ρ密度已知以上各项(除S2外)，计算后，S2＝48mm2为达到产生大量高压蒸气，使工质在60℃以上热水中蒸发，必须利用加压泵加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴佳荔，
申请(专利权)人：戴佳荔，
类型：实用新型
国别省市：