專利名稱：熱動力離心式冷熱水機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于制冷和制熱裝置技術(shù)，具體的涉及一種應(yīng)用于電力為能源并通過廢熱利用提高制冷和制熱能效比的熱動力離心式冷熱水機組。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，制冷系統(tǒng)主要以電力為能源，可以分為離心式空調(diào)機組，風(fēng)冷空調(diào)機組，活塞式空調(diào)機組，螺桿式空調(diào)機組等壓縮式空調(diào)機組；還有的中央空調(diào)以石化燃料為能 為能源的壓縮式制冷機組能效比相對于吸收式空調(diào)機組較高，但消耗高品位的電能；吸收式空調(diào)機組消耗石化燃料或工業(yè)廢熱資源，但能效比低，一般小于I。常規(guī)離心式冷熱水機組，采用離心式壓縮機驅(qū)動工質(zhì)循環(huán)運行，不同工況下實現(xiàn)制冷或制熱，離心式壓縮機由電動機驅(qū)動。目前空調(diào)制冷技術(shù)的運行過程均為制冷空調(diào)機組通過消耗高品位的電能或石化燃料，把建筑物內(nèi)過多的熱能排到建筑物外，從而達到建筑物內(nèi)溫度減低的效果。各類建筑使用上述中央空調(diào)均會存在如下缺陷，例如夏季供電緊張；城市局部空氣溫度大幅度升高，出現(xiàn)熱島效應(yīng)；以及過量空調(diào)制冷劑含氟化合物排放到大氣中，破壞臭氧層的問題。同時上述制冷空調(diào)還消耗大量能源，直接或間接增加了 C02的排放。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種設(shè)計合理、能夠有效提高制冷能效比的熱動力離心式冷熱水機組。其可以實現(xiàn)電能驅(qū)動的制冷機組和利用低品位熱能進行機械能轉(zhuǎn)化結(jié)合，從而降低整個制冷空調(diào)系統(tǒng)的電能消耗量，提高制冷空調(diào)的能效。本實用新型所采用的技術(shù)方案如下一種熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述冷熱水機組包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和離心式膨脹機系統(tǒng)，所述離心式膨脹機系統(tǒng)的一螺桿轉(zhuǎn)子與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的一離心壓縮機驅(qū)動連接；所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷凝盤管位于所述離心式膨脹機系統(tǒng)的發(fā)生器內(nèi)?！獙嵤┓绞街校鲋评鋭┭h(huán)系統(tǒng)包括一蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有與風(fēng)冷盤管系統(tǒng)相連接的冷卻盤管，該蒸汽器還連接設(shè)置低溫制冷劑管路，該低溫制冷劑管路的另一端連通位于所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口。—實施方式中，所述低溫制冷劑管路經(jīng)由所述蒸發(fā)器引出后，串聯(lián)一二次冷凝器內(nèi)的盤管的出口，該盤管的入口連接所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口 ；該二次冷凝器連接一冷卻系統(tǒng)的冷卻水循環(huán)管路。一實施方式中，所述蒸發(fā)器還連通設(shè)置一離心壓縮機，該離心壓縮機通過一高溫制冷劑蒸汽管道連接所述冷凝器盤管的入口。一實施方式中，所述離心壓縮機由一變頻電機驅(qū)動連接，該驅(qū)動電機配備設(shè)置變頻控制系統(tǒng)。另一實施方式中，所述離心式膨脹機系統(tǒng)包括發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器、離心式膨脹機和吸收器，所述發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器和吸收器之間設(shè)置有工質(zhì)輸送管路和循環(huán)泵。再一實施方式中，所述發(fā)生器上部設(shè)置有常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置，下部設(shè)置有中溫工質(zhì)集液箱，該中溫工質(zhì)集液箱通過一工質(zhì)輸送管路連接二次發(fā)生器頂部的工質(zhì)噴淋
>J-U ρ α裝直。又一實施方式中，所述發(fā)生器的頂部通過一工質(zhì)蒸汽管路連接一位于雙效熱能轉(zhuǎn)移器內(nèi)的工質(zhì)蒸汽噴嘴，該工質(zhì)噴嘴經(jīng)由一定壓膨脹器連通離心式膨脹機的進氣口，定壓膨脹器連接一中溫介質(zhì)蒸汽通道，該中溫介質(zhì)蒸汽通道連接二次發(fā)生器的頂部。一實施方式中，所述離心式膨脹機的排氣口連接吸收器的頂部，該吸收器的頂部設(shè)置一低溫低濃度工質(zhì)噴淋裝置，該低溫低濃度噴淋裝置通過一低溫工質(zhì)管路連接一位于 二次發(fā)生器底部的低濃度工質(zhì)集液箱。一實施方式中，所述吸收器的底部設(shè)置有高濃度工質(zhì)集液箱，該高濃度工質(zhì)集液箱連接一高濃度工質(zhì)輸送管，該高濃度工質(zhì)輸送管的另一端位于發(fā)生器的頂部并連接一常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置。該熱動力離心式冷熱水機組采用離心式膨脹機系統(tǒng)作為輔助動力源，通過離心式膨脹機系統(tǒng)利用從建筑物內(nèi)向外排放的低品位熱能或者其他低品位熱能轉(zhuǎn)化為機械能，該機械能作為制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的離心壓縮機組輔助驅(qū)動能源，使整個制冷劑循環(huán)系統(tǒng)具有更高的能效比，減少了制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的能源消耗，并減少廢熱資源排入建筑外的環(huán)境中，有效降低了室外環(huán)境溫度；同時該離心式膨脹機系統(tǒng)還能夠降低制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的使用成本，緩解用電壓力，并減少二氧化碳的排放。在制冷工況下，離心壓縮機采用變頻電機和離心式膨脹機共同驅(qū)動；機組啟動時，離心壓縮機由變頻電機單獨驅(qū)動，待離心式膨脹機把空調(diào)廢熱轉(zhuǎn)化為軸功輸出時，共同驅(qū)動；在離心式膨脹機上安裝輸出功率檢測裝置，離心式膨脹機輸出功率和變頻電機的輸出功率由變頻控制系統(tǒng)匹配；在空調(diào)不同的冷負荷下，變頻電機輸出相應(yīng)的功率。本實用新型的有益效果在于，該熱動力離心式冷熱水機組設(shè)計合理、能夠有效提高制冷能效比，其可以實現(xiàn)電能驅(qū)動的制冷機組和利用低品位熱能進行機械能轉(zhuǎn)化結(jié)合，從而降低整個制冷空調(diào)系統(tǒng)的電能消耗量，提高制冷空調(diào)的能效。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步的闡述。

圖I是本實用新型具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
該熱動力離心式冷熱水機組為應(yīng)用于暖通空調(diào)領(lǐng)域的新型制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，其在采用電能作為驅(qū)動能源內(nèi)的同時，利用從建筑物內(nèi)向外排放的低品位熱能，使其轉(zhuǎn)化成機械能。機械能再驅(qū)動離心壓縮機組制冷，從而降低整個制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的電能輸入，提高制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的能效比。如圖I所示，該熱動力離心式冷熱水機組主要包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、室外換熱系統(tǒng)和離心式膨脹機系統(tǒng)。離心式膨脹機系統(tǒng)的一動力輸出軸131與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的一離心壓縮機220驅(qū)動連接；制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的制冷劑的冷凝盤管112位于離心式膨脹機系統(tǒng)的發(fā)生器110內(nèi)。該冷凝盤管作為發(fā)生器內(nèi)的熱源換熱器，實現(xiàn)余熱的利用并由離心式膨脹機系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為機械能。制冷劑循環(huán)系統(tǒng)具有一蒸發(fā)器210，該蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有與風(fēng)冷盤管系統(tǒng)相連接的冷卻盤管211，為用戶提供冷源，風(fēng)冷盤管系統(tǒng)形成一個封閉的冷源循環(huán)，蒸發(fā)器連通設(shè)置一低溫制冷劑管路212，該低溫制冷劑管路的另一端連通位于發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管112的出口，在發(fā)生器110內(nèi)經(jīng)過換熱后的冷凝盤管內(nèi)的制冷劑經(jīng)過冷卻后可以作為蒸發(fā)器210的蒸發(fā)吸熱介質(zhì)，為了進一步提高該制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的制冷效果，該低溫制冷劑管路212經(jīng)由蒸發(fā)器引出后，還串聯(lián)一二次冷凝器240內(nèi)的盤管241的出口，該盤管的入口連接發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口 ；該二次冷凝器240連接一冷卻系統(tǒng)242的冷卻水循環(huán)管路。通過該二次冷凝器240可以進一步降低制冷劑的溫度，實現(xiàn)更好的蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸熱的效果。蒸發(fā)器210的另一端連通設(shè)置離心壓縮機220，該離心壓縮機通過一高溫制冷劑蒸汽管道221連接冷凝器盤管112的入口。由此組成一個制冷劑的循環(huán)。離心壓縮機220由一變頻電機222驅(qū)動連接，該驅(qū)動電機配備設(shè)置變頻控制系統(tǒng)223。離心膨脹機包括機殼和位于機殼內(nèi)的兩個互相哨合的螺旋轉(zhuǎn)子，其中一螺旋轉(zhuǎn)子的一端伸出機殼形成動力輸出軸131,該動力輸出軸驅(qū)動尚心壓縮機220。離心式膨脹機系統(tǒng)包括發(fā)生器110、雙效熱能轉(zhuǎn)移器120、二次換熱器124、離心式膨脹機130和吸收器140，發(fā)生器110、雙效熱能轉(zhuǎn)移器120、二次換熱器124和吸收器140之間設(shè)置有工質(zhì)輸送管路和循環(huán)泵，實現(xiàn)工質(zhì)的循環(huán)輸送。發(fā)生器110上部設(shè)置有常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置，下部設(shè)置有中溫工質(zhì)集液箱113，中部為冷凝盤管112，該中溫工質(zhì)集液箱113通過一工質(zhì)輸送管路114連接二次發(fā)生器124頂部的工質(zhì)噴淋裝置。發(fā)生器110的頂部通過一工質(zhì)蒸汽管路連接一位于雙效熱能轉(zhuǎn)移器內(nèi)的工質(zhì)蒸汽噴嘴111，該工質(zhì)噴嘴經(jīng)由一定壓膨脹器122連通離心式膨脹機的進氣口 121，定壓膨脹器122連接一中溫介質(zhì)蒸汽通道123，該中溫介質(zhì)蒸汽通道123連接二次發(fā)生器124的頂部。離心式膨脹機的排氣口連接吸收器140的頂部，該吸收器的頂部設(shè)置一低溫低濃度工質(zhì)噴淋裝置，該低溫低濃度噴淋裝置通過一低溫工質(zhì)管路126連接位于二次發(fā)生器底部的低濃度工質(zhì)集液箱125。吸收器的底部設(shè)置有高濃度工質(zhì)集液箱141，該高濃度工質(zhì)集液箱141連接一高濃度工質(zhì)輸送管142，該高濃度工質(zhì)輸送管的另一端位于發(fā)生器110的頂部并連接常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置。權(quán)利要求1.一種熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述冷熱水機組包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和離心式膨脹機系統(tǒng)，所述離心式膨脹機系統(tǒng)的一螺桿轉(zhuǎn)子與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的一離心壓縮機驅(qū)動連接；所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷凝盤管位于所述離心式膨脹機系統(tǒng)的發(fā)生器內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括一蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有與風(fēng)冷盤管系統(tǒng)相連接的冷卻盤管，該蒸汽器還連接設(shè)置低溫制冷劑管路，該低溫制冷劑管路的另一端連通位于所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出□。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述低溫制冷劑管路經(jīng)由所述蒸發(fā)器引出后，串聯(lián)一二次冷凝器內(nèi)的盤管的出口，該盤管的入口連接所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口 ；該二次冷凝器連接一冷卻系統(tǒng)的冷卻水循環(huán)管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述蒸發(fā)器還連通設(shè)置一離心壓縮機，該離心壓縮機通過一高溫制冷劑蒸汽管道連接所述冷凝器盤管的入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述離心壓縮機由一變頻電機驅(qū)動連接，該驅(qū)動電機配備設(shè)置變頻控制系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述離心式膨脹機系統(tǒng)包括發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器、離心式膨脹機和吸收器，所述發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器和吸收器之間設(shè)置有工質(zhì)輸送管路和循環(huán)泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述發(fā)生器上部設(shè)置有常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置，下部設(shè)置有中溫工質(zhì)集液箱，該中溫工質(zhì)集液箱通過一工質(zhì)輸送管路連接二次發(fā)生器頂部的工質(zhì)噴淋裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述發(fā)生器的頂部通過一工質(zhì)蒸汽管路連接一位于雙效熱能轉(zhuǎn)移器內(nèi)的工質(zhì)蒸汽噴嘴，該工質(zhì)噴嘴經(jīng)由一定壓膨脹器連通離心式膨脹機的進氣口，定壓膨脹器連接一中溫介質(zhì)蒸汽通道，該中溫介質(zhì)蒸汽通道連接二次發(fā)生器的頂部。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述離心式膨脹機的排氣口連接吸收器的頂部，該吸收器的頂部設(shè)置一低溫低濃度工質(zhì)噴淋裝置，該低溫低濃度噴淋裝置通過一低溫工質(zhì)管路連接一位于二次發(fā)生器底部的低濃度工質(zhì)集液箱。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述吸收器的底部設(shè)置有高濃度工質(zhì)集液箱，該高濃度工質(zhì)集液箱連接一高濃度工質(zhì)輸送管，該高濃度工質(zhì)輸送管的另一端位于發(fā)生器的頂部并連接一常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置。
專利摘要本實用新型公開一種熱動力離心式冷熱水機組，其特征在于所述冷熱水機組包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和離心式膨脹機系統(tǒng)，所述離心式膨脹機系統(tǒng)的一螺桿轉(zhuǎn)子與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的一離心壓縮機驅(qū)動連接；所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷凝盤管位于所述離心式膨脹機系統(tǒng)的發(fā)生器內(nèi)。該熱動力離心式冷熱水機組設(shè)計合理、能夠有效提高制冷能效比，其可以實現(xiàn)電能驅(qū)動的制冷機組和利用低品位熱能進行機械能轉(zhuǎn)化結(jié)合，從而降低整個制冷空調(diào)系統(tǒng)的電能消耗量，提高制冷空調(diào)的能效。
文檔編號F25B1/00GK202393085SQ20112054336
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者王彬, 謝學(xué)軍 申請人:江蘇合正能源科技有限公司