专利名称：压缩膨胀机二氧化碳制冷系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于制冷技术领域。
背景技术：
当今，人类对保护臭氧层和气候变暖问题越来越重视，使二氧化碳这种对环境友好的制冷剂重新受到了人们的关注；但这种制冷系统也存在着不足，二氧化碳气体必须在 140巴的压力下才能充分制冷。为此，需要能承受高压的压缩机。而且由于节流损失大，传统的二氧化碳制冷压缩机难以达到高的制冷效率。
发明内容本实用新型的目的是提供一种采用压缩膨胀机的二氧化碳制冷系统，该系统采用液压泵产生动力，所采用的压缩膨胀机兼具压缩机和压缩膨胀机的功能；而且通过蓄能器使回收的膨胀功与压缩需求相适应，可减少节流损失，获得更高得循环效率。本实用新型的结构由油泵、油箱、换向阀、压缩膨胀机体、活塞、冷却器、回热器、蒸发器、气路换向控制阀、蓄能器、节流阀等组成。其中的压缩膨胀机体用两个隔板分成三段， 活塞由一个中间活塞(中间活塞两侧各有一个活塞控制段)和两个端活塞组成；活塞与隔板将压缩膨胀机体分成左右对称的六个腔，分别为两个液压油腔、两个膨胀腔和两个压缩腔。隔板在液压油腔侧制有控制腔，用于与活塞控制段配合控制换向阀自动换向；控制腔接控制油路，控制油路设单向阀和换向阀控制阀，以保证换向阀有确定的两个位置。每侧的活塞杆由直径不同的两部分组成，与端活塞相连的部分直径较小，为膨胀进气控制段；长度约为活塞行程的三分之一，与隔板上的膨胀气道相配合，用于控制气体进入膨胀腔的量和膨胀开始的时间；气路换向控制阀与换向阀阀芯连在一起，同时动作；在换向阀出油口设蓄能控制阀和蓄能器，在蓄能器和油泵出油口之间设液控单向阀；蓄能控制阀和液控单向阀共同控制蓄能器能量的存储与释放。工作介质为二氧化碳。工作原理油泵开始工作时，气路换向控制阀和换向阀在弹簧的作用下处于左位； 油泵产生的液压油通过换向阀进入压缩膨胀机左边的液压油腔，推动活塞向右运动，同时， 经冷却器冷却后的高压气体通过气路换向控制阀、膨胀气道进入右膨胀腔，与液压油一起推动活塞向右运动，压缩右压缩腔中的气体。当右压缩腔中的压力大于冷却器内的压力时， 单向阀打开，压缩腔中的气体排入冷却器，在冷却器中放热冷却。当活塞杆膨胀进气控制段越过膨胀气道时，活塞杆直径大的部分关闭膨胀气道；进入右膨胀腔内的气体膨胀做功降压。降压后的气体经回热器和节流阀进一步降温、降压液化后进入蒸发器吸热蒸发制冷。 由于刚开始压缩时气体的压力低，所需的压缩功小，而膨胀腔内的气体压力大；有富余的能量。此时蓄能控制阀处于左位，从换向阀流出的油通过蓄能控制阀进入蓄能器储存；当右压缩腔中的压力升高到设定值时，油泵输出的压力升高，油压使液控单向阀导通，并使蓄能控制阀处于右位；蓄能器储存的能量释放。与此同时，左压缩腔吸入蒸汽，左膨胀腔气体排出。当压缩膨胀机的右压缩腔的气体被排除，活塞控制段进入右控制腔时，控制腔压力急剧增大；液压油通过控制管路使换向阀换向，处于右位；油泵产生的液压油通过换向阀进入压缩膨胀机右液压油腔，推动活塞向左运动压缩左压缩腔中的气体，同时经冷却器冷却的高压气体通过气路换向控制阀和膨胀控制阀进入左膨胀腔，与液压油一起推动活塞向左运动；使左压缩腔中的气体被压缩，通过单向阀进入冷却器。当活塞控制段进入左控制腔时， 控制腔压力急剧增大；液压油通过控制管路使换向阀控制阀处于右位，换向阀中的控制油流回油箱，压力消失；换向阀芯在弹簧的作用下回到左位，实现自动换向。由于压缩膨胀机二氧化碳制冷系统采用液压泵产生液压油，可很容易的获得高的压力，而通过压缩膨胀机实现对二氧化碳气体的压缩；气体的泄露和压缩余隙很小，具有比传统制冷系统更高的输气效率。
附图是压缩膨胀机二氧化碳制冷系统的结构图，图中1油箱、2油泵、3换向阀控制油路、4单向阀、5蓄能器、6压缩膨胀机体、7膨胀气道、8膨胀进气控制段、9端活塞、10缸盖、11液压油腔、12活塞控制段、13中间活塞、14冷却器、15膨胀腔、16压缩腔、17气路换向控制阀、18换向阀控制阀、19回热器、20节流阀、21蒸发器、22隔板、23控制腔、对换向阀、 25液控单向阀、沈蓄能控制阀、27储气罐。
具体实施方式
附图中压缩膨胀机二氧化碳制冷系统中的油泵(2)换向阀04)、压缩膨胀机(6)、 冷却器(14)、气路换向控制阀(17)、回热器(19)、节流阀00)蒸发器(21)用管路依次联结，系统中的工作介质为二氧化碳。此系统也可将冷却器作为热源，形成热泵空调和热水
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权利要求1.一种压缩膨胀机二氧化碳制冷系统，其特征是压缩膨胀机二氧化碳制冷系统由油泵、油箱、换向阀、压缩膨胀机体、活塞、冷却器、回热器、蒸发器、气路换向控制阀、蓄能器、 节流阀组成；其中的压缩膨胀机体被两个隔板分成三段，活塞由一个中间活塞和两个端活塞组成；活塞与隔板将压缩膨胀机体分成左右对称的两个液压油腔、两个膨胀腔和两个压缩腔。
2.如权利要求1所述的压缩膨胀机二氧化碳制冷系统，其特征在于活塞杆由直径不同的两部分组成，与端活塞相连的部分直径较小，为膨胀进气控制段；与隔板上的膨胀气道相配合，用于控制气体进入膨胀腔的量和膨胀开始的时间。
3.如权利要求1所述的压缩膨胀机二氧化碳制冷系统，其特征在于在换向阀出油口设蓄能控制阀和蓄能器，在蓄能器和油泵出油口之间设液控单向阀；蓄能控制阀和液控单向阀共同控制蓄能器能量的存储与释放。
专利摘要一种压缩膨胀机二氧化碳制冷系统，该机由油泵、油箱、换向阀、压缩膨胀机体、活塞、冷却器、回热器、蒸发器、气路换向控制阀、蓄能器、节流阀组成。其中的压缩膨胀机体被两个隔板分成三段，活塞由一个中间活塞和两个端活塞组成；活塞与隔板将压缩膨胀机体分成左右对称的两个液压油腔、两个膨胀腔和两个压缩腔。由于采用液压泵产生液压油，可很容易的获得高的压缩压力；具有高的效率。
文档编号F25B1/02GK201935468SQ20112001061
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者蔡学功 申请人:蔡学功