专利名称：一种带发电功能的热能空调的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气调节装置，特别涉及一种利用自然界存在的低温热源或工业余热、废热等热源来推动压缩机运转的空气调节装置。
背景技术：
在中国能源变革的新时代，人们在为环保、能源短缺、电力短缺、国家能源战略的安全性及能源利用的经济性等问题而担忧。空调装置无疑是用能的大户，目前市场上的空调装置大部分是靠电力来驱动压缩机运转的。也存在一些利用热能来驱动的空调装置，例如目前市面上的GHP燃气热泵空调，是利用燃气发动机来驱动装备在室外机的压缩机。而自然界中存在大量的热能，例如太阳能、地热能等，另外，大量的工业余热、汽车废热被排放到空气中，这不仅造成能源的浪费，也污染环境。对于这部分热能的利用，目前还仅限于利用中高温热源来发电，这种做法的局限在于，大量的低温热源没有得到有效利用，并且需要考虑发出来的电力的利用，并网输配等问题。
发明内容
为克服现有技术的缺陷和不足，本发明提供了一种利用低温热源的空调装置。该空调装置在制冷和制热运行时，压缩机并不是依靠电力来驱动的，而是利用一套基于有机朗肯循环的动力装置来驱动的。该动力装置输出的功量除了用来驱动压缩机运转外，多余的功量用来驱动发电机进行发电，所产生的电力可供给风机等用电部件，从而实现空调装置的无电力运转。本发明可有效利用废弃的低温热源，缓解能源危机，并且将产生的动力直接用于驱动空调装置用电部件的运转，就地取能，就地使用，不必考虑电力输送问题。本发明是通过以下技术方案实现的，在这种空气调节装置的压缩机包括压缩机主体、涡轮机和发电机，压缩机主体为活塞式、涡旋式、转子式、螺杆式、离心式中的一种。压缩机主体和发电机通过联动装置与涡轮机相连。所述涡轮机连接在一套基于有机朗肯循环的动力装置上，该动力装置包括蒸发器、涡轮机、冷凝器以及循环泵，通过管路将这四个部件按顺序连成回路，循环工质在回路中循环流动。当动力装置工作时，循环工质流经蒸发器， 吸收外部热源的热量后汽化变为高压蒸汽，高压蒸汽在涡轮机中膨胀做功，输出的功量用于驱动压缩机主体运转，多余的功量用来驱动发电机进行发电。做功后的蒸汽变为低温低压的乏汽，最后排入冷凝器内凝结为液态，经循环泵将液态工质送入蒸发器进行新的循环。 所述蒸发器为一个热交换装置，在该热交换装置中，循环工质吸收的热量来源于自然界现存的热源，例如太阳能、地热能，或者来源于工业余热废热等。发电机与系统链接变换器连接，该系统链接变换器把来自发电机的三相交流电通过AC/DC转换器转换成直流电后，再变换成220V的三相交流电，向商用系统输出，该商用系统包括商用电源，电流断路器和用户负载。系统链接变换器连接在电流断路器和用户负载之间。空调装置运转时，发电机发出来的电力和用来驱动空调装置的风机和水泵等用电部件运转，实现空调装置无电力运转。当空调装置停止运转时，通过离合器把压缩机与涡轮机断开，涡轮机输出的功量可以全部用于发电机进行发电，此时，涡轮机具有与其驱动能力对应的发电能力，发出来的电力通过系统链接变换器向商用系统输出。本发明的有益效果是1.利用废弃的低温热源来驱动压缩机运转，实现空调装置无电力运转，并有利于节能减排。2.产生的动力直接用于驱动压缩机运转，就地取能，就地使用，不必考虑电力输送问题。
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。图1是表示本发明空气调节装置所使用的压缩机的原理图。图2是表示本发明空气调节装置的原理图。如图1所示压缩机包括压缩机主体1、涡轮机2和发电机3，压缩机主体为活塞式、 涡旋式、转子式、螺杆式、离心式中的一种。压缩机主体1和发电机3通过联动装置10与涡轮机2相连。所述涡轮机2连接在一套基于有机朗肯循环的动力装置上，该动力装置包括蒸发器4、涡轮机2、冷凝器5以及循环泵6，通过管路将这四个部件按顺序连成回路，循环工质7在回路中循环流动。当动力装置工作时，循环工质7流经蒸发器4，从外部热源8吸收热量后汽化变为高压蒸汽，高压蒸汽在涡轮机2中膨胀做功，输出的功量用于驱动压缩机主体1运转，多余的功量用来驱动发电机3进行发电。做功后的蒸汽变为低温低压的乏汽， 最后排入冷凝器5内，向冷却塔9放热后凝结为液态，经循环泵6将液态工质送入蒸发器4 进行新的循环。所述蒸发器4为一个热交换装置，在该热交换装置中，循环工质吸收的热量来源于自然界现存的热源，例如太阳能、地热能，或者来源于工业余热废热等。图2所示的空气调节装置包括压缩机主体1、涡轮机2和发电机3，冷凝器11、膨胀阀12、蒸发器13，冷凝器11上配置有冷却水管14和冷却水泵15。与蒸发器13邻接配置有风扇16。压缩机主体1和发电机3通过联动装置10与涡轮机2相连。所述涡轮机2连接在一套基于有机朗肯循环的动力装置上，该动力装置包括蒸发器4、涡轮机2、冷凝器5以及循环泵6，通过管路将这四个部件按顺序连成回路，循环工质7在回路中循环流动。当动力装置工作时，循环工质7流经蒸发器4，从外部热源8吸收热量后汽化变为高压蒸汽，高压蒸汽在涡轮机2中膨胀做功，输出的功量用于驱动压缩机主体1运转，多余的功量用来驱动发电机3进行发电。做功后的蒸汽变为低温低压的乏汽，最后排入冷凝器5内，向冷却塔9放热后凝结为液态，经循环泵6将液态工质送入蒸发器4进行新的循环。发电机3与系统链接变换器17连接，该系统链接变换器17把来自发电机3的三相交流电通过AC/DC转换器转换成直流电后，再变换成220V的三相交流电，向商用系统输出，该商用系统包括商用电源18，电流断路器19和用户负载20。系统链接变换器17连接在电流断路器19和用户负载20之间。空调装置运转时，发电机3发出来的电力和用来驱动风机16和水泵15，实现该空调装置无电力运转。当空调装置停止运转时，通过离合器21 把压缩机1与涡轮机2断开，涡轮机2输出的功量可以全部用于发电机3进行发电，此时， 涡轮机2具有与其驱动能力对应的发电能力，发出来的电力通过系统链接变换器17向商用系统输出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种带发电功能的空调装置，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，其特征在于，该空调装置还包括一个发电机和一个用于驱动压缩机和发电机运转的涡轮机。
2.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述涡轮机连接在一套基于有机朗肯循环的动力装置上，该动力装置包括蒸发器、涡轮机、冷凝器以及循环泵，通过管路将这四个部件按顺序连成回路，循环工质在回路中循环流动，当动力装置工作时，循环工质流经蒸发器，吸收外部热源的热量后汽化变为高压蒸汽，高压蒸汽在涡轮机中膨胀做功，输出的功量通过联动装置传递给压缩机。做功后的蒸汽变为低温低压的乏汽，最后排入冷凝器内凝结为液态，重新经循环泵将液态工质送入蒸发器进行新的循环。
3.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述发电机与系统链接变换器连接，该系统链接变换器把来自发电机的三相交流电通过AC/DC转换器转换成直流电后， 再变换成220V的三相交流电，向商用系统输出，该商用系统包括商用电源，电流断路器和用户负载，系统链接变换器连接在电流断路器和用户负载之间。
4.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，空调装置运转时，发电机发出来的电力和用来驱动空调装置的风机和水泵等用电部件运转，实现空调装置无电力运转，当空调装置停止运转时，通过离合器把压缩机与动力装置断开，动力装置输出的功量可以全部用于发电机进行发电，此时，动力装置具有与其驱动能力对应的发电能力，发出来的电力通过系统链接变换器向商用系统输出。
全文摘要
一种空气调节装置，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，以及发电机和一个用于驱动压缩机和发电机运转的涡轮机。所述涡轮机连接在一套基于有机朗肯循环的动力装置上，该动力装置包括蒸发器、涡轮机、冷凝器以及循环泵，通过管路将这四个部件按顺序连成回路，循环工质在回路中循环流动。空调装置运转时，发电机发出来的电力和用来驱动空调装置的风机和水泵等用电部件运转，实现空调装置无电力运转，当空调装置停止运转时，通过离合器把压缩机与动力装置断开，动力装置输出的功量可以全部用于发电机进行发电，此时，动力装置具有与其驱动能力对应的发电能力，发出来的电力通过系统链接变换器向商用系统输出。
文档编号F01K11/02GK102305493SQ201110079380
公开日2012年1月4日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者张小力 申请人:上海本家空调系统有限公司