本发明涉及空气压缩领域，尤其涉及一种用于为房间提供冷却新风的全空气压缩制冷装置。
背景技术：
空调的结构包括压缩机，冷凝器，蒸发器，四通阀，单向阀毛细管组件组成。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，从而完成制冷循环。
目前常用的空调制冷系统多采用制冷剂作为制冷工质，为了实现制冷循环，制冷剂在密闭系统里运行，为了将热量传递给制冷剂带走，必须采用蒸发器，蒸发器是利用低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的，由于蒸发器在吸热的过程中需要大量的热量，导致系统效率低，直接影响制冷效果。并且，在夏天，空调工作时，冷凝器散发热量，也导致系统效率低，影响制冷效果。另外，由于含氟制冷剂常常具有破坏臭氧层的负作用或引起温室效应的负作用，制冷剂的替代工作困扰着科技工作者。
中国专利公开号CN101881494A提供了一种采用空气作为介质的制冷除湿装置，其系统未采用空气双级分开压缩，影响了膨胀功的回收，而且此设计不利于预压缩后的空气进行初步冷却。并且上述专利文件中未考虑压缩过程中传动轴轴承的类型，系统未增加除油装置，这就导致在实际使用的过程中会出现轴承冷却油污染空气的状况，在实际使用的过程中并不可取。
因此，有必要提出一种新的技术方案以解决上述问题。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种全空气压缩制冷装置，该制冷装置使用无油轴承，避免了轴承润滑油对空气的污染，同时回收了膨胀机所提供的膨胀功用于空气的预压缩，提高了系统的运行效率，改善了经济性，无油轴承没有固体接触摩擦，震动和噪音都远小于传统的制冷系统，同时，系统不采用氟利昂等制冷工质，减少了泄露带来的臭氧破坏效应或温室效应。
本发明的全空气压缩制冷装置包括电机及通过管道连接的预压缩叶轮、压缩叶轮、冷却器和膨胀机；
所述预压缩叶轮和膨胀机通过轴Ⅰ同轴驱动，
所述电机驱动所述压缩叶轮；
所述预压缩叶轮用于对空气进行预压缩；
所述压缩叶轮用于对预压缩的空气进一步压缩；
所述冷却器用于对进一步压缩的空气进行冷却降温；
经所述冷却器冷却降温后的压缩空气进入所述膨胀机进行膨胀做功，经膨胀做功后得到低温冷空气。
进一步的，所述制冷装置使用的轴承为无油轴承。
进一步的，所述无油轴承为空气悬浮轴承或磁悬浮轴承。
进一步的，所述压缩叶轮的转速大于所述预压缩叶轮的转速。
进一步的，所述压缩叶轮的叶片数大于所述预压缩叶轮的叶片数。
进一步的，所述预压缩叶轮压缩空气的压缩比为1.01-2，所述压缩叶轮压缩空气的压缩比为1.01-2。
进一步的，所述制冷装置还包括用于对预压缩空气进行冷却的预压缩冷却器，所述预压缩冷却器通过管道连接于预压缩叶轮和压缩叶轮之间。
进一步的，所述制冷装置还包括空气过滤装置，所述空气过滤装置连接于制冷装置的进气端和/或出气端。
进一步的，所述空气过滤装置包括至少一层空气过滤层所述空气过滤装置包括至少一层空气过滤层，所述空气过滤层包括活性炭纤维过滤层、静电过滤层和/或银纤维杀菌过滤层。
与传统的制冷系统相比，本发明的全空气压缩制冷装置具有如下优点：
(1)本发明的制冷装置不需要闭合的循环介质，可以直接采用空气作为工质和载冷源。
(2)本发明的制冷装置的体积小，不需要传统制冷系统中的蒸发器，不需要冷凝器散热，提高了制冷效率和初投资，另外在提供制冷的同时，还可以提供新鲜的室外空气。
(3)本发明的制冷装置可以安装在距离房间较远的位置。
附图说明
图1是本发明全空气压缩制冷装置的系统框图；
图2是本发明带一级预冷的全空气压缩制冷装置的系统框图；
图3是本发明带有新风过滤装置的全空气压缩制冷装置的系统框图。
其中，1-预压缩叶轮，2-压缩叶轮，3-冷却器，4-膨胀机，5-电机，6-轴Ⅰ，7-轴Ⅱ，8-预压缩冷却器，9-空气过滤装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其为图1是本发明全空气压缩制冷装置的系统框图。如图1所示，所述制冷装置包括预压缩叶轮1、压缩叶轮2、冷却器3、膨胀机4和电机5，所述预压缩叶轮1、压缩叶轮2、冷却器3和膨胀机4通过管道依次连接，所述预压缩叶轮1和膨胀机4通过轴Ⅰ6同轴设置，所述电机5通过轴Ⅱ7驱动所述压缩叶轮2。请继续参阅图1，其中，箭头A的方向为室外空气流入方向，箭头B的方向为经处理后空气流出方向。室外空气经过预压缩叶轮1压缩后，进入压缩叶轮2，所述压缩叶轮2对预压缩叶轮1预压缩后的空气进一步压缩，经进一步压缩后的空气然后进入冷却器3冷却，冷却后的空气进入膨胀机4膨胀降压做功后形成较低温度的空气，然后较低温度的空气通过管道输送到房间内用于房间冷却，同时所述膨胀机4通过轴Ⅰ6驱动所述预压缩叶轮1对从室外流入的空气进行预压缩。本发明的全空气压缩制冷装置可放在远端，冷却的空气是通过管道进入到室内各个不同的房间。
所述压缩叶轮2的转速大于所述预压缩叶轮1的转速。所述压缩叶轮2的叶片数(未图示)大于所述预压缩叶轮1的叶片数。当空气进入预压缩叶轮1中，预压缩叶轮1压缩其中的空气，使得空气的压力和密度增大，经预压缩后的空气进入压缩叶轮2，压缩叶轮2的转速较高，则能够压缩更多的空气，空气的压力和密度进一步增大。在一个实施例中，所述预压缩叶轮压缩空气的压缩比为1.01-2，所述压缩叶轮压缩空气的压缩比为1.01-2，本发明的压缩比压缩效率高、节省压缩功。
在一个优选的实施例中，所述制冷装置使用的轴承为无油轴承。所述轴承可以为空气悬浮轴承，还可以为磁悬浮轴承。空气悬浮轴承能够提高叶轮的转速，降低叶轮的直径，其是由轴回转时形成的压力在轴周围产生的空气使轴浮扬，原有的高速涡轮机械必需使用的复杂的油性轴承和油线以及油过滤器等，而空气轴承都不需要，所以简化了系统而且排出的空气里决不会有油的成分，避免再次污染，是真正的免润滑油鼓风机。磁悬浮轴承(MagneticBearing)是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。磁悬浮轴承能够提高叶轮转速，改善转速调节能力，其原理是磁感应线与磁浮线成垂直，轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。为了降低转轴高速旋转时产生的噪音，本发明还可以将轴承采用隔音材料包裹。
在该实施例中，所述电机5为永磁直流无刷电机。该永磁直流无刷电机可以精确调节空气的流量，改善使用效果。
请参阅图2，图2是本发明带一级预冷的全空气压缩制冷装置的系统框图。其中，箭头A的方向为室外空气流入方向，箭头B的方向为经处理后空气流出方向。如图2所示，所述制冷装置还包括用于对预压缩空气进行冷却的预压缩冷却器8，所述预压缩冷却器8通过管道连接于预压缩叶轮1和压缩叶轮2之间。所述预压缩冷却器8能够降低压缩叶轮2的做功量，从而提高整个机组的效率。
请参阅图3，图3是本发明带有新风过滤装置的全空气压缩制冷装置的系统框图。其中，箭头A的方向为室外空气流入方向，箭头B的方向为经处理后空气流出方向。如图3所示，所述制冷装置还包括空气过滤装置9，所述空气过滤装置9连接于制冷装置的进气端和/或出气端。本发明在预压缩叶轮1的空气进口处增加空气过滤装置9，可以有效改善送入室内的空气质量，同时提高系统的运行寿命。在一个实施例中，所述空气过滤装置9包括至少一层空气过滤层。所述空气过滤层包括活性炭纤维过滤层、静电过滤层和/或银纤维杀菌过滤层。所述空气过滤装置9为三层，其中第一过滤层为活性炭纤维过滤层，第二过滤层为静电过滤层，第三过滤层为银纤维杀菌过滤层。本发明针对空气中的不同污染源进行过滤，以保证送入室内的新鲜空气洁净。第一过滤层采用超强吸附活性炭纤维过滤层，去除异味；第二过滤层采用低阻力静电驻极过滤层，过滤PM2.5；第三过滤层采用银纤维杀菌过滤层，灭除空气中的细菌与抑制微生物的滋生。
与传统的制冷系统相比，本发明的全空气压缩制冷装置具有如下优点：
(1)本发明的制冷装置不需要闭合的循环介质，可以直接采用空气作为工质和载冷源。
(2)本发明的制冷装置的体积小，不需要传统制冷系统中的蒸发器，不需要冷凝器散热，提高了制冷效率和初投资，另外在提供制冷的同时，还可以提供新鲜的室外空气。
(3)本发明的制冷装置可以安装在距离房间较远的位置。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。