一种压缩空气制冷及制备热水装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种压缩空气制冷及制备热水装置，属于制冷技术领域，包括电动机、空气压缩机组、室外换热器、集水箱、透平膨胀机，所述空气压缩机组包括一级空气压缩机和后级空气压缩机，所述电动机与一级空气压缩机连接，所述后级空气压缩机与室外换热器连接，所述室外换热器分别与集水箱和透平膨胀机连接，所述后级空气压缩机与透平膨胀机通过空气静压轴承同轴连接，所述透平膨胀机带动后级空气压缩机转动，本实用新型结构简单合理，充分利用能源，制冷剂为空气，连接方便，不需要担心系统制冷剂泄露和污染环境等问题。
【专利说明】
一种压缩空气制冷及制备热水装置
技术领域
[0001]本实用新型属于制冷技术领域，特别涉及一种压缩空气制冷及制备热水装置。
【背景技术】
[0002]空调制冷系统一般都是采用蒸汽压缩式制冷技术，其蒸汽压缩制冷机以完全消耗电力为代价，使用的氟利昂制冷剂不仅价格昂贵而且对大气臭氧层有破坏作用，无法满足工质环保要求，在国际公约上已被限制使用，虽然专家们在积极研究氟利昂制冷剂替代物，有部分替代物具有毒性和爆炸性，对人类的生活有着不可预知的危害。通常家用空调室外换热器采用风冷形式，冷却风吸热后直接排出室外，既浪费能源又会使周围大气环境温度升尚O
[0003]利用压缩空气制冷的主要优点是:空气作制冷剂安全可靠，获取便利，不存在制冷剂购买、存储及污染物处理等中间环节，而且设备质量小，调节和控制方便，检修和维护的工作量小。工质空气既是制冷剂又是载冷剂，可直接输入到房间来吸收余热余湿，使房间通风和制冷由同一系统完成。并且换热器排出的废热可通过冷却水来回收利用。
[0004]目前市场上关于空气制冷采用空气压缩机以及膨胀机都是单独运行的，且空气压缩机只进行一级压缩，没有进行多级压缩，这种制冷系统运行时制冷效率低，耗电。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于:针对现有技术的不足，本实用新型提供一种压缩空气制冷及提供热水的装置，以解决现有家用空调制冷装置存在的诸多缺陷的同时充分利用能量，为日常生活提供生活热水。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]—种压缩空气制冷及制备热水装置，包括电动机、空气压缩机组、室外换热器、集水箱、透平膨胀机，所述空气压缩机组包括一级空气压缩机和后级空气压缩机，所述电动机与一级空气压缩机连接，所述后级空气压缩机与室外换热器连接，所述室外换热器分别与集水箱和透平膨胀机连接，所述后级空气压缩机与透平膨胀机通过空气静压轴承同轴连接，所述透平膨胀机带动后级空气压缩机转动。
[0008]所述后级空气压缩机是指在工作流程顺序上位于一级空气压缩机之后的后的多级空气压缩机，如二级空气压缩机、三级空气压缩机等。后级空气压缩机的每一级空气压缩机各与一台透平膨胀机通过空气静压轴承同轴连接。
[0009]进一步的，所述空气压缩机组为2-5级。
[0010]进一步的，还包括水分离器，所述水分离器与透平膨胀机连接。
[0011 ]上述方案中，其工作原理为:高速电机驱动一级空气压缩机运转，空气被空气压缩机组吸入并压缩成高温高压气体，高温高压气体再进入由透平膨胀机膨胀功驱动的后级压缩机进一步压缩，排出的高温高压空气在室外换热器内将热量传给冷却水，高温高压空气温度降低，冷却水温度升高并被收集在水箱中供生活使用，在换热器降温后的高压中温空气再进入透平膨胀机绝热膨胀做功消耗空气本身的内能，温度降低到制冷温度，压力降到大气压力，由水分离器除水后直接送入房间吸收室内热量，使室内温度逐渐降低达到制冷目的。
[0012]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0013](I)直接采用空气作制冷剂，减少或避免了对大气环境的破坏，利于节能减排。
[0014](2)因压缩空气在透平膨胀机中绝热膨胀做功，利用与膨胀机同轴的空气压缩机组的后级空气压缩机回收膨胀功作为其动力来源。膨胀机叶轮的高速旋转可以带动后级压缩机高速旋转，就可以获得系统所需的压缩空气，有效减少了电机负荷及功耗，提高制冷效率，且不存在启动电流大的问题，可保护电机。
[0015](3)后级压缩机与透平膨胀机采用静压空气轴承作为主轴承连接，通过在运转过程中轴承腔内导入压缩空气，使主轴悬浮在压缩空气中，主轴转速可在50000-100000r/min，从而可使得空气在后级压缩机内高效离心式压缩，由于是空气轴承，空气的粘度比润滑油小得多，因此采用空气轴承产生的摩擦热很小，相应的功率损失也少，并且透平膨胀机体积小、重量轻、效率高、噪音小、节能省电、操作方便、运转时间长、无油污染等，从而得到广泛应用。
[0016](4)结构简单合理，由于制冷剂是空气，连接方便，不需要担心系统制冷剂泄露和污染环境等问题。
[0017](5)冷却换热器内压缩空气用的自来水在被高温热空气加热后，收集于水箱中供生活使用。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型结构不意图；
[0019]图中:1-一级空气压缩机;2-后级空气压缩机;3-室外换热器;4-透平膨胀机;5-水分离器;6-电动机;7-集水箱;8-房间;9-空气静压轴承。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明，其中所有附图中相同的标号代表相同或类似的部件，说明书中的附图为简化形式，仅供理解本发明的具体结构。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能限制本发明的保护范围。
[0021]如图1所示，一种压缩空气制冷及制备热水装置，包括电动机6、空气压缩机组、室外换热器3、集水箱7、透平膨胀机4，所述空气压缩机组包括一级空气压缩机I和后级空气压缩机2，所述电动机6与一级空气压缩机I连接，所述后级空气压缩机2与室外换热器3连接，所述室外换热器3分别与集水箱7和透平膨胀机4连接，所述后级空气压缩机2与透平膨胀机4通过空气静压轴承9同轴连接，所述透平膨胀机4带动后级空气压缩机2转动。
[0022]进一步的，所述空气压缩机组为2级。
[0023]进一步的，还包括水分离器5，所述水分离器5与透平膨胀机4连接。
【主权项】
1.一种压缩空气制冷及制备热水装置，其特征在于:包括电动机、空气压缩机组、室外换热器、集水箱、透平膨胀机，所述空气压缩机组包括一级空气压缩机和后级空气压缩机，所述电动机与一级空气压缩机连接，所述后级空气压缩机与室外换热器连接，所述室外换热器分别与集水箱和透平膨胀机连接，所述后级空气压缩机与透平膨胀机通过空气静压轴承同轴连接，所述透平膨胀机带动后级空气压缩机转动。2.根据权利要求1所述的一种压缩空气制冷及制备热水装置，其特征在于:所述空气压缩机组为2-5级。3.根据权利要求1-2任一项权利要求所述的一种压缩空气制冷及制备热水装置，其特征在于:还包括水分离器，所述水分离器与透平膨胀机连接。
【文档编号】F25B29/00GK205619622SQ201620306005
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】薛兴, 韦凤兰, 李圣, 王凤娟, 魏德强, 王荣, 李新凯, 钟盛, 高 浩
【申请人】桂林电子科技大学