CN101666528A - 一种节能空调 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种节能空调，该节能空调不使用冷媒，而是使用一台具有内压缩能力的转子空气压缩机把室外新鲜空气进行压缩率较小的压缩后(压缩后气压为大气压的1.1至1.3倍)，送入平板式热交换器，和室内的空气进行热交换后，对气动机膨胀做功，温度降低，压力降到大气压，此时空气的温度和流量即可满足室内的制冷需要，可直接送入室内。进入热交换器的室内的空气在换热后排出室外，达到室内外空气交换的目的，本发明在消耗较少能量的情况下即可得到和普通空调相同的制冷效果。同时实现了节能，环保，和室内外空气交换的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型空调系统，尤其是涉及空调的节能和环保。
1.背景技术
目前，空调在制冷过程中普遍使用冷媒。其工作过程是，冷媒在压缩机内进行压缩，从压缩机出来的高温高压制冷蒸汽通过高压管道进入冷凝器，由于室外温度低于进入冷凝器的温度，借助于冷凝风扇的作用，在冷凝器中流动的的冷媒大部分热量被室外空气带走，从高温高压气体被冷凝成高温高压的液体。这种高温高压液体流过节流膨胀阀时，由于节流作用，体积突然变大而降压，变成低压低温的雾状液体进入蒸发器，并在定压下汽化，由于制冷剂在管内汽化时的温度低于蒸发器管外的室内循环风，故它能吸收管外空气中的热量，从而使流经蒸发器的空气温度降低，从而产生制冷降温效果，汽化了的制冷蒸汽被压缩机抽吸压缩，变成高温高压气体，完成一个制冷系统的循环。在上述过程中，冷媒的压缩率非常高，压力通常能达到1.5MPa，温度可以达到130至150摄氏度。汽化时温度则会接近于冰点。然而室内空气的并不需要如此低的温度，冷媒与空气较大的温差使的空调必须进行两次热交换，大量能量被浪费在热交换的过程中，因此此类空调效率是比较低的。冷媒如果泄露也会对环境造成一定的危害，另外空调为节能，大都只对密闭空间内的空气进行调节，长时间的反复循还，使的空气中消耗氧气得不到补充，质量降低，影响人体健康。
发明内容
为解决现有空调技术耗能高，不环保，室内空气质量差的蔽端。本发明提供一种新的解决方案。本发明的优点是可降低能耗，不使用冷媒，而且实现室内外空气的大量交换。
本发明所采用的技术方案是：不使用泠媒，而是使用一台具有内压缩能力的转子风机把室外新鲜空气进行压缩率较低的内压缩，根据室内温度的需要的不同，压缩前与压缩后体积比例为1∶0.95至1∶0.9之间。然后送入平板式热交换器，和室内的空气进行充分热交换后，对气动机膨胀做功，将剩余能量回收利用，此时空气压力降至大气压，温度也降低，此时空气的温度和流量即可满足室内的制冷需要，可直接送入室内。进入热交换器的室内的空气在换热后排出室外，达到室内外空气交换的目的。在上述过程中对空气的压缩率较低，压后空气的温度与冷却风温差较小，只需进行一次热交换，即可满足制冷需要，压缩空气的剩余能量也得到充分了利用。因此该方案的效率是比较高的。本发明的有益效果是，在消耗较少能量的情况下即可得到和普通空调相同的制冷效果。同时实现了节能，环保，和室内外空气交换的目的。
附图说明
下面结合附图对本发明进行进一步说明：
图1是具有内压缩能力的转子空气压缩机横截面图，包括1转子，2壳体，3隔板，4进气口，5出气口。转子公转中心O1，转子中心即自转中心O2。
图2是实现转子空气压缩机转子运动方式的机械部分，包括6连接转子的齿轮，7固定的齿轮，8动力轴以及旋转臂，9气密圆盘，10传动齿轮，11固定的齿轮(7)的基痤。
图3是转子风机的工作顺序。
图4是平板式散热器的两组垫片示意图，包括12一组垫片形成的冷却风通道，13一组垫片形成压缩空气通道。
图5是空调原理示意图，包括14转子空气压缩机，15室外空气进气口，16压缩机出气口，17气动机进气口，18气动机出气口，19气动机，20平板式热交换器21散热器风扇，22室内空气进气口，23室内空气出气口
具体实施方式：
图1所示中：转子(1)为横截面为椭圆形，围绕圆心O1做逆时钟公转，同时围绕自己的中心O2做顺时钟自转，自转的角速度为公转角速度的1/2。转子公转360度；自转180度为一个工作循环，转子始终保持与隔板(3)和壳体(2)的接触，靠严格控制的间隙实现密封。出气口(5)小于进气(4)，以利于出气口(5)延迟打开，在此过程中，完成内压缩。
图2所示中：动力轴(8)的轴线与转子公转中心O1重合，它穿过基座(11)和固定齿轮(7)中心的孔，通过旋转臂与气密圆盘(9)相连接，气密圆盘(9)安装转子空气压缩机的侧盖之上，作用是在保证气密性的前提下输入动力，当动力轴旋转时，带动安装于气密圆盘(9)上的齿轮(6)围绕圆心O1公转。同时带动和固定齿轮(7)啮合的安装于旋臂顶端的传动齿轮(10)，逆时针转动，传动齿轮(10)再带动连接转子(1)的齿轮(6)顺时针自转，齿轮(6)的自转中心即转子自转中心O2。
图3所示中：转子空气压缩机的工作顺序为a-b-c-d-e-f，a为转子风机起始位置，此时空气被密闭于由转子和壳体构成的封闭空间内，a-b过程中封闭的空间逐渐减小，完成内压缩过程，同时进气口开始进气。c为转子(1)公转90度，自转45度时的状态。d为转子(1)公转180度，自转90度时的状态。e为转子公转270度，自转135度时的状态。f为一个工作行程结束，转子回到起始位置。
图4所示中：散热器由若干张金属平板叠加而成，在每层金属平板中间增加一组和金属平板厚度相当的垫片，起到导流和支撑的作用，形成供空气流通的狭窄通道，多层通道可满足流量需要，垫片有两组，分别为(12)和(13)，两者交替出现，分别引导冷却空气和压缩空气流过金属平板中间，两者逆向对流，通过金属平板实现热交换。
图5所示中：室外空气通过室外空气进气口(15)进入转子空气压缩机(14)后，经压缩后，通过压缩机出气口(16)进入平板式散热器(20)，在流经散热器过程中，和通过室内空气口(22)流入的室内空气，进行热交换，再通过气动机进气口(17)进入气动机(19)。气动机(19)结构与压缩机(14)完全相同，工作行程相反，参考图3所示，其工作行程为f-e-d-c-b-a.在完成受压运动和内减压动作后，此时气体的压力已降到大气压，温度降到需要的温度，然后通过气动机出气口(18)，直接进入室内。原室内的空气则在散热器风扇(21)的驱动下通过室内空气进气口(22)进入平板式散热器，完成热交换后，通过出气口(23)排出室外。
气动机(19)横截面与转子空气压缩机(14)相同，纵向尺寸小于转子空气压缩机(14)，因此流量小于转子空气压缩机(14)，两者联动工作，以流量差弥补压缩空气热交换过程中的压力下降，保证压缩空气压力始终保持一致。在压缩空气通过气动机后，其压力和温度降低，此时空气的流量和温度即可满足室内制冷的需要。
冬季需要制热时，只需将室外进气口(15)改为室内空气进气口，将气动机出气口(18)改为室内空气出气口，将室内空气进气口(22)改为室外空气进气口，将出气口(23)改为室外空气出气口。即可达到制热的目的。
本发明的多用途性。在上述过程中，气动机(19)流量小于空气压缩机(14)，如果气动机(19)流量大于空气压缩机(14)，且从空气压缩机(14)流出的压缩空气受热升温，则有气动机(19)所受压力大于空气压缩机(14)。当两者压力差足够大时，气动机(19)会带动空气压缩机(14)工作，并且输出动力。它的实际用途是可以将热量转化为动力，可以作为余热回收，太阳能利用等用途。
Claims (8)
1.一种节能空调：其特征是，采用空气膨胀制冷原理，使用转子空气压缩机(14)把室外空气直接进行压缩后送入平板式散热器(20)，和来自室内的空气进行热交换后，通过气动机(19)释放剩余能量后，直接进入室内，室内空气在进行热交换后则排出室外，主要由转子空气压缩机(14)，气动机(19)，平板式散热器(20)，散热器风扇(21)组成。
2.根据权利要求1所述节能空调：其特征是，所述转子空气压缩机(14)可对空气进行内压缩，转子(1)横截面为椭圆形，运行时围绕O1做公转，同时围绕自身中心O2做自转，自转角速度为公转角速度的1/2，转子始终保持与壳体(2)和隔板(3)的接触，以严格控制的间隙保证密封。
3.根据权利要求1所述节能空调：其特征是，所述气动机(19)结构与转子空气压缩机(14)相同，横截面相同，纵向尺寸和流量小于转子空气压缩机(14)，工作时，运转方向相反。
4根据权利要求1所述节能空调：其特征是，所述平板式散热器(20)由若干金属平板叠加而成，在每层金属板中间增加和金属平板相当厚度的垫片，起到导流和支撑的作用，使空气可以流通，垫片有两组，交替出现，分别引导压缩空气和冷却空气流过金属平板中间，两者逆向对流，通过金属平板实现热交换。
5根据权利要求2，权利要求3，权利要求4所述：其特征是，转子空气压缩机(14)通过平板式散热器中的压缩空气通道，与气动机(19)构成一个可与外界交换的封闭空间，转子空气压缩机(14)与气动机(19)的流量差，保证了封闭空间的气压和转子空气压缩机(14)压缩空气的气压相同，压缩空气在通过气动机后，压力降低，温度降低，其流量和温度即可满足室内制冷需要。
6根据权利要求2所述转子空气压缩机，其特征是，出风口(5)小于进风口(4)，以延迟出风口(5)打开时间，完成内压缩过程。
7根据权利要求2，权利要求6所述，其特征是，在进行内压缩后，原体积与压缩后体积比例低于1∶0.9。
8根据权利要求4，权利要求5所述，其特征是，转子空气压缩机(14)与气动机(19)联动工作，以流量差弥补压缩空气热交换过程中的压力下降，保证压缩空气压力始终保持一致。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102384676A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-03-21 | 陆加孚 | 一种高效空气换热器 |
| CN107525302B (zh) * | 2017-10-18 | 2018-05-22 | 王金宝 | 一种利用低温热能转换动力并制冷制热发电的装置及方法 |
| CN109654632A (zh) * | 2018-12-02 | 2019-04-19 | 吴联凯 | 一种多能互补综合能量管理系统 |
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2008
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100310 |