CN102305441A

CN102305441A - 一种利用地热能驱动的空调

Info

Publication number: CN102305441A
Application number: CN201110079395A
Authority: CN
Inventors: 张小力
Original assignee: SHANGHAI AIRUTE AIR-CONDITIONING SYSTEM Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI AIRUTE AIR-CONDITIONING SYSTEM Co Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-01-04

Abstract

一种利用地热能驱动的空调装置，空调系统和动力系统组成，空调系统包括压缩机，冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及四通换向阀。动力系统是用于驱动空调系统运转的，该动力系统实质上为一套基于有机朗肯循环的动力装置，包括热交换器A、涡轮机、热交换器B，循环泵，以及四通换向阀，其中热交换器A连通道冷却塔，热交换器B连通到地下水、土壤或地表水。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。当该动力装置输出的功量不足以满足制冷制热需求时，可用电力作为补充。

Description

一种利用地热能驱动的空调

技术领域

本发明涉及一种空调装置，特别涉及一种利用地热能来驱动的空调装置。

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地热能来推动压缩机运转的空调装置。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压缩机进行制冷制热，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，这种空调装置由空调系统和动力系统组成，空调系统包括压缩机，冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及四通换向阀。动力系统是用于驱动空调系统运转的，该动力系统实质上为一套基于有机朗肯循环的动力装置，包括热交换器A、涡轮机、热交换器B，循环泵，以及四通换向阀，其中热交换器A连通道冷却塔，热交换器B连通到地下水、土壤或地表水。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。

利用控制装置切换空调系统和动力系统的四通阀，从而将空调装置设定为制冷运行或制热运行。在控制装置将空调系统和动力系统的四通阀切换到制冷运行时，空调系统中制冷剂按照制冷运行的方向流动。此时，动力系统中循环工质流经热交换器A，吸收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运转。做功后的蒸汽变为低温低压的乏汽，最后排入热交换器B，将热量排放到地下水、土壤或地表水中后凝结为液态，经循环泵将液态工质送入热交换器A进行新的循环。而在控制装置将空调系统和动力系统的四通阀切换到制热运行时，空调系统中制冷剂按照制热运行的方向流动。此时，动力系统中循环工质流经流经热交换器B，从地下水、土壤或地表水中吸收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运转。做功后的蒸汽变为低温低压的乏汽，最后排入热交换器A，与冷却水进行热交换后凝结为液态，经循环泵将液态工质送入热交换器B进行新的循环。当该动力装置输出的功量不足以满足制冷需求时，可用电力作为补充。

本发明的有益效果是：

1.利用废弃的地热能来驱动空调装置进行制冷制热运转，从而实现节能减排。

2.产生的动力直接用于驱动压缩机进行制冷制热，就地取能，就地使用，不必考虑电力输送问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1是表示本发明的实施例。

具体实施方式

图1所示的空调装置包括压缩机1，在该压缩机1的吸入侧设有储液器2，在排气侧设有四通阀3，在该四通阀3后依次配设热交换器4，膨胀阀5，膨胀阀6以及热交换器7，所述膨胀阀5上设有旁通8。该空调装置的压缩机1连接到动力装置上，该动力装置包括：热交换器11、涡轮机12、热交换器13、循环泵14，通过管路15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，热交换器11经冷却水管16和冷却水泵17连接到冷却塔18上。热交换器13与地下水、土壤或地表水相连进行热交换。

利用控制装置9切换四通阀3和四通阀10，从而将空调装置设定为制冷运行或制热运行。在控制装置9将四通阀3和四通阀10切换到制冷运行时，空调系统中制冷剂如实线箭头那样流动，热交换器4构成冷凝器，热交换器7构成蒸发器，形成制冷运行状态。此时，动力装置也如实线箭头那样连成通路，循环工质流经热交换器11，吸收热量后汽化变为高压蒸汽，高压蒸汽在涡轮机12中膨胀做功，输出的功量用于驱动压缩机1运转。做功后的蒸汽变为低温低压的乏汽，最后排入热交换器13，将热量排放到地下水、土壤或地表水中后凝结为液态，经循环泵14将液态工质送入热交换器11进行新的循环。而在控制装置3将四通阀切换到制热运行时，制冷剂如虚线箭头那样流动，热交换器7构成冷凝器，热交换器4构成蒸发器。另外，所述控制装置9在制冷运行时，根据室内冷负荷控制膨胀阀6的开度。在制热运行时，控制装置9根据室内热负荷控制膨胀阀5和膨胀阀6的开度。此时，动力装置也如虚线箭头那样连成通路，循环工质流经热交换器13，从地下水、土壤或地表水中吸收热量后汽化变为高压蒸汽，高压蒸汽在涡轮机12中膨胀做功，输出的功量用于驱动压缩机1运转。做功后的蒸汽变为低温低压的乏汽，最后排入热交换器11，与冷却水进行热交换后凝结为液态，经循环泵14将液态工质送入热交换器13进行新的循环。当该动力装置输出的功量不足以满足制冷需求时，可用电力作为补充。

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。

Claims

1.一种利用地热能驱动的空调装置，包括压缩机，冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及四通换向阀，其特征在于，它还包括一个用于驱动空调系统运转的涡轮机。

2.根据权利要求1所述的空调装置，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，该动力装置包括热交换器A、涡轮机、热交换器B，循环泵，以及四通换向阀，其中热交换器A连通道冷却塔，热交换器B连通到地下水、土壤或地表水。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。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的空调装置，其特征在于，利用控制装置切换空调系统和动力系统的四通阀，从而将空调装置设定为制冷运行或制热运行。在控制装置将空调系统和动力系统的四通阀切换到制冷运行时，空调系统中制冷剂按照制冷运行的方向流动。此时，动力系统中循环工质流经热交换器A，吸收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运转。做功后的蒸汽变为低温低压的乏汽，最后排入热交换器B，将热量排放到地下水、土壤或地表水中后凝结为液态，经循环泵将液态工质送入热交换器A进行新的循环。而在控制装置将空调系统和动力系统的四通阀切换到制热运行时，空调系统中制冷剂按照制热运行的方向流动。此时，动力系统中循环工质流经流经热交换器B，从地下水、土壤或地表水中吸收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运转。做功后的蒸汽变为低温低压的乏汽，最后排入热交换器A，与冷却水进行热交换后凝结为液态，经循环泵将液态工质送入热交换器B进行新的循环。当该动力装置输出的功量不足以满足制冷需求时，可用电力作为补充。