CN115405539A - 压缩膨胀一体机、换热系统及发电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种压缩膨胀一体机、换热系统及发电系统。压缩膨胀一体机包括转动轴、电机、压缩单元和膨胀单元。电机与转动轴相连，电机用于驱动转动轴转动，电机还用于在转动的转动轴的带动下进行发电。压缩单元包括压缩腔和第一叶轮，第一叶轮设置于压缩腔内，第一叶轮与转动轴相连，第一叶轮用于在转动轴的带动下转动以压缩处于压缩腔内的气态工质。膨胀单元包括膨胀腔和第二叶轮，第二叶轮设置在膨胀腔内，第二叶轮与转动轴相连，第二叶轮用于膨胀处于膨胀腔内的气态工质，第二叶轮可以气态工质的带动下转动以带动转动轴转动。压缩膨胀一体机可以压缩气态工质和膨胀气态工质，且在膨胀气态工质时，可以转化气态工质的内能，使电机发电。

Description

压缩膨胀一体机、换热系统及发电系统

技术领域

本申请涉及换热技术领域，特别是涉及一种压缩膨胀一体机、换热系统及发电系统。

背景技术

压缩机可将气态工质压缩为高温高压状态，膨胀机可将高温高压的气态工质转换为低温低压状态。

目前，压缩机和膨胀机可一同应用到换热系统中，独立设置的压缩机和膨胀机使得换热系统结构连接复杂，占用空间较大。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种结构简单、占用空间小的压缩膨胀一体机、换热系统及发电系统。

第一方面，本申请提供一种压缩膨胀一体机，压缩膨胀一体机包括转动轴、电机、压缩单元和膨胀单元。电机与转动轴相连，电机用于驱动转动轴转动，电机还用于在转动的转动轴的带动下进行发电。压缩单元包括压缩腔和第一叶轮，第一叶轮设置于压缩腔内，第一叶轮与转动轴相连，第一叶轮用于在转动轴的带动下转动以压缩处于压缩腔内的气态工质。膨胀单元包括膨胀腔和第二叶轮，第二叶轮设置在膨胀腔内，第二叶轮与转动轴相连，第二叶轮用于膨胀处于膨胀腔内的气态工质，第二叶轮在膨胀处于膨胀腔内的气态工质时，第二叶轮在气态工质的带动下转动以带动转动轴转动。

压缩膨胀一体机可以压缩气态工质，还可以膨胀气态工质。电机既能够充当驱动设备，还能够充当发电设备。压缩膨胀一体机在压缩气态工质时，电机带动转动轴转动，转动轴同时带动第一叶轮和第二叶轮转动，第一叶轮转动时可压缩处于压缩腔内的气态工质。

压缩膨胀一体机在膨胀气态工质时，膨胀腔内的气态工质流经第二叶轮，可以带动第二叶轮转动，转动轴在第二叶轮的带动下转动可以使电机发电。压缩膨胀一体机可以转换气态工质的内能，将高温高压的气态工质转变为低温低压的气态工质，实现能量的回收，降低能量在气态工质中流失。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，转动轴沿转动轴的轴向穿设于第一叶轮、电机和第二叶轮。第一叶轮和第二叶轮共用转动轴，可以使压缩膨胀一体机的结构得到精简，可以缩小压缩膨胀一体机的占用空间。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，膨胀腔和压缩腔沿转动轴的轴向间隔设置，电机处于膨胀腔和压缩腔之间。电机处于膨胀腔之外，电机还处于压缩腔之外，在组装压缩膨胀一体机时，电机的安装不受膨胀腔或压缩腔的尺寸的影响，可提高电机的安装便捷度。其中，第一叶轮处于压缩腔内，第二叶轮处于膨胀腔内。可以理解的，电机处于第一叶轮和第二叶轮之间，电机的第一侧受到第一叶轮的作用力可以平衡电机的第二侧受到第二叶轮的作用力，可以使得电机整体受力比较均衡，能够提高压缩膨胀一体机的整体稳定性。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，膨胀腔和压缩腔沿转动轴的轴向间隔设置，电机处于压缩腔内。电机可以与压缩腔共用空间，能够使压缩膨胀一体机的体积得到缩小。压缩膨胀一体机在压缩气态工质时，可以使气态工质流经电机，利用气态工质带走电机的热量，为电机降温。气态工质在带走电机的热量时，气态工质的温度升高，压强也会随之升高，可以提高压缩膨胀一体机压缩气态工质的效率。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，电机处于第一叶轮和第二叶轮之间。电机的第一侧受到第一叶轮的作用力可以平衡电机的第二侧受到第二叶轮的作用力，可以使得电机整体受力比较均衡，可提高压缩膨胀一体机的整体稳定性。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，压缩单元包括多个第一叶轮，多个第一叶轮沿转动轴的轴向间隔设置，电机处于多个第一叶轮中的两个相邻的第一叶轮之间。电机的第一侧受到第一叶轮的反作用力可以平衡电机第二侧受到第一叶轮的反作用力，可以使得电机整体受力比较均衡，能够提高压缩膨胀一体机的整体稳定性。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，压缩膨胀一体机还包括通道，通道连接膨胀腔和压缩腔；通道用于使膨胀腔与压缩腔连通，或使膨胀腔与压缩腔中断连通。通道可以供压缩腔内的气态工质进入到膨胀腔内，压缩单元可以将压缩后的气态工质通过通道输送至膨胀腔，利用膨胀单元膨胀压缩后的气态工质，压缩膨胀一体机可以实现压缩气态工质，并膨胀压缩后的气态工质的功能。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，压缩膨胀一体机还包括第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，第一入口通过压缩腔与第一出口相连，第二入口通过膨胀腔与第二出口相连，第一入口、第一出口、第二入口均具有开启状态和关闭状态，第二出口至少具有开启状态。第一入口用于供压缩膨胀一体机外的气态工质进入到压缩腔内，第二出口可以用于将压缩腔内的气态工质排出到压缩膨胀一体机外。第二入口可以用于供压缩膨胀一体机外的气态工质进入到膨胀腔，第二出口用于将膨胀腔的气态工质排出到压缩膨胀一体机外。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，压缩膨胀一体机具有压缩模式，当压缩膨胀一体机处于压缩模式时，第一入口和第一出口均处于开启状态，压缩腔与膨胀腔之间中断连通，第二入口处于关闭状态，压缩单元用于压缩从第一入口进入到压缩腔的气态工质，并将压缩后的气态工质从第一出口排出至压缩膨胀一体机外。压缩膨胀一体机可以压缩气态工质，实现压缩机的功能。压缩膨胀一体机处于压缩模式时，压缩膨胀一体机不执行膨胀气态工质的功能。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，压缩膨胀一体机具有膨胀发电模式，当压缩膨胀一体机处于膨胀发电模式时：

压缩腔与膨胀腔之间中断连通，第一入口或第一出口处于关闭状态，第二入口和第二出口均处于开启状态；或者，压缩腔与膨胀腔通过通道连通，第一入口和第一出口均处于关闭状态，第二入口和第二出口均处于开启状态；

膨胀单元用于膨胀从第二入口进入到膨胀腔内的气态工质，并将从膨胀后的气态工质从第二出口排出到压缩膨胀一体机外。

压缩膨胀一体机可以膨胀从压缩膨胀一体机外进入到膨胀腔内的气态工质，利用气态工质带动第二叶轮转动，转动轴在第二叶轮的带动下转动使电机发电。压缩膨胀一体机处于膨胀发电模式时，第一入口和第一出口不连通，压缩膨胀一体机不执行压缩气态工质的功能。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，压缩膨胀一体机具有第一压缩膨胀模式，当压缩膨胀一体机处于第一压缩膨胀模式时，第一入口处于开启状态，第一出口处于关闭状态，压缩腔通过通道与膨胀腔相连通，第二入口处于关闭状态，第二出口处于开启状态；压缩单元用于压缩从第一入口进入到压缩腔的气态工质，并将压缩后气态工质通过通道输送至膨胀腔内；膨胀单元用于膨胀从通道进入到膨胀腔内的气态工质，并将膨胀后的气态工质从第二出口排出到压缩膨胀一体机外。

压缩膨胀一体机可以压缩气态工质，还可以将压缩后的气态工质进行膨胀。压缩膨胀一体机处于第一压缩膨胀模式时，压缩单元将压缩后的气态工质全都输送至膨胀腔内，膨胀单元膨胀压缩后的处于膨胀腔的气态工质。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，压缩膨胀一体机具有第二压缩膨胀模式，当压缩膨胀一体机处于第二压缩膨胀模式时，第一入口和第一出口均处于开启状态以，压缩腔通过通道与膨胀腔相连通，第二入口处于关闭状态，第二出口处于开启状态；压缩单元用于压缩从第一入口进入到压缩腔内的气态工质，使压缩后的一部分气态工质从第一出口输送到压缩膨胀一体机外，还使压缩后的另一部分气态工质从通道输送到膨胀腔内；膨胀单元用于膨胀处于膨胀腔内的气态工质，并将膨胀后的气态工质从第二出口输送到压缩膨胀一体机外。

压缩膨胀一体机可以压缩气态工质，还可以将压缩后的气态工质进行膨胀。压缩膨胀一体机处于第二压缩膨胀模式时，压缩单元将压缩后的一部分气态工质输送至膨胀腔内，供膨胀单元进行膨胀。压缩单元将压缩后的另一部分气态工质从第一出口输送至压缩膨胀一体机外。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，压缩膨胀一体机还包括壳体，壳体容纳膨胀腔、压缩腔、转动轴以及电机。壳体可以保护转动轴、电机、压缩单元和膨胀单元，避免转动轴、电机、压缩单元和膨胀单元直接与外界物体直接接触，可以起到防撞和防尘的作用。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，压缩膨胀一体机还包括径向轴承，径向轴承套设在转动轴上，并与壳体固定相连。径向轴承可以支撑转动轴，能够提高转动轴的转动稳定性。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，压缩膨胀一体机还包括轴向止推轴承，轴向止推轴承套设在转动轴上，轴向止推轴承用于限定第一叶轮和第二叶轮处于转动轴的轴向位置。在转动轴套设轴向止推轴承可以降低第一叶轮以及第二叶轮在转动时发生偏移的可能性，进而能够提高第一叶轮和第二叶轮的转动稳定性。

第二方面，本申请提供了一种换热系统，换热系统包括蒸发器、冷凝器和如上的压缩膨胀一体机；蒸发器的第一端与压缩单元相连，压缩单元与冷凝器的第一端相连。或者，蒸发器的第一端与压缩单元相连，压缩单元与膨胀单元相连，膨胀单元与冷凝器的第一端相连。或者，蒸发器的第一端与膨胀单元相连，膨胀单元与冷凝器的第一端相连。冷凝器的第二端与蒸发器的第二端相连。

当蒸发器的第一端与压缩单元相连，压缩单元与冷凝器的第一端相连时，压缩膨胀一体机处于压缩模式。蒸发器用于气化液态工质，并可排出气态工质。压缩膨胀一体机接收蒸发器排出的气态工质，并压缩其接收的气态工质，并将压缩后的气态工质排出至冷凝器中。冷凝器液化气态工质，并排出液态工质。蒸发器接收液态工质，并气化液态工质。其中，压缩膨胀一体机可以作为工质在换热系统中运动的动力源。

当蒸发器的第一端与压缩单元相连，压缩单元与膨胀单元相连，膨胀单元与冷凝器的第一端相连时，压缩膨胀一体机可以处于第一压缩膨胀模式。蒸发器气化液态工质，并可排出气态工质。压缩膨胀一体机接收蒸发器排出的气态工质，压缩单元压缩气态工质，将压缩后的气态工质输送到膨胀腔中。膨胀单元膨胀压缩后的气态工质，再将膨胀后的气态工质排出至冷凝器中。冷凝器液化气态工质，并排出液态工质。蒸发器接收液态工质，并气化液态工质。其中，压缩后的气态工质在进入冷凝器之前，经过压缩膨胀一体机膨胀处理，可以降低气态工质的内能(气态工质的温度降低)，使冷凝器更容易液化气态工质，进而可以提高换热系统的换热效率。需要说明的是，若气态工质的内能过高，会导致冷凝器液化气态工质的效率降低。

当蒸发器的第一端与膨胀单元相连，膨胀单元与冷凝器的第一端相连时，压缩膨胀一体机处于膨胀发电模式。蒸发器气化液态工质，并排出气态工质。从蒸发器排出的气态工质进入到膨胀单元后，膨胀单元膨胀气态工质，并将气态工质排出到冷凝器。冷凝器液化气态工质，并将液态工质排出到蒸发器中。膨胀单元在膨胀气态工质时，气态工质可以带动第二叶轮转动，第二叶轮可以带动转动轴转动以使得电机发电。气态工质经过膨胀单元膨胀后，气态工质的温度会降低，有利于冷凝器液化气态工质。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，换热系统还包括第一泵机，第一泵机设置在冷凝器的第二端和蒸发器的第二端之间。第一泵机用于作为驱动工质在换热系统中运动的动力源。第一泵机驱动液态工质运动，使液态工质进入到蒸发器中，蒸发器气化液态工质，将液态工质转换为气态工质。蒸发器将气态工质输送到压缩膨胀一体机中。压缩膨胀一体机将气态工质输送到冷凝器中，其中，压缩膨胀一体机可以压缩从蒸发器进入到压缩腔的气态工质。压缩膨胀一体机也可以先压缩从蒸发器进入到压缩腔的气态工质，再将压缩后的气态工质输送到膨胀腔，利用膨胀单元膨胀压缩后的气态工质。压缩膨胀一体机还可以直接膨胀从蒸发器进入到膨胀腔中的气态工质。冷凝器可以液化气态工质，将气态工质转换为液态工质，冷凝器将液态工质输送到第一泵机中。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，压缩膨胀一体机包括第一入口、第一出口、第二入口、第二出口和通道；第一入口通过压缩腔与第一出口相连，第二入口通过膨胀腔与第二出口相连，压缩腔通过通道与膨胀腔相连；换热系统还包括换热器，换热器包括第三入口、第三出口、第四入口和第四出口；蒸发器的第一端与第一入口相连，第一出口与冷凝器的第一端相连，冷凝器的第二端与第三入口相连，第三出口与蒸发器的第二端相连，第四入口与第二出口相连，第四出口与第一入口相连。

压缩膨胀一体机可以处于第二压缩膨胀模式，蒸发器气化液态工质后，将气态工质通过第一入口进入到压缩腔中，压缩单元压缩气态工质，并将压缩后的气态工质分为第一部分和第二部分。压缩单元将第一部分气态工质通过第一出口排出到冷凝器中，同时压缩单元将第二部分气态工质输送到膨胀腔中。膨胀单元膨胀压缩后的第二部分气态工质，并将膨胀后的气态工质通过第二出口排出，从第二出口排出的气态工质通过第四入口进入到换热器中。其中，冷凝器液化压缩后的第一部分气态工质，并排出液态工质。从冷凝器中排出的液态工质通过第三入口进入到换热器中。换热器可利用膨胀后的第二部分气态工质冷却从冷凝器排出至换热器的液态工质，提高液态工质的过冷度，使从换热器排出的液态工质在进入蒸发器之前，不易被气化。换热器还可利用第二部分气态工质冷却从冷凝器排出至换热器的气态工质，使从冷凝器排出至换热器的气态工质液化。进入换热器的第二部分气态工质从第四出口排出，并通过第一入口进入到压缩腔内。换热器中的液态工质从第三出口排出到蒸发器中。蒸发器的换热效果与蒸发器蒸发的液态工质的量正相关，蒸发器蒸发越多量的液态工质，蒸发器可以换取更多的热量，蒸发器的换热效果也就更好。换热器利用第二部分气态工质冷却从蒸发器排送到换热器的液态工质和气态工质，可使换热器排出更多的液态工质，在液态工质从换热器传输到蒸发器的过程中，降低液态工质气化量，使从换热器进入到蒸发器的液态工质的量更多，进而可以提高蒸发器的换热效果。

第三方面，本申请提供了一种发电系统，发电系统包括第二泵机、气化设备、冷却设备和如上的压缩膨胀一体机；第二泵机的第一端与气化设备的第一端相连，气化设备的第二端通过压缩膨胀一体机与冷却设备的第一端相连，冷却设备的第二端与第二泵机的第二端相连。

压缩膨胀一体机可以处于膨胀发电模式，第二泵机可以驱动液态工质进入到气化设备中，气化设备气化液态工质，并将气态工质传输给压缩膨胀一体机，压缩膨胀一体可膨胀气态工质，并可以转化气态工质的内能以实现发电。压缩膨胀一体机将膨胀后的气态工质输送给冷却设备。冷却设备液化气态工质，并将液态工质排送至第二泵机。压缩膨胀一体机在转化气态工质的内能以实现发电时，膨胀腔接收气化设备排送的气态工质，气态工质流经第二叶轮，带动第二叶轮转动，第二叶轮带动转动轴转动，转动轴带动电机以实现发电。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例1提供的一种换热系统的结构示意图；

图2为本申请实施例1提供的一种压缩膨胀一体机的俯视图；

图3为本申请实施例1提供的另一种压缩膨胀一体机的俯视图；

图4为本申请实施例1提供的又一种压缩膨胀一体机的俯视图；

图5为本申请实施例2提供的另一种换热系统的结构示意图；

图6为本申请实施例3提供的又一种换热系统的结构示意图；

图7为本申请实施例4提供的又一种换热系统的结构示意图；

图8为本申请实施例5提供的又一种换热系统的结构示意图；

图9为本申请实施例6提供的发电系统的结构示意图。

100、压缩膨胀一体机；110、转动轴；120、电机；130、压缩单元；131、压缩腔；132、第一叶轮；133、第一入口；134、第一出口；140、膨胀单元；141、膨胀腔；142、第二叶轮；143、第二入口；144、第二出口；150、通道；160、径向轴承；170、轴向止推轴承；180、壳体；200、蒸发器；300、控制阀；400、冷凝器；500、节流阀；600、换热器；610、第三入口；620、第三出口；630、第四入口；640、第四出口；700、第一泵机；10、第二泵机；20、预热器；30、气化设备；40、冷却设备。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图对本申请的实施例进行描述。

实施例1

本申请提供了一种换热系统，换热系统可应用的场景包括汽车、住房和设备房等等，示例性地，换热系统可以通过换热使车内的温度升高，换热系统还可以通过换热使车内的温度降低。换热系统可以通过换热使住房内的温度升高，换热系统还可以通过换热使住房内的温度降低。换热系统还可以应用到其它场景中，通过换热以使某一区域的温度升高或降低，本申请不再一一举例。

请参见图1，图1为本申请实施例1提供的一种换热系统的结构示意图，换热系统可以包括蒸发器200、冷凝器400、压缩膨胀一体机100、节流阀500和控制阀300。工质可在换热系统中运动并形成循环回路，工质包括气态和液态两种状态，工质在换热系统中运动时，工质可以从液态转换为气态，也可以从气态转换为液态。工质可以是氟利昂。

蒸发器200的第一端通过压缩膨胀一体机100与控制阀300的第一端相连，控制阀300的第二端与冷凝器400的第一端相连，冷凝器400的第二端与节流阀500的第一端相连，节流阀500的第二端与蒸发器200的第二端相连。

蒸发器200可以蒸发液态工质，将液态工质转换为气态工质。冷凝器400可以冷却气态工质，将气态工质转换为液态工质。压缩膨胀一体机100可以作为驱动工质在换热系统中运动的动力源。压缩膨胀一体机100可以压缩气态工质，使气态工质从低温低压状态转换为高温高压状态，压缩膨胀一体机100还可以膨胀压缩后的气态工质，使高温高压的气态工质转换为低温低压的气态工质。节流阀500可以控制工质在换热系统中运动的流量，示例性地，节流阀500可以控制液态工质进入蒸发器200的流量。

换热系统运行时，蒸发器200气化液态工质，并将气态工质输送到压缩膨胀一体机100中。压缩膨胀一体机100压缩并驱动气态工质，使气态工质流经控制阀300，并流入到冷凝器400中。冷凝器400液化气态工质，将液态工质从冷凝器400的第二端排出。液态工质流经节流阀500，再返回到蒸发器200中。

控制阀300可以控制工质在换热系统中的流通状态，示例性地，当控制阀300开启时，压缩膨胀一体机100可以驱动工质在换热系统中运动，当控制阀300关闭时，控制阀300阻断工质在换热系统的运动通路。

参见图2，图2为本申请实施例1提供的一种压缩膨胀一体机的俯视图，压缩膨胀一体机100可以包括转动轴110、电机120、压缩单元130、膨胀单元140、通道150、径向轴承160、止推轴承170、壳体180、第一入口133、第一出口134、第二入口143和第二出口144。电机120可以是驱动发电一体永磁电机，电机120可以作为动力源，也可以将机械能转换为电能。转动轴110和电机120相连，电机120可以带动转动轴110转动。当转动轴110转动时，可以促使电机120发电。

压缩单元130包括压缩腔131和第一叶轮132，第一叶轮132处于压缩腔131内，第一叶轮132与转动轴110相连，转动轴110转动时可以带动第一叶轮132转动。压缩腔131与第一入口133相连，第一入口133可供气态工质进入到压缩腔131。压缩腔131还和第一出口134相连，第一出口134可将压缩腔131内被压缩后的气态工质直接排出到压缩膨胀一体机100外。其中，第一入口133和第一出口134均具有开启和关闭两种状态。第一叶轮132可以是离心叶轮。压缩单元130用于压缩气态工质，具体地，第一叶轮132在转动轴110的带动下转动，可以将低温低压的气态工质压缩为高温高压的气态工质。

膨胀单元140包括膨胀腔141和第二叶轮142，第二叶轮142处于膨胀腔141内。第二叶轮142与转动轴110相连，第二叶轮142转动时，能够带动转动轴110转动。膨胀腔141和第二入口143相连，第二入口143可供气态工质进入到膨胀腔141内。膨胀腔141和第二出口144相连，第二出口144可将膨胀腔141内被膨胀的气态工质排出到压缩膨胀一体机100外。第二入口143和第二出口144均具有开启和关闭两种状态。第二叶轮142可以是离心叶轮。膨胀单元140用于膨胀气态工质并使电机120发电，具体地，第二叶轮142可以被进入膨胀腔141的气态工质带动以发生转动，将气态工质的内能转化为机械能，进而使气态工质的内能降低并发生膨胀。第二叶轮142在转动时可以带动转动轴110转动，使电机120进行发电。

转动轴110、电机120、压缩单元130、膨胀单元140、通道150、径向轴承160和止推轴承170收容于壳体180内，以形成一个整体。壳体180可以保护转动轴110、电机120、压缩单元130和膨胀单元140，可以避免转动轴110、电机120、压缩单元130和膨胀单元140与外界物体直接接触，能够起到防撞和防尘的作用。

压缩腔131和膨胀腔141间隔设置，电机120设置于膨胀腔141和压缩腔131之间，转动轴110沿转动轴110的轴向穿设于电机120、第一叶轮132和第二叶轮142。

请参见图2，转动轴110中沿转动轴110的轴向延伸的第一端伸入压缩腔131内，转动轴110可以与压缩腔131发生相对转动。转动轴110中沿转动轴110的轴向延伸的第二端伸入膨胀腔141内，转动轴110可以与膨胀腔141发生相对转动。

请参见图2，电机120处于第一叶轮132和第二叶轮142之间，第一叶轮132位于电机120的第一侧，第二叶轮142处于电机120的第二侧，电机120的第一侧受到第一叶轮132的反作用力可以平衡电机120的第二侧受到第二叶轮142的反作用力，可以使得电机120整体受力比较均衡，能够提高压缩膨胀一体机100的整体稳定性。

通道连接膨胀腔141和压缩腔131，通道150可以使膨胀腔141与压缩腔131相连通，通道150也可以使膨胀腔141和压缩腔131中断连通。当通道150使膨胀腔141与压缩腔131相连通时，压缩腔131的气态工质可以通过通道150进入到膨胀腔141内。当通道150使膨胀腔141和压缩腔131中断连通时，压缩腔131的气态工质不能通过通道150进入到膨胀腔141内。通道150可以是连接管，连接管的第一端与压缩腔131相连，连接管的第二端与膨胀腔141相连，连接管中的部分可以伸出壳体180外。通道150还可以是设置在壳体180内的流道。

径向轴承160包括外圈和内圈，外圈和内圈活动相连，外圈与内圈可以发生相对转动。内圈套设在转动轴110上并与转动轴110固定相连，外圈与壳体180固定相连。径向轴承160可以是无油气浮轴承或磁浮轴承。

轴向止推轴承170套设在转动轴110上，轴向止推轴承170可以限定第一叶轮132和第二叶轮142处于转动轴110的轴向位置。具体地，轴向止推轴承170可以设置在第一叶轮132和第二叶轮142之间，当转动轴110同时带动第一叶轮132和第二叶轮142转动时，第一叶轮132转动可产生第一轴向载荷，第一轴向载荷与转动轴110的轴线平行，第二叶轮142转动可产生第二轴向载荷，第二轴向载荷与转动轴110的轴线平行。设置在转动轴110上的轴向止推轴承170可用于承受第一轴向载荷并反作用给第一叶轮132，以平衡因第一叶轮132转动而产生的第一轴向载荷，可减小第一叶轮132因受力失衡而发生轴向偏移的可能性。设置在转动轴110上的轴向止推轴承170还可用于承受第二轴向载荷并反作用给第二叶轮142，以平衡因第二叶轮142转动而产生的第二轴向载荷，可减小第二叶轮142因受力失衡而发生轴向偏移的可能性。轴向止推轴承170的数量可以为多个。

压缩膨胀一体机100具有压缩模式，当压缩膨胀一体机100处于压缩模式时，第一入口133和第一出口134均处于开启状态，第二入口143关闭，压缩腔131和膨胀腔141之间中断连通。电机120带动转动轴110转动时，转动轴110带动第一叶轮132和第二叶轮142转动。第一叶轮132转动时可将气态工质从第一入口133吸入压缩腔131内，并压缩处于压缩腔131内的气态工质。压缩后的气态工质通过第一出口134排出至压缩膨胀一体机100外。

压缩膨胀一体机100具有膨胀发电模式，当压缩膨胀一体机100处于膨胀发电模式时，第二入口143和第二出口144处于开启状态，压缩腔131和膨胀腔141中断连通，第一入口133或/和第一出口134处于关闭状态。或者，第二入口143和第二出口144都处于开启状态，压缩腔131和膨胀腔141之间通过通道150连通，第一入口133和第一出口134都处于关闭状态。

气态工质可以从第二入口143进入到膨胀腔141中，当气态工质的压强达到一定值时，气态工质可以驱动第二叶轮142转动，第二叶轮142带动转动轴110转动，转动轴110可带动电机120转动，使电机120发电。需要说明的是，膨胀腔141中的气态工质在流经第二叶轮142后，气态工质的内能转化为第二叶轮142的机械能，气态工质会发生膨胀，气态工质的温度和压强都会降低，经膨胀后的气态工质从第二出口144排出到压缩膨胀一体机100外。

压缩膨胀一体机100还具有第一压缩膨胀模式，当压缩膨胀一体机100处于第一压缩膨胀模式时，第一入口133处于开启状态，第一出口134处于关闭状态，压缩腔131和膨胀腔141通过通道150连通，第二入口143处于关闭状态，第二出口144处于开启状态。电机120驱动转动轴110转动时，通过转动轴110可带动第一叶轮132和第二叶轮142转动。压缩膨胀一体机100外的气态工质可以通过第一入口133进入到压缩腔131内。第一叶轮132在转动时，可以压缩处于压缩腔131内的气态工质。压缩后的气态工质可以通过通道150进入到膨胀腔141内。压缩后的气态工质流经第二叶轮142并发生膨胀。膨胀后的气态工质通过第二出口144排出到压缩膨胀一体机100外。需要说明的是，气态工质在膨胀腔141发生膨胀时，气态工质的温度和压强都会降低。气态工质的内能转化为给第二叶轮142转动助力的机械能，可以降低转动轴110带动第二叶轮142转动的扭矩，进而可以降低电机120驱动转动轴110的功率。

当压缩膨胀一体机100处于第二压缩膨胀模式时，第一入口133和第一出口134处于开启状态，压缩腔通过通道150与膨胀腔连通，第二入口143处于开启状态，第二出口144处于关闭状态。压缩膨胀一体机100外的气态工质可以通过第一入口133进入压缩腔131内。电机120驱动转动轴110转动，可带动第一叶轮132和第二叶轮142转动。第一叶轮132在转动时，可以压缩处于压缩腔131内的气态工质。压缩后的气态工质分为第一部分和第二部分，第一部分气态工质通过第一出口134排出到压缩膨胀一体机100外，第二部分气态工质通过通道150进入到膨胀腔141内。进入膨胀腔141的气态工质流经第二叶轮142并发生膨胀，膨胀后的气态工质通过第二出口144排出至压缩膨胀一体机100外。需要说明的是，气态工质在膨胀腔141发生膨胀时，气态工质从高温高压状态转变为低温低压状态。气态工质的内能转化为给第二叶轮142转动助力的机械能，可以降低转动轴110带动第二叶轮142转动的扭矩，进而可以降低电机120驱动转动轴110的功率。

请参见图3和图4，图3为本申请实施例1提供的另一种压缩膨胀一体机的俯视图，图4为本申请实施例1提供的又一种压缩膨胀一体机的俯视图，与图2所示的压缩膨胀一体机的不同之处在于，在图3所示的压缩膨胀一体机中，电机120处于压缩腔131内，电机120和压缩腔131可以共用空间，能够缩小压缩膨胀一体机100的占用体积。压缩单元130在压缩气态工质时，气态工质可以流经电机120，带走电机120的热量，为电机120降温。

电机120可以处于第一叶轮132和第二叶轮142之间，电机120的第一侧受到第一叶轮132的反作用力可以平衡电机120的第二侧受到第二叶轮142的反作用力，可以使得电机120整体受力比较均衡，能够提高压缩膨胀一体机100的整体稳定性。

请参见图3，当压缩单元130包括多个第一叶轮132时，多个第一叶轮132可以都设置于电机120的第一侧，第二叶轮142位于电机120的第二侧。

请参见图4，电机120可以处于多个第一叶轮132中两个相邻的第一叶轮132之间。电机120的第一侧受到第一叶轮132的反作用力可以平衡电机120第二侧受到第一叶轮132的反作用力，可以使得电机120整体受力比较均衡，能够提高压缩膨胀一体机100的整体稳定性。

实施例2

请参见图5，图5为本申请实施例2提供的另一种换热系统的结构示意图，换热系统包括蒸发器200、压缩膨胀一体机100、控制阀300、冷凝器400和节流阀500。压缩膨胀一体机100的详情请参见实施例1中的描述。蒸发器200的第一端与第一入口133相连，第一出口134与控制阀300的第一端相连，控制阀300的第二端与冷凝器400的第一端相连。冷凝器400的第二端与节流阀500的第一端相连。节流阀500的第二端与蒸发器200的第二端相连。

换热系统运行时，蒸发器200蒸发液态工质，将液态工质转换为气态工质。蒸发器200的第一端排出气态工质，并使气态工质从第一入口133流至压缩腔131内。压缩膨胀一体机处于压缩模式，压缩单元130压缩处于压缩腔131内的气态工质，并驱动压缩后的气态工质从第一出口134排出，气态工质流经控制阀300，再进入冷凝器400中。冷凝器400液化气态工质，将液化后的工质(液态工质)从冷凝器400的第二端排出。从冷凝器400的第二端排出的液态工质流经节流阀500，再返回到蒸发器200中，并依此循环。

压缩膨胀一体机100为驱动工质在换热系统中运动的动力源，起到压缩气态工质的作用，压缩膨胀一体机100压缩气态工质，可使气态工质处于高温高压状态。高温高压状态的气态工质在进入冷凝器400后，冷凝器400会液化处于高温高压状态下的气态工质，此时，工质从气态转变为液态，会释放大量的热。可以理解地，换热系统在运行时，由于工质从气态转变为液态时会释放大量的热，换热系统可以使某一区域的温度得到快速上升。例如，换热系统应用于汽车上时，换热系统中冷凝器400液化气态工质，工质释放热量，可以使车内的温度快速上升。换热系统也可以使某一区域的温度得到快速下降。例如，换热系统应用于汽车上时，换热系统中蒸发器200气化液态工质，工质吸收大量的热，可以使车内的温度快速下降。

实施例3

请参见图6，图6为本申请3实施例3提供的又一种换热系统的结构示意图。换热系统包括蒸发器200、压缩膨胀一体机100、控制阀300、冷凝器400、第一泵机700和节流阀500。压缩膨胀一体机100的详情请参见实施例1中的描述。蒸发器200的第一端与第一入口133相连。第二出口144与控制阀300的第一端相连，控制阀300的第二端与冷凝器400的第一端相连。冷凝器400的第二端与第一泵机700相连，第一泵机700的第二端与节流阀500的第一端相连。节流阀500的第二端与蒸发器200的第二端相连。换热系统运行时，蒸发器200蒸发液态工质，将液态工质转换为气态工质。蒸发器200的第一端排出气态工质，并使气态工质从第一入口133流至压缩腔131内。压缩膨胀一体机100处于第一压缩膨胀模式，压缩单元130压缩处于压缩腔131内的气态工质，并将压缩后的气态工质通过通道150输送至膨胀腔141内。膨胀单元140膨胀从压缩腔131进入膨胀腔141的气态工质，并使膨胀后的气态工质从第二出口144排出，膨胀后的气态工质流经控制阀300，再进入冷凝器400中。冷凝器400液化气态工质，将液化后的工质(液态工质)从冷凝器400的第二端排出。从冷凝器400的第二端排出的液态工质进入第一泵机700，第一泵机700驱动液态工质流经节流阀500，再返回到蒸发器200中，并依此循环。

本实施例的换热系统在运行时，第一泵机700为驱动液态工质在换热系统中运动的动力源，压缩膨胀一体机100可作为驱动气态工质运动的动力源。压缩膨胀一体机100压缩气态工质并驱动气态工质运动。利用第一泵机700驱动液态工质，可以提高工质在换热系统中的运动速度，以缩短工质在换热系统中运动的循环周期。工质为换热系统中的换热介质，工质的运动周期越短，换热系统的换热速率越高，换热系统的换热效果越好。工质在换热系统中运动时，工质依次流经蒸发器200、压缩膨胀一体机100、控制阀300、冷凝器400、第一泵机700和节流阀500，再返回至蒸发器200。工质流经蒸发器200时，工质被气化并吸取热量，可以使换热系统实现制冷。工质流经冷凝器400时，工质被液化并释放热量，可以使换热系统实现制热。在一定的时间内，工质在换热系统中运动的周期越短，工质流经冷凝器400、蒸发器200的次数越多。工质被蒸发器200气化的次数越多，工质被冷凝器400液化的次数也会越多，换热系统的换热量也就越多，换热系统的换热效果会越好。

压缩膨胀一体机在将气态工质压缩后，再膨胀气态工质，目的是提高换热系统的制冷效果。压缩膨胀一体机膨胀压缩后的气态工质，可以使气态工质的温度降低，温度降低的气态工质进入到冷凝器400中，更容易为冷凝器400液化，可以提高冷凝器400的液化效率。冷凝器400的液化效率越高，气态工质液化时释放的热量越多，换热系统的制热效果越好。冷凝器400的液化效率越高，冷凝器400液化的气态工质越多，冷凝器400排出的液态工质越多，蒸发器200可以气化更多的液态工质，液态工质在气化时吸收的热量会越多，换热系统的制冷效果会更好。

实施例4

请参见图7，图7为本申请实施例4提供的又一种换热系统的结构示意图，换热系统可以包括蒸发器200、压缩膨胀一体机100、控制阀300、冷凝器400、节流阀500和第一泵机700。压缩膨胀一体机100的详情请参见实施例1中的描述。蒸发器200的第一端与第二入口143相连，第二出口144与控制阀300的第一端相连。控制阀300的第二端与冷凝器400的第一端相连，冷凝器400的第二端与第一泵机700的第二端相连。第一泵机700的第二端与节流阀500的第一端相连，节流阀500的第二端与蒸发器200的第二端相连。

换热系统在运行时，第一泵机700驱动液态工质，使液态工质流经节流阀500，并进入蒸发器200中。蒸发器200气化液态工质，并排出气态工质。压缩膨胀一体机100处于膨胀发电模式，从蒸发器200排出的气态工质进入到膨胀单元140中，膨胀单元140膨胀气态工质，使气态工质的温度和压强都降低。膨胀后的气态工质从第二出口144排出，流经控制阀300，再进入到冷凝器400中。冷凝器400液化气态工质，并排出液态工质。液态工质进入到第一泵机700中，并依此循环。

膨胀单元140膨胀气态工质时，气态工质流经第二叶轮142，带动第二叶轮142转动。第二叶轮142带动转动轴110转动，使得电机120发电。气态工质流经第二叶轮142时，气态工质的内能转化为驱动第二叶轮142转动的机械能，气态工质的温度和压强都会降低。温度降低的气态工质进入到冷凝器400中，有利于提高冷凝器400液化气态工质的效率，可使更多的气态工质被液化。冷凝器400在液化气态工质时会释放更多的热量，进而可提高换热系统的制热效果。冷凝器400可以液化更多的气态工质，从冷凝器400排出的液态工质会更多，进入蒸发器200的液态工质也会更多，蒸发器200可以气化更多的液化工质，可以吸收更多的热量，可提高换热系统的制冷效果。

实施例5

请参见图8，图8为本申请实施例5提供的又一种换热系统的结构示意图。换热系统包括蒸发器200、压缩膨胀一体机100、控制阀300、冷凝器400、节流阀500和换热器600。压缩膨胀一体机100的详情请参见实施例1中的描述。蒸发器200的第一端与第一入口133相连，第一出口134与控制阀300的第一端相连，控制阀300的第二端与冷凝器400的第一端相连。冷凝器400的第二端与第三入口610相连，第三出口620与节流阀500的第一端相连，节流阀500的第二端与蒸发器200的第二端相连。第二出口144与换热器600的第四入口630相连，第四出口640与第一入口133相连。

换热系统在运行时，蒸发器200蒸发液态工质，将液态工质转换为气态工质。蒸发器200的第一端排出气态工质，并使气态工质从第一入口133流至压缩腔131内。压缩膨胀一体机100处于第二压缩膨胀模式，压缩单元130压缩处于压缩腔131内的气态工质，压缩后的气态工质分为第一部分和第二部分，第一部分气态工质从第一出口134排出，流经控制阀300后，进入到冷凝器400中，冷凝器400液化第一部分的气态工质，将液化后的工质(液态工质)从冷凝器400的第二端排出，冷凝器400在液化第一部分气态工质时，第一部分气态工质中可能存在第三部分气态工质未被液化。从冷凝器400的第二端排出的液态工质和第三部分气态工质从第三入口610进入到换热器600中。第二部分气态工质通过通道150进入到膨胀腔141中，膨胀单元140膨胀第二部分的气态工质，使第二部分气态工质转变为低温低压状态。第二部分气态工质从第四入口630进入到换热器600中，可冷却进入换热器600的液态工质。与此同时，换热器600还可以利用第二部分气态工质液化第三部分气态工质。换热器600将液态工质通过第三出口620排出到节流阀500中，节流阀500控制液态工质的流量，并将液态工质排送至蒸发器200中。换热器600将第二部分气态工质通过第四出口640排送至第一入口133，第二部分气态工质从第一入口133返回到压缩腔131内。

压缩膨胀一体机100将压缩后的气态工质分为第一部分和第二部分，第一部分气态工质通过冷凝器400冷凝，被液化的气态工质和少量的第三部分的气态工质进入换热器600中。第二部分气态工质进入膨胀腔141后发生膨胀，转变为低温低压的气态工质。换热器600利用第二部分的气态工质再次冷却进入换热器600中的液态工质和第三部分气态工质，可以降低进入换热器600中液态工质的内能，提高液态工质的过冷度，使液态工质从换热器600传输到蒸发器200的过程中，不易被气化。同时，第二部分气态工质还可以使第三部分气态工质液化，可减少未发生相变的气态工质进入蒸发器200，能够提高液态工质进入蒸发器200的量，进而可提高蒸发器200的换热效果。需要说明的是，蒸发器200的换热效果与蒸发器200蒸发的液态工质的量正相关，蒸发器200蒸发越多量的液态工质，蒸发器200可以换取更多的热量，蒸发器200的换热效果也就更好。需要说明的是，如图8所示的换热系统用于为某一区域制冷时，由于蒸发器200的换热效果得到提升，换热系统的制冷效果会得到提升。示例性地，换热系统应用于汽车上，当换热系统为车内制冷时，由于蒸发器200的换热效果得到了提升，能够吸取车内更多的热量，换热系统为车内降温的效果会更好。

实施例6

请参见图9，图9为本申请实施例6提供的发电系统的结构示意图。发电系统包括第二泵机10、预热器20、气化设备30、冷却设备40和压缩膨胀一体机100。压缩膨胀一体机100的详情请参见实施例1中的描述。第二泵机10的第一端与预热器20的第一端相连，预热器20的第二端与气化设备30的第一端相连，气化设备30的第二端与第二入口143相连，第二出口144与冷却设备40的第一端相连，冷却设备40的第二端与第二泵机10的第二端相连。

发电系统在运行时，第二泵机10驱动液态工质，将液态工质排送到预热器20中，预热器20可以为液态工质加热，以提高液态工质的内能。需要说明的是，液态工质的内能越高，越容易被气化。从预热器20排出的液态工质进入到气化设备30中，气化设备30蒸发液态工质，使液态工质气化。气化设备30排出的气态工质从第二入口143进入到膨胀腔141中，进入膨胀腔141的气态工质在流经第二叶轮142时，会带动第二叶轮142转动，第二叶轮142带动转动轴110转动，转动轴110驱动电机120发电。气态工质在流经第二叶轮142后，会发生膨胀，并从第二出口144排出到冷却设备40。冷却设备40液化气态工质，被液化的气态工质返回到第二泵机10中。冷却设备40在液化气态工质时，可通过冷空气冷却气态工质，以使气态工质发生相变。其中，气化设备30可以是蒸发器，冷却设备40可以是冷凝器。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种压缩膨胀一体机，其特征在于，包括：

转动轴；

电机，所述电机与所述转动轴相连，所述电机用于驱动所述转动轴转动，所述电机还用于在转动的转动轴的带动下进行发电；

压缩单元，所述压缩单元包括压缩腔和第一叶轮，所述第一叶轮设置于所述压缩腔内，所述第一叶轮与所述转动轴相连，所述第一叶轮用于在所述转动轴的带动下转动以压缩处于所述压缩腔内的气态工质；

膨胀单元，所述膨胀单元包括膨胀腔和第二叶轮，所述第二叶轮设置在膨胀腔内，所述第二叶轮与所述转动轴相连，所述第二叶轮用于膨胀处于所述膨胀腔内的气态工质，所述第二叶轮在膨胀处于所述膨胀腔内的气态工质时，所述第二叶轮在气态工质的带动下转动以带动所述转动轴转动。

2.如权利要求1所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述转动轴沿所述转动轴的轴向穿设于所述第一叶轮、所述电机和所述第二叶轮。

3.如权利要求2所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述膨胀腔和所述压缩腔沿所述转动轴的轴向间隔设置，所述电机处于所述膨胀腔和所述压缩腔之间。

4.如权利要求2所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述膨胀腔和所述压缩腔沿所述转动轴的轴向间隔设置，所述电机处于所述压缩腔内。

5.如权利要求4所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述电机处于所述第一叶轮和所述第二叶轮之间。

6.如权利要求4所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述压缩单元包括多个第一叶轮，多个所述第一叶轮沿所述转动轴的轴向间隔设置，所述电机处于多个所述第一叶轮中的两个相邻的所述第一叶轮之间。

7.如权利要求1-6任一项所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述压缩膨胀一体机还包括通道，所述通道连接所述膨胀腔和所述压缩腔；所述通道用于使所述膨胀腔与所述压缩腔连通，或使所述膨胀腔与所述压缩腔中断连通。

8.如权利要求7所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述压缩膨胀一体机还包括第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，所述第一入口通过所述压缩腔与所述第一出口相连，所述第二入口通过所述膨胀腔与所述第二出口相连，所述第一入口、所述第一出口、所述第二入口均具有开启状态和关闭状态，所述第二出口至少具有开启状态。

9.如权利要求8所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述压缩膨胀一体机具有压缩模式，当所述压缩膨胀一体机处于所述压缩模式时，所述第一入口和所述第一出口均处于开启状态，所述压缩腔与所述膨胀腔之间中断连通，所述第二入口处于关闭状态，所述压缩单元用于压缩从所述第一入口进入到所述压缩腔的气态工质，并将压缩后的气态工质从所述第一出口排出至所述压缩膨胀一体机外。

10.如权利要求8所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述压缩膨胀一体机具有膨胀发电模式，当所述压缩膨胀一体机处于所述膨胀发电模式时：

所述压缩腔与所述膨胀腔之间中断连通，所述第一入口或所述第一出口处于关闭状态，所述第二入口和所述第二出口均处于开启状态；

或者，所述压缩腔与所述膨胀腔通过所述通道连通，所述第一入口和所述第一出口均处于关闭状态，所述第二入口和所述第二出口均处于开启状态；

所述膨胀单元用于膨胀从所述第二入口进入到膨胀腔内的气态工质，并将从膨胀后的气态工质从所述第二出口排出到所述压缩膨胀一体机外。

11.如权利要求8所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述压缩膨胀一体机具有第一压缩膨胀模式，当所述压缩膨胀一体机处于所述第一压缩膨胀模式时，所述第一入口处于开启状态，所述第一出口处于所述关闭状态，所述压缩腔通过所述通道与所述膨胀腔相连通，所述第二入口处于关闭状态，所述第二出口处于开启状态；所述压缩单元用于压缩从第一入口进入到所述压缩腔的气态工质，并将压缩后气态工质通过所述通道输送至所述膨胀腔内；所述膨胀单元用于膨胀从所述通道进入到所述膨胀腔内的气态工质，并将膨胀后的气态工质从所述第二出口排出到所述压缩膨胀一体机外。

12.如权利要求8所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述压缩膨胀一体机具有第二压缩膨胀模式，当所述压缩膨胀一体机处于所述第二压缩膨胀模式时，所述第一入口和所述第一出口均处于开启状态以，所述压缩腔通过所述通道与所述膨胀腔相连通，所述第二入口处于关闭状态，所述第二出口处于开启状态；所述压缩单元用于压缩从所述第一入口进入到所述压缩腔内的气态工质，使压缩后的一部分气态工质从所述第一出口输送到所述压缩膨胀一体机外，还使压缩后的另一部分气态工质从所述通道输送到所述膨胀腔内；所述膨胀单元用于膨胀处于所述膨胀腔内的气态工质，并将膨胀后的气态工质从所述第二出口输送到所述压缩膨胀一体机外。

13.如权利要求1-12任一项所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述压缩膨胀一体机还包括壳体，所述壳体容纳所述膨胀腔、压缩腔、转动轴以及所述电机。

14.如权利要求13所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述压缩膨胀一体机还包括径向轴承，所述径向轴承套设在所述转动轴上，并与所述壳体固定相连。

15.如权利要求1-12任一项所述的压缩膨胀一体机，其特征在于，所述压缩膨胀一体机还包括轴向止推轴承，所述轴向止推轴承套设在所述转动轴上，所述轴向止推轴承用于限定所述第一叶轮和所述第二叶轮处于所述转动轴的轴向位置。

16.一种换热系统，其特征在于，所述换热系统包括蒸发器、冷凝器和如权利要求1-15任一项所述的压缩膨胀一体机；

所述蒸发器的第一端与所述压缩单元相连，所述压缩单元与所述冷凝器的第一端相连；或者，所述蒸发器的第一端与所述压缩单元相连，所述压缩单元与所述膨胀单元相连，所述膨胀单元与所述冷凝器的第一端相连；或者，所述蒸发器的第一端与所述膨胀单元相连，所述膨胀单元与所述冷凝器的第一端相连；

所述冷凝器的第二端与所述蒸发器的第二端相连。

17.如权利要求16所述的换热系统，其特征在于:所述换热系统还包括第一泵机，所述第一泵机设置在所述冷凝器的第二端和所述蒸发器的第二端之间。

18.如权利要求17所述的换热系统，其特征在于，所述压缩膨胀一体机包括第一入口、第一出口、第二入口、第二出口和通道；所述第一入口通过所述压缩腔与所述第一出口相连，所述第二入口通过所述膨胀腔与所述第二出口相连，所述压缩腔通过所述通道与所述膨胀腔相连；所述换热系统还包括换热器，所述换热器包括第三入口、第三出口、第四入口和第四出口；所述蒸发器的第一端与所述第一入口相连，所述第一出口与所述冷凝器的第一端相连，所述冷凝器的第二端与所述第三入口相连，所述第三出口与所述蒸发器的第二端相连，所述第四入口与所述第二出口相连，所述第四出口与所述第一入口相连。

19.一种发电系统，其特征在于，所述发电系统包括第二泵机、气化设备、冷却设备和如权利要求1-15任一项所述的压缩膨胀一体机；

所述第二泵机的第一端与所述气化设备的第一端相连，所述气化设备的第二端通过所述压缩膨胀一体机与所述冷却设备的第一端相连，所述冷却设备的第二端与所述第二泵机的第二端相连。

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