CN204329422U - 一种节能制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种节能制冷系统，包括通过管道连接的压缩机、冷凝器以及蒸发器，所述冷凝器与蒸发器之间的管道上设置有节流发电装置，所述节流发电装置包括膨胀功回收机构以及发电机。本实用新型能够充分利用制冷系统中高压液态制冷剂的能量进行发电，环保节能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用于制冷系统中的叶轮式发电节流装置，属于制冷系统领域。
背景技术
在制冷系统中，制冷剂经压缩机增压进入冷凝器放热后，成为高压液体，再通过节流阀或毛细管节流降压后，进入蒸发器吸热后变成气体。中小型制冷系统中，制冷剂在节流阀或毛细管中的压降较大，具有一定的做功能力。目前，制冷剂在节流阀或毛细管中的压降能，都没有被利用而损失了。如果能充分回收利用这部分能量，会达到节能减排的目的。
发明内容
为了克服传统节流装置不能收集利用高压液态制冷剂膨胀功的不足，本实用新型提供一种节能制冷系统，用于替代原制冷系统中的节流阀或毛细管，该装置能充分利用制冷剂在循环系统中压降，将这部分做功能力转化为对外输出功，进行发电，从而达到节能环保目的。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种节能制冷系统，包括通过管道连接的压缩机、冷凝器以及蒸发器，所述冷凝器与蒸发器之间的管道上设置有节流发电装置，所述节流发电装置包括膨胀功回收机构以及发电机。
本实用新型所述膨胀功回收机构的具体结构为：所述膨胀功回收机构包括设置在连接冷凝器与蒸发器的管道中的径向叶轮，管道外壁上对应径向叶轮轴心的位置设置有环形永磁铁，环形永磁铁的中心轴通过转轴与径向叶轮的轴心固连；环形永磁铁的上方设置有罩在环形永磁铁上的罩式永磁铁，罩式永磁铁通过连接轴连接发电机的输入轴。
本实用新型的改进在于：所述管道外壁上设置有防护罩，环形永磁铁、罩式永磁铁以及发电机均设置在防护罩内；所述发电机通过支架设置在防护罩的上部。
本实用新型的进一步改进在于：所述环形永磁铁与罩式永磁铁之间设置有折型隔板，折型隔板与防护罩的底部固定连接。
本实用新型所述膨胀功回收机构的另一种具体结构为：所述膨胀功回收机构包括设置在连接冷凝器与蒸发器的管道中的弯管，所述弯管与管道之间通过变管径接头连接；弯管内设置有垂直于制冷剂流向的轴流式叶轮组，弯管中顺应制冷剂流向设置有穿过轴流式叶轮中心的轴；轴位于弯管内的一端通过支撑板设置在弯管前端，轴与支撑板之间通过滚动轴承和轴套连接，轴的另一端伸出弯管的拐弯部连接发电机，发电机轴上设置有小齿轮，小齿轮与轴外端端部的大齿轮相啮合；轴与弯管拐弯部的弯壁之间通过密封轴承和轴套定位。
本实用新型的改进在于：所述叶轮包括至少一组轴流式叶轮，所述轴流式叶轮均匀固定于弯管内的轴上。
本实用新型的进一步改进在于：所述叶轮前安置喇叭形的液压收集装置。
本实用新型的有益效果是，通过使高压液态制冷剂对外做功达到节流降压目的，回收利用了原制冷系统中节流阀或毛细管损耗的能量，利用管道内高压制冷剂的能量转化为机械能，进而转化为电能加以利用，能够在保证原有制冷系统正常工作的同时，回收在节流部件处浪费的节流膨胀功，减少节流损失，提高制冷系统的能量利用率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2为实施例1中所述膨胀功回收机构的结构示意图；
图3是图2的A-A向剖视图；
图4为实施例2中所述膨胀功回收机构的结构示意图；
图5为实施例2中支撑板结构的剖视图。
其中：101.压缩机，102.冷凝器，103.节流发电装置，104.蒸发器；
201.变管径接头，202.滚动轴承，204.支撑板，205. 喇叭形液压收集装置，206. 轴流式叶轮，207.轴，208.弯管，210.密封轴承，211.大齿轮， 213.小齿轮；
301.径向叶轮，302.环形永磁铁，303.罩式永磁铁，304.防护罩，5.发电机，306.支架，307.折型隔板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
节能制冷系统，其结构如图1所示，包括通过管道连接的压缩机101、冷凝器102、节流发电装置103以及蒸发器104，节流发电装置103包括膨胀功回收机构以及发电机5。
本实用新型使用时，直接将节流发电装置103安装在连接冷凝器与蒸发器的管道中代替原制冷系统中的节流装置，制冷剂在循环中经过压缩机101成为高压气态，在冷凝器102中放热后变为高压液态，通过本实用新型达到降压目的，成为低压液态，在降压的同时对外输出功进行发电，之后低压液态制冷剂进入蒸发器104吸热，达到制冷目的，从蒸发器104出来的低压气态制冷剂进入压缩机101进行下一次制冷循环。
实施例1
本实施例中膨胀功回收机构的结构如图2所示，包括径向叶轮301、环形永磁铁302、罩式永磁铁303、发电机5以及防护罩304。
径向叶轮301设置在连接冷凝器与蒸发器的管道中，流过管道中的制冷剂会推动叶轮转动，实现能量的转换，径向叶轮301的结构如图3所示。环形永磁铁302设置在管道外壁上对应径向叶轮轴心的位置，环形永磁铁的中心轴通过转轴与径向叶轮的轴心固连，环形永磁铁在叶轮带动下一起转动，从而产生旋转的磁场。罩式永磁铁303罩在环形永磁铁的上方，罩式永磁铁303在环形永磁铁产生的磁场作用下同步转动。发电机5设置在罩式永磁铁303的上方，罩式永磁铁通过连接轴连接发电机的输入轴，将机械能转换为电能。
本实施例中的防护罩304设置在管道外壁上，环形永磁铁302、罩式永磁铁303以及发电机5均设置在防护罩内，防护罩与管道外壁密封连接，防止管道内的制冷剂外泄。发电机通过支架306设置在防护罩的上部，罩式永磁铁303通过连接轴悬吊在发电机与环形永磁铁之间。环形永磁铁302与罩式永磁铁303之间设置有折型隔板307，折型隔板与防护罩的底部固定连接，用于防止制冷剂侵蚀发电机。
本实施例的工作过程为：制冷剂在管道中流动时，拖动径向叶轮转动，叶轮通过转轴带同环形永磁铁一起转动，形成旋转磁场，罩式永磁铁在旋转磁场的作用下与环形永磁铁同步转动，进一步带动发电机的轴同步旋转，将叶轮的机械能转换为电能，加以利用。
例如在如下制冷循环中：一个采用R22为制冷剂的制冷机，蒸发温度为4摄氏度(对应饱和压力为0.56MPa)，冷凝温度为40摄氏度(对应饱和压力为1.53Mpa)，蒸发器出口无过热，冷凝器出口无过冷，压缩机为等熵压缩过程，R22的质量流量为0.13Kg/s左右。不考虑管路中其他损失，取叶轮效率为30%，则理想情况下通过本实用新型可输出功率37.345W，节能效果显著。
实施例2
本实施例中，膨胀功回收机构的结构如图4所示，采用变管径接头201将原制冷系统冷凝器出口管路和一段管径略大的弯管208连接，冷凝器中的高压液态制冷剂经变管径接头201流入弯管208。弯管208内设置一根轴207，轴207上均匀固定三个轴流式叶轮206，用于将制冷剂部分能量转化为机械能并且达到降低制冷剂压力的目的。轴流式叶轮206前安置一个喇叭形液压收集装置205，可以补偿由于变管径而损失的能量，充分利用高压液态制冷剂能量。轴207的一端通过滚动轴承202、轴套和三块互成120度的支撑板204固定在弯管208内壁上，支撑板20的结构如图5所示；轴207的另一端通过密封轴承210、轴套固定在弯管208与管中心相对的弯头拐弯部管壁上，密封轴承210可以防止制冷剂泄漏，同时可使轴207转动时的阻力较小，轴207穿过弯管208，通过一个大齿轮211与发电机5轴上小齿轮213啮合，提高发电能力。
本实施例的工作过程为：制冷剂在管道中流动时，推动轴流式叶轮旋转，带动轴转动，轴转动的同时带动大齿轮旋转，与大齿轮啮合的小齿轮同时旋转，进而带动发电机的轴做同步旋转，进行发电，实现将膨胀功到机械能再到电能的转换。
Claims (7)
1.一种节能制冷系统，包括通过管道连接的压缩机（101）、冷凝器（102）以及蒸发器（104），其特征在于：所述冷凝器与蒸发器之间的管道上设置有节流发电装置（103），所述节流发电装置（103）包括膨胀功回收机构以及发电机。
2.根据权利要求1所述的一种节能制冷系统，其特征在于：所述膨胀功回收机构包括设置在连接冷凝器与蒸发器的管道中的径向叶轮（301），管道外壁上对应径向叶轮轴心的位置设置有环形永磁铁（302），环形永磁铁的中心轴通过转轴与径向叶轮的轴心固连；环形永磁铁的上方设置有罩在环形永磁铁上的罩式永磁铁（303），罩式永磁铁通过连接轴连接发电机（5）的输入轴。
3.根据权利要求2所述的一种节能制冷系统，其特征在于：所述管道外壁上设置有防护罩（304），环形永磁铁（302）、罩式永磁铁（303）以及发电机（5）均设置在防护罩内；所述发电机通过支架（306）设置在防护罩的上部。
4.根据权利要求3所述的一种节能制冷系统，其特征在于：所述环形永磁铁（302）与罩式永磁铁（303）之间设置有折型隔板（307），折型隔板与防护罩的底部固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种节能制冷系统，其特征在于：所述膨胀功回收机构包括设置在连接冷凝器与蒸发器的管道中的弯管（208），所述弯管与管道之间通过变管径接头（201）连接；弯管（208）内设置有垂直于制冷剂流向的轴流式叶轮组，弯管中顺应制冷剂流向设置有穿过轴流式叶轮中心的轴（207）；轴（207）位于弯管内的一端通过支撑板设置在弯管前端，轴与支撑板之间通过滚动轴承（202）和轴套连接，轴（207）的另一端伸出弯管的拐弯部连接发电机（5），发电机轴上设置有小齿轮（213），小齿轮（213）与轴外端端部的大齿轮（211）相啮合；轴与弯管拐弯部的弯壁之间通过密封轴承（210）和轴套定位。
6.根据权利要求5所述的一种节能制冷系统，其特征在于：所述叶轮包括至少一组轴流式叶轮（206），所述轴流式叶轮均匀固定于弯管内的轴上。
7.根据权利要求5所述的一种节能制冷系统，其特征在于：所述叶轮前安置喇叭形的液压收集装置（205）。
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