CN208042550U - 一种制冷设备的节能系统及具有其的制冷设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种制冷设备的节能系统，包括压缩机和电机，还包括节能装置，该节能装置包括壳体、节流喷嘴及涡轮，在壳体上设置有进口和出口；节流喷嘴的进口端通过壳体内的流道与壳体的进口连通，出口端通过壳体内的流道与壳体的出口连通；所述电机为贯穿式电机，电机的转轴一端通过变速器与压缩机的转轴连接，另一端伸入节流喷嘴的出口端与壳体的出口之间的流道内，作为涡轮的轮轴，所述涡轮安装在电机转轴的该端部，且节流喷嘴的出口端与涡轮的扇叶相对。本实用新型能够降低制冷设备运行时的能量损耗，进而提高制冷设备的能效水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及制冷技术领域，具体涉及一种制冷设备的节能系统及具有其的制冷设备。
背景技术
目前的制冷设备主要包括压缩机、冷凝器及蒸发器，三者之间通过管道依次连接，形成闭合回路，且在冷凝器与蒸发器之间的管路中安装有膨胀阀，膨胀阀使低温高压的液体制冷剂通过其节流功能转化为低温低压的湿蒸汽，且膨胀阀通过蒸发器末端的过热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器面积利用不足和敲缸现象。冷凝剂在制冷设备中的流动状态为近似的等焓节流过程，如图7所示，其动能不可避免存在摩擦损失，同时伴随有一定量的闪发蒸汽，造成了能量损耗。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种制冷设备的节能系统，以降低制冷设备运行时的能量损耗，进而提高制冷设备的能效水平。
本实用新型所述的制冷设备的节能系统，包括压缩机和电机，还包括节能装置，该节能装置包括壳体及设置在壳体内的节流喷嘴和涡轮，在壳体上设置有进口和出口；节流喷嘴的进口端通过壳体内的流道与壳体的进口连通，出口端通过壳体内的流道与壳体的出口连通；所述电机为贯穿式电机，电机的转轴一端通过变速器与压缩机的转轴连接，另一端伸入节流喷嘴的出口端与壳体的出口之间的流道内，作为涡轮的轮轴，所述涡轮安装在电机转轴的该端部，且节流喷嘴的出口端与涡轮的扇叶相对，从节流喷嘴的出口端喷射的制冷剂冲击涡轮的扇叶，以带动电机的转轴转动。
进一步，在壳体进口和出口的流道之间均布有多个节流喷嘴，且节流喷嘴环绕涡轮布置。
进一步，所述节流喷嘴的出口端的中心轴线与涡轮的圆周相切。
进一步，所述节流喷嘴为管状，其出口一端设置有节流孔板，在节流孔板上开设有多个节流孔。
进一步，所述压缩机为封闭式结构，所述电机位于压缩机壳体内，节能装置的壳体与压缩机壳体固定连接在一起。
进一步，所述压缩机为离心压缩机、螺杆压缩机、涡旋压缩机及活塞压缩机中的一种。
本实用新型还公开了一种制冷设备，包括冷凝器、蒸发器及上述的节能系统，其中，压缩机的进口与蒸发器的出口通过管道连接，压缩机的出口与冷凝器的进口通过管道连接；冷凝器的出口与节能装置的壳体上的进口通过管道连接；节能装置的壳体上的出口与蒸发器的进口通过管道连接，四者形成闭合回路；低压制冷剂通过压缩机转化为高压气体状态，通过冷凝器转化为高压液体状态，再从节能装置的进口进入节能装置内，通过节流喷嘴，形成高压高速的液体状态并冲击涡轮的扇叶，使涡轮旋转做功，从而带动电机的转轴转动，高压高速的制冷剂液体在冲击涡轮做功后，形成低压低速的制冷剂液体，从节能装置的壳体出口排出并流向蒸发器，再经蒸发器转化为低压气体状态，最终循环回到压缩机。
进一步，所述冷凝器为壳管式冷凝器、风冷式冷凝器、蒸发式冷凝器或板换式冷凝器中的一种。
进一步，所述蒸发器为满液式壳管蒸发器、干式蒸发器或降膜式蒸发器中的一种。
本实用新型所述的制冷设备的节能系统，由于具有上述结构，能够提高制冷设备工作时的节流效果，并降低制冷剂的闪蒸发量，同时充分利用制冷剂节流后的动能，制冷剂冲击涡轮，使涡轮旋转做功，从而带动电机的转轴转动，对电机的转动具有一定的辅助效果，进而降低了电机的耗能，提高了制冷设备的能效水平。
附图说明
图1为本实用新型的节能系统的结构示意图；
图2为图1中沿A-A线的剖视图；
图3为涡轮的轴测图；
图4为节流喷嘴沿其轴线的剖面图；
图5为本实用新型的制冷设备的原理图。
图6为本实用新型的制冷设备工作过程中制冷剂的流动状态示意图；
图7为现有制冷设备工作过程中制冷剂的流动状态示意图；
图中：1―压缩机、11―压缩机壳体；2―电机；3―涡轮；4―壳体、41―进口、42―出口；5―节流喷嘴、51―节流孔板、52―节流孔；6―冷凝器；7―蒸发器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
参见图1至图4所示的制冷设备的节能系统，包括压缩机1、电机2及节能装置，压缩机1为封闭式结构，所述电机2位于压缩机壳体11内。
所述节能装置包括壳体4及设置在壳体4内的节流喷嘴5和涡轮3，节能装置的壳体4与压缩机壳体11固定连接在一起，在节能装置的壳体4上设置有进口41和出口42；节流喷嘴5的进口端通过壳体4内的流道与壳体4的进口41连通，出口端通过壳体4内的流道与壳体4的出口42连通；所述电机2为贯穿式电机，电机2的转轴一端通过变速器与压缩机1的转轴连接，另一端伸入节流喷嘴5的出口端与壳体4的出口42之间的流道内，作为涡轮3的轮轴，所述涡轮3安装在电机2转轴的该端部，且节流喷嘴5的出口端与涡轮3的扇叶相对，从节流喷嘴5的出口端喷射的制冷剂冲击涡轮3的扇叶，以带动电机2的转轴转动。
在本实施例中，所述节流喷嘴5为管状，其一端设置有节流孔板51，在节流孔板51上开设有多个节流孔52。为了提高节能装置的节流效果，且提高制冷过程中的能量利用率，在壳体4的进口41和出口42的流道之间均布有多个节流喷嘴5，且节流喷嘴5环绕涡轮3布置。制冷剂同时通过多个节流喷嘴5后对涡轮3进行冲击，加速了涡轮3的转动。
而且在本实施例中，所述节流喷嘴的出口端的中心轴线与涡轮的圆周相切，从节流喷嘴5的出口端喷射的制冷剂冲击涡轮3的扇叶具有最佳的工作效率。
本实施例中还公开了一种制冷设备，如图5所示，包括冷凝器6、蒸发器7及上述的节能系统，其中，压缩机1的进口与蒸发器7的出口通过管道连接，压缩机1的出口与冷凝器6的进口通过管道连接；冷凝器6的出口与节能装置的壳体5上的进口51通过管道连接；节能装置的壳体5上的出口52与蒸发器7的进口通过管道连接，四者形成闭合回路。
加注有制冷工质的制冷剂初始为低压气体状态，低压的制冷剂通过压缩机11转化为高压的气体状态，通过冷凝器6转化为高压的液体状态，再从节能装置的进口41进入节能装置内，通过节流喷嘴5，形成高压高速的液体状态并冲击涡轮3的扇叶，使涡轮3旋转做功，从而带动电机2的转轴转动，高压高速的制冷剂液体在冲击涡轮3做功后，形成低压低速的制冷剂液体，从节能装置的壳体4的出口42排出并流向蒸发器7，再经蒸发器7转化为低压气体状态，最终循环回到压缩机11。
特别是，本实施中的制冷设备对压缩机1、冷凝器6和蒸发器7的类型不作限定，所述压缩机1可以为离心压缩机、螺杆压缩机、涡旋压缩机及活塞压缩机中的一种；所述冷凝器6可以为壳管式冷凝器、风冷式冷凝器、蒸发式冷凝器或板换式冷凝器中的一种；所述蒸发器7可以为满液式壳管蒸发器、干式蒸发器或降膜式蒸发器中的一种，制冷设备中的压缩机1、冷凝器6及蒸发器7可根据实际工况进行选择。
同样的，所述制冷工质为R22、R134a、R1233zd、R1234zf、R1234ze、R513A、R717及R245fa中的一种，可选择范围较大。
本实施例中的制冷设备工作时，制冷剂对涡轮3的冲击过程近似为等熵膨胀过程，如图6所示，该等熵膨胀过程和现有制冷设备中的等晗节流过程相比较，制冷剂的闪蒸发量约减少5％，也就是说可以提高制冷设备约5％的效率值，再加上制冷剂在节能装置中冲击涡轮3，使涡轮3转动从而辅助带动电机2的转轴转动，电机2的耗能约降低了5％，综合起来，使制冷设备的能效约提高了10％，节能效果十分显著。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种制冷设备的节能系统，包括压缩机(1)和电机(2)，其特征在于：还包括节能装置，该节能装置包括壳体(4)及设置在壳体内的节流喷嘴(5)和涡轮(3)，在壳体上设置有进口(41)和出口(42)；节流喷嘴的进口端通过壳体内的流道与壳体的进口连通，出口端通过壳体内的流道与壳体的出口连通；所述电机为贯穿式电机，电机的转轴一端通过变速器与压缩机的转轴连接，另一端伸入节流喷嘴的出口端与壳体的出口之间的流道内，作为涡轮(3)的轮轴，所述涡轮安装在电机转轴的该端部，且节流喷嘴的出口端与涡轮的扇叶相对，从节流喷嘴的出口端喷射的制冷剂冲击涡轮的扇叶，以带动电机的转轴转动。
2.根据权利要求1所述的制冷设备的节能系统，其特征在于：在壳体(4)进口和出口的流道之间均布有多个节流喷嘴，且节流喷嘴环绕涡轮布置。
3.根据权利要求2所述的制冷设备的节能系统，其特征在于：所述节流喷嘴(5)的出口端的中心轴线与涡轮(3)的圆周相切。
4.根据权利要求1或2所述的制冷设备的节能系统，其特征在于：所述节流喷嘴(5)为管状，其出口一端设置有节流孔板(51)，在节流孔板上开设有多个节流孔(52)。
5.根据权利要求1所述的制冷设备的节能系统，其特征在于：所述压缩机(1)为封闭式结构，所述电机位于压缩机壳体(11)内，节能装置的壳体与压缩机壳体(11)固定连接在一起。
6.根据权利要求1或5所述的制冷设备的节能系统，其特征在于：所述压缩机(1)为离心压缩机、螺杆压缩机、涡旋压缩机及活塞压缩机中的一种。
7.一种制冷设备，其特征在于：包括冷凝器(6)、蒸发器(7)和权利要求1-5中任一项所述的节能系统，其中，压缩机的进口与蒸发器的出口通过管道连接，压缩机的出口与冷凝器的进口通过管道连接；冷凝器的出口与节能装置的壳体上的进口通过管道连接；节能装置的壳体上的出口与蒸发器的进口通过管道连接，四者形成闭合回路。
8.根据权利要求7所述的制冷设备，其特征在于：所述冷凝器(6)为壳管式冷凝器、风冷式冷凝器、蒸发式冷凝器或板换式冷凝器中的一种。
9.根据权利要求7所述的制冷设备，其特征在于：所述蒸发器(7)为满液式壳管蒸发器、干式蒸发器或降膜式蒸发器中的一种。
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| CN107940786A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-04-20 | 白皓天 | 一种制冷设备的节能系统及具有其的制冷设备 |
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