压缩空气换热系统技术方案

本发明专利技术提供了一种压缩空气换热系统，包括：空气制冷流路，空气制冷流路上设有第一压缩机、第二压缩机、膨胀机，第一压缩机和第二压缩机用于对流经空气制冷流路的空气升温升压，膨胀机用于对流经空气制冷流路的空气降温降压；其中，膨胀机通过连接轴与第二压缩机同轴连接，且第二压缩机的进气口连通第一压缩机的出气口。由于压缩空气换热系统使用空气作为制冷剂，安全无污染，不会对环境造成危害，且省去了传统的氟利昂等制冷剂带来的成本，也无需定期补充制冷剂，因而有利于降低生产成本和后期的维护成本。且双级压缩能够提高膨胀机的膨胀比和焓降，因此提高了膨胀机的做功能力，增大了单位制冷量，也提高了压缩空气换热系统的制热量。

Compressed air heat exchange system

【技术实现步骤摘要】
压缩空气换热系统
本专利技术涉及空气调节设备
，具体而言，涉及一种压缩空气换热系统。
技术介绍
目前，现有的空调等制冷装置大多使利用制冷剂的相变潜热向房间输送热量进行制热或者带走房间的热量进行制冷。但是，大部分制冷剂(如氟利昂)对环境有危害，如温室效应、臭氧层空洞等。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一，本专利技术的目的在于提供一种压缩空气换热系统。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种压缩空气换热系统，包括：空气制冷流路，所述空气制冷流路上设有第一压缩机、第二压缩机、膨胀机，所述第一压缩机和所述第二压缩机用于对流经所述空气制冷流路的空气升温升压，所述膨胀机用于对流经所述空气制冷流路的空气降温降压；其中，所述膨胀机通过连接轴与所述第二压缩机同轴连接，且所述第二压缩机的进气口连通所述第一压缩机的出气口。本专利技术提供的压缩空气换热系统，利用空气作为制冷剂，经过压缩机的升温升压和膨胀机的降温降压配合，来完成对房间等使用载体的制冷或者制热。由于压缩空气换热系统使用空气作为制冷剂，安全无污染，不会对环境造成危害，且省去了传统的氟利昂等制冷剂带来的成本，也无需定期补充制冷剂，因而有利于降低生产成本和后期的维护成本。同时，第一压缩机的出气口连通第二压缩机的进气口，因而经第一压缩机压缩后的空气会进入第二压缩机再次压缩，从而对流经空气制冷流路的空气进行了双级压缩。双级压缩能够提高膨胀机的膨胀比和焓降，因此提高了膨胀机的做功能力，增大了单位制冷量。且相较于单级压缩，双级压缩能效更好，也提高了压缩空气换热系统的制热量。并且，空气制冷剂相较于传统的液态制冷剂，能够降低系统压力(小于3bar)，使得系统运行更加可靠，寿命更长。直接将压缩空气换热系统的回风口与使用载体连通即可，这样省去了传统空调室内侧的换热器，使得房间的送风口可以按照用户需要设计成其他形式，更符合房间的装饰风格。此外，膨胀机通过连接轴与第二压缩机同轴连接，使得第二压缩机可以回收膨胀机的膨胀功，也就是说可以利用膨胀机的膨胀功作为第二压缩机的动力源，进而提高系统能效。另外，本专利技术提供的上述技术方案中的压缩空气换热系统还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，所述压缩空气换热系统还包括：驱动电机，与所述连接轴同轴相连，用于辅助所述膨胀机驱动所述第二压缩机。利用驱动电机来辅助膨胀机驱动第二压缩机，使得第二压缩机可以有两种工作模式。具体地，当膨胀机输出的膨胀功能够满足第二压缩机的功耗时，驱动电机不需要工作，直接由膨胀机驱动第二压缩机即可；当膨胀机输出的膨胀功不足以满足第二压缩机的功耗时，驱动电机输出机械能，与膨胀机共同驱动第二压缩机，提高涡轮转速，增大涡轮温降和系统制冷量。具体地，驱动电机为高速电机。在上述技术方案中，所述膨胀机与所述第二压缩机等功率匹配，以单独驱动所述第二压缩机。膨胀机与第二压缩机等功率匹配，则膨胀机输出的膨胀功能够满足第二压缩机的功耗需求，因而无需额外配置驱动电机，实现了自给自足，从而简化了产品结构，降低了产品成本。可以理解的是，通常单级压缩配备的膨胀机不足以驱动与其同轴连接的压缩机，需要配备高速电机来辅助驱动。而本申请中额外配置了一个第一压缩机，因而能够降低与膨胀机同轴连接的第二压缩机的能耗，使得与其同轴连接的膨胀机足以驱动第二压缩机，以省去高速电机。在上述任一技术方案中，所述连接轴上套设有动压气体轴承。本方案使用动压气体轴承，依靠轴与轴承之间的高速相对运动产生动压润滑的压力气模，装配要求低，抗转子不对中，高速下稳定性好。相对静压气体轴承及磁悬浮轴承，结构更加简单，成本更低，更适用于家用空调。在上述技术方案中，所述动压气体轴承包括波箔型箔片轴承，所述波箔型箔片轴承包括：轴承座，所述轴承座的内侧壁开设有固定槽；多层箔片，套设在所述轴承座的内侧，并设置有固定部，所述固定部与所述固定槽相配合使所述多层箔片与所述轴承座固定连接；所述多层箔片包括平箔片和套设在所述平箔片的径向外侧的鼓泡箔片；其中，每一层所述箔片的安装方向均与所述轴承的旋转方向相反。在该技术方案中，轴承选用波箔型箔片轴承，通过轴承座上设置的固定槽，在多层箔片上设置固定部，可通过固定槽和固定部之间的配合实现箔片与轴承座的固定，从而减少在转动过程中发生的径向跳动，以影响轴承的正常使用。其中，多层箔片包括平箔片和鼓泡箔片，鼓泡箔片套设于平箔片外，更利于在转动时产生压力气膜，从而为连接轴提供支撑，有利于提升连接轴高速运转的稳定性。此外，由于将箔片的安装方向与轴承的旋转方向相反设置，以保证轴承的稳定运转。若由于安装失误将箔片与轴承的旋转方向同向设置，则在启动时，箔片会缠绕到轴上卡住，无法正常使用。在上述技术方案中，所述鼓泡箔片包括多个弧片，多个所述弧片沿所述动压气体轴承的周向间隔分布，所述平箔片的数量为两层，且与所述鼓泡箔片相邻设置的所述平箔片与多个所述弧片相连；或者所述鼓泡箔片为一体式结构，所述平箔片的数量为一层。在该技术方案中，鼓泡箔片可由多个沿轴承的周向间隔分布的弧片构成，同时将平箔片与鼓泡箔片相邻设置，在鼓泡箔片设于平箔片的基础上，通过平箔片限制鼓泡箔片径向位置。此外，鼓泡箔片可以为一体式结构，在鼓泡箔片内侧的平箔片仅为一层，可减少安装时的零件数量，提高安装效率，同时也可在满足转动的基础上，减少轴承整体的重量以及生产成本。在上述任一技术方案中，所述压缩空气换热系统具有出风口、回风口、排气口和换气口，所述出风口和所述回风口用于与使用载体连通，所述排气口和所述换气口用于与外界大气连通，所述空气制冷流路的入口和出口分别形成所述回风口及所述排气口；所述空气制冷流路上设有新风换热器，所述新风换热器设有新风换热流路和第一换热流路；所述新风换热流路的入口和出口分别与所述换气口及所述出风口连通；所述第一换热流路接入所述空气制冷流路，用于利用所述空气制冷流路中的空气与所述新风换热流路进行热交换。出风口和回风口是压缩空气换热系统与使用载体(如房间)进行气流交换的通道，而排气口和换气口是压缩空气换热系统与外界大气(也就是使用载体外侧的大气环境)进行气流交换的通道。新风换热器的第一换热流路接入空气制冷流路，因而会有升温升压或者降温降压的气体流过，进而能够与新风换热流路进行热交换。而新风换热流路通过换气口吸入外界大气的空气，并与第一换热流路换热后经回风口送入使用载体，进而对使用载体进行制热或者制冷。新风换热器的设置，使得压缩空气换热系统能够向使用载体输送制冷或者制热后的新风，兼具换热和净化空气的功能，能够保证房间空气质量，有利于用户的身心健康。换言之，新风换热流路和空气制冷流路相并联，空气制冷流路用于制冷制热。新风换热流路用于产生新风，并吸收空气制冷流路产生的热量以向使用载体输送加热后的新风，或者向空气制冷流路输送热量以向使用载体输送降温后的新风。空气制冷流路通过回气口将使用载体内的空气吸收，并通过排气口排入外界大气，新风换热流路通过换气口吸入外界大气的空气，并通过出风口排入使用载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压缩空气换热系统，其特征在于，包括：/n空气制冷流路，所述空气制冷流路上设有第一压缩机、第二压缩机、膨胀机，所述第一压缩机和所述第二压缩机用于对流经所述空气制冷流路的空气升温升压，所述膨胀机用于对流经所述空气制冷流路的空气降温降压；/n其中，所述膨胀机通过连接轴与所述第二压缩机同轴连接，且所述第二压缩机的进气口连通所述第一压缩机的出气口。/n

【技术特征摘要】
1.一种压缩空气换热系统，其特征在于，包括：
空气制冷流路，所述空气制冷流路上设有第一压缩机、第二压缩机、膨胀机，所述第一压缩机和所述第二压缩机用于对流经所述空气制冷流路的空气升温升压，所述膨胀机用于对流经所述空气制冷流路的空气降温降压；
其中，所述膨胀机通过连接轴与所述第二压缩机同轴连接，且所述第二压缩机的进气口连通所述第一压缩机的出气口。


2.根据权利要求1所述的压缩空气换热系统，其特征在于，还包括：
驱动电机，与所述连接轴同轴相连，用于辅助所述膨胀机驱动所述第二压缩机。


3.根据权利要求1所述的压缩空气换热系统，其特征在于，
所述膨胀机与所述第二压缩机等功率匹配，以单独驱动所述第二压缩机。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩空气换热系统，其特征在于，
所述连接轴上套设有动压气体轴承。


5.根据权利要求4所述的压缩空气换热系统，其特征在于，所述动压气体轴承包括波箔型箔片轴承，所述波箔型箔片轴承包括：
轴承座，所述轴承座的内侧壁开设有固定槽；
多层箔片，套设在所述轴承座的内侧，并设置有固定部，所述固定部与所述固定槽相配合使所述多层箔片与所述轴承座固定连接；所述多层箔片包括平箔片和套设在所述平箔片的径向外侧的鼓泡箔片；
其中，每一层所述箔片的安装方向均与所述轴承的旋转方向相反。


6.根据权利要求5所述的压缩空气换热系统，其特征在于，
所述鼓泡箔片包括多个弧片，多个所述弧片沿所述动压气体轴承的周向间隔分布，所述平箔片的数量为两层，且与所述鼓泡箔片相邻设置的所述平箔片与多个所述弧片相连；或者
所述鼓泡箔片为一体式结构，所述平箔片的数量为一层。


7.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩空气换热系统，其特征在于，
所述压缩空气换热系统具有出风口、回风口、排气口和换气口，所述出风口和所述回风口用于与使用载体连通，所述排气口和所述换气口用于与外界大气连通，所述空气制冷流路的入口和出口分别形成所述回风口及所述排气口；
所述空气制冷流路上设有新风换热器，所述新风换热器设有新风换热流路和第一换热流路；所述新风换热流路的入口和出口分别与所述换气口及所述出风口连通；所述第一换热流路接入所述空气制冷流路，用于利用所述空气制冷流路中的空气与所述新风换热流路进行热交换。


8.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩空气换热系统，其特征在于，
所述空气制冷流路上设有切换装置，所述切换装置用于切换所述空气制冷流路的流向，以使所述压缩空气换热系统在制冷模式与制热模式之间切换。


9.根据权利要求8所述的压缩空气换热系统，其特征在于，所述切换装置包括：
第一控制阀，与所述压缩空气换热系统的回风口、所述第一压缩机的进气口、所述膨胀机的进气口、第一换热流路的出口相连，用于导通所述回风口与所述膨胀机的进气口以及导通所述第一换热流路的出口与所述第一压缩机的进气口，或者导通所述回风口与所述第一压缩机的进气口以及导通所述第一换热流路的出口与所述膨胀机的进气口；和
第二控制阀，与所述第二压缩机的出气口、所述膨胀机的出气口、所述第一换热流路的入口、所述压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏留柱，白崇俨，赵帅，朱兴丹，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44