风轮水轮热泵及暖通空调集成设备制造技术

本发明专利技术涉及风轮（能）、水轮（能）驱动的液体蒸发式制冷（热）、蓄冷（热）、供冷（热）设备；通风、空调、室内蓄热集成设备；增强风能前端风速的装置；小型风能、电能互补驱动压缩机制冷及家电集成设备；蓄能船及蓄能车；适于在有风能、水能可供利用，近地城乡需用制冷装置的地方推广应用；其制冷设备、通风空调设备可分别与现有空调设备、制冷设备结合使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风能、水能蓄能空调集成设备，属于组合技术在制冷及空调领域中的应用。能源是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题之一，在化石能源储量日益减少的情况下，各国更加重视水能、风能等可再生能源的开发应用，制冷空调是耗能大的行业之一，且使用具有季节性，日负荷高峰出现时间具有趋同性的特点，是造成电网峰谷差和季节性供电紧张的重要原因之一，据资料记载“葛州坝水利枢纽工程，高峰与低谷的发电输出功率分别为220万千瓦和80万千瓦，放水是解决用电低谷时发不出电能的方法。”近年来，蓄冷空调技术取得了长足的进步，成为移峰填谷的一种主要方法，分析从风力、水力发电到蓄冷空调能量转换输送全过程，有以下中间环节水轮、风轮机械能经发电机转换成电能，经变压(整流)器变成高压(直流)电，电网输送，经变压(变流)器变成低压交流电，低压配电，电动机将电能转换成机械能。这些中间环节，要损耗25％-30％的能量，要消耗大量的铜、铁、铝材料用于制造中间环节的设备，目前液体蒸发式制冷压缩机的驱动源有电动机、燃料发动机、蒸汽机，公开号为CN2575335的技术专利不属于液体蒸发式制冷机的范畴。在有风能、水能可以利用，近地城乡需用制冷机(热泵)的地方，用风轮、水轮驱动压缩机运转，省去中间环节，可减少能量损耗和原材料消耗。虽然风能、水能(包括潮汐能、波浪能)存在波动性、间歇性，但在蓄热技术日益成熟的情况下，使有间歇性、波动性的能源用于制冷及空调成为可能，专利技术专利“太阳能蓄能转换家用空调系统”就是一例。按舒适性空间有调温、调湿、洁净空气、分布空气的功效，我国大多数空调属季节性空调，年使用天数约占全年天数的1/6至1/2，北方甚至不足1/6(不包括集中供热时间)，目前部分中央空调、集中空调系统虽然采用独立新风系统，较穿墙洞引风方式进步，但在过渡季节空调不工作期间，空调功效不能实现，尤其在霾、雾、无风等低气压气象时，室内空气质量差；此外，自然通风、间歇式机械通风、室内蓄热都是改善建筑热环境、节约空调能耗的技术措施，目前通风设备、室内蓄热设备、空调设备(包括加湿器)，冰箱设备缺乏系统集成，空调设备按日峰值负荷设计，绝大多数时间空调设备处于部分负荷状态，不一定处于最佳能效比，最经济运行状况，分别购买上述设备，初投资大，用户电力增容量大，设备利用效率不高，上述问题有待解决。本专利技术的目的在于1、提出在有风能、水能可以利用，近地城乡需用制冷装置，用风轮、水轮驱动液体蒸发式制冷压缩机的运转，省去从风力、水力发电到电动机驱动压缩机运转若干中间环节，避免能量在转换和输送过程中的损耗，节省制造中间环节设备铜、铁、铝材料的消耗，从源头减小电网峰谷差值。2、提出了一种集通风、空调新风于一体的新风入口、排气出口装置和将通风、空调、室内蓄热(家用含冰箱)集成的设备，解决在有风时，能增强通风效果，减小通风阻力；在过渡季节无风(低气压气象)时，提高室内空气质量；在夏、冬季减小室温波动幅度，减小调温负荷峰值，减少风机盘管工作时间，降低风机最大功率和噪音，减小盘管尺寸，降低用户电力增容量，提高设备运行效率，降低初投资和运行成本，达到节约资源和节约能源的目的。3、提出了增强风轮前端风速的装置和风能、电能互补驱动压缩机的装置，解决提高风能利用率，提高系统工作的可靠性，扩大该设备应用的地域范围。4、提出了将风能制冷蓄能与“天然冰蓄能集中供冷设备系统”(申请号为200510009971.3)相结合，解决弥补天然冰储能损耗，降低天然冰储量，降低天然冰蓄能设备的初投资成本和运行成本。5、提出了往返于风电场、水利工程与城镇用户、供能站之间的蓄能船、蓄能车装备，是解决异地制冷(热)、用冷(热)的方法之一。本专利技术技术方案如下风能、水能蓄能空调集成设备，由制冷(热)循环子系统、蓄冷(热)循环子系统、供冷(热)循环子系统、通风空调集成设备、电源组成。制冷(热)循环子系统由压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、测量控制装置、制冷辅助装置组成。压缩机的驱动源不是现有压缩机的驱动源电动机、燃科发动机、蒸汽机，而是风轮(能)、水轮(能)。风轮、水轮输出轴通过增速器与压缩机转子轴连接。在风速波动幅度大、潮汐(波浪)水头波动冲击大的地域应用该系统，在增速器内加装摩擦离合器；在传动系统中加“隐性惯性轮”，“隐性惯性轮”是指将惯性轮的质量分散到风轮、水轮，增速器，压缩机转子中；起增强抗冲击强度，减小转速变化率(Δn/Δt)的作用，利于系统安全稳定运行。制冷循环子系统的控制，与目前流行的变频压缩机循环系统比较，虽然引起压缩机转速变化的原因不同，但关系到系统稳定运行的因素(压缩机的吸气压力、排气压力、吸气过热度)相同；系统的可控目标(蒸发器出口压力、出口温度过热度、热泵制热模式下的冷凝压力)相同；都通过控制电子膨胀阀的开度调节制冷剂流量，因此，采用公知的变制(载)冷剂流量控制技术，采用压力一温度控制方式，解决制冷循环子系统的控制。对于水能水位变化缓慢或基本不变的制冷循环子系统，应用热力膨胀阀和压力一温度控制方式进行控制。对于中型以上的横轴风力压缩机，还应用公知的风力发电控制设备和技术液压系统、偏航系统、制动保护系统、工作状态转换控制技术、定桨距或变桨距技术、功率控制技术、测量控制装置、机舱、旋转体、塔架等，在此不详细描述。在制冷循环子系统中，还采用了公知的制冷辅助装置与技术，小转矩起动技术。蓄冷(热)循环子系统由蓄冷(冰)槽、蓄热槽、充冷(热)开关、充冷(热)速率调节泵、充冷(热)温度传感器组成，与现有蓄冷空调利用夜间低谷电蓄冷，白天供冷的短期蓄能方式不同，该子系统采用中短期或中长期储能方式，根据各地气候特点，运用公知多样化的蓄能设备和方式，尽量多储能。为了解决现有蓄冷空调在释冷融冰后期温度难以控制的问题，并实现充冷供冷互不干扰，并充分利用风能或水能蓄能，用2个以上蓄冷(冰)槽蓄能供能。开放式蓄冷(热)水循环回路还采用防虹吸、倒空设备。供冷(热)循环系统由蓄冷(热)槽、开关控制阀、供冷(热)调节泵、室内蓄热器、串联有流量调节阀的室内空调换热盘管构成供水循环回路。供冷(热)泵应用公知的变频调节技术，根据负荷变化控制泵的转速调节供冷(热)量；室内蓄热器带有温控器，其供冷(热)管路中串联开关阀构成蓄热支路，若干个蓄热支路与若干个空调器换热支路并联与供冷(热)循环回路连通；空调处于制冷(热)状态，室内蓄热器内的介质温度高(低)于一定值，蓄热器上的温控器接通开关阀电路，开关阀被打开，并维持一段时间，蓄热介质更换完毕，温控器断开开关阀电路，开关阀关闭。集成设备由新风入口、排气出口装置，室内空调器组成。新风入口装置由正压风管、旋转支撑、进风管、旋转接头(或密封圈，以下同)组成。正压风管头部呈流线收敛型喇叭口管，中间弯管段呈90°弯曲，末段是直管，尾部是风标，正压风管重心位于直管段轴线上，直管段外合适位置有一托环，与轴承、支座构成旋转支撑，其支座与建筑物联成一体，正压风管位于旋转支撑上，可绕其转动，正压风管直管段与进风管入口直管段在同一轴线上，衔接部位通过旋转接头连通。排气出口装置有两种一种由间隔一定距离的上、下诱风曲面(或球面，以下同)支柱、排气管组成，上曲面靠支柱与建筑物相连接，凸面向下，下曲面与建筑物联成一体，凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风能、水能蓄能及通风、空调、室内蓄热、冰箱集成设备，采用蒸气压缩式制冷，冰（水）蓄冷，风机盘管和与风力发电，水力发电相关的设备，采用变制（载）冷剂流量、变风量控制技术，其特征在于：风轮、水轮固定在增速器的输入轴上，增速器的输出轴与外驱动压缩机的输入轴相连接，增速器与外驱动压缩机固定在机舱内，压缩机制冷剂输入、输出导管是柔性导管，对风速波幅大、潮汐波浪水头冲击大的系统，在增速器中加装摩擦离合器，在传动系统中设计制造“隐性惯性轮”，集成设备中的新风入口装置由正压风管、旋转支撑、进风管、旋转接头组成，正压风管头部呈流线收敛型喇叭口，管的中间段呈９０弯曲，末端是直管，尾部是风标，其重心位于直管段轴线上，重心上方直管外有一托环与轴承、支座构成旋转支撑，支座与建筑屋联成一体，正压风管位于旋转支撑上，正压风管直管段与进风管入口端直管段在同一轴线上，衔接部分通过旋转接头连通；设备中的排气出口装置有两种类型：一种由间隔一定距离的上、下诱风曲面、支柱、排气管组成，上诱风曲面通过支柱与屋顶相连，凸面向下，下诱风曲面与屋顶连成一体，凸面向上，凸面中央有园洞，排气管上端衔接于此；另一种由负压风管、旋转支撑、旋转接头、排气管组成，负压风管头部呈流线收敛型喇叭口，中、后段水平直管与中部竖直管构成三通，尾部直管上下是风标竖直受风力面，负压风管重心位于竖直管轴线上，重心上方竖直管外有一托环，与轴承、支座构成旋转支撑，负压风管位于旋转支撑上，其竖直管与排气管出口直管段位于同一轴线上，衔接部分通过旋转接头连通；室内空调器是通风、风机盘管集成的设备，它由新风流量调节阀，回风流量调节阀，洁净装置，调湿装置，调温换热盘管，开关控制阀４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４，大小风量送风开关阀５５、５６，小风量接头，小风机，大风机，室外温度、湿度传感器，辐射强度传感器，室内温度、湿度传感器，空调控制器组成，空调新风进风管与新风流量调节阀连通，然后经开关控制阀４８、４９、５０、５１分别与自然通风散流管，洁净装置、调湿装置，调温换热盘管空气进气端相连通，开关控制阀５２、５３、５４分别连通在洁净装置出气口管与调湿装置入气口管，洁净装置出气口管与调温换热盘管空气入气口管，调湿装置出气口管与调温换热盘管空气入气口管之间，小风机进气管与洁净、调湿装置出气口管连通，小风机出气管向空调室送风，大风机进气管与调温换热盘管空气出口管连通，大风机出气管与大、小风量送风开关阀...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：游善宗，游江，
申请(专利权)人：游善宗，游江，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]