一种全新风空调系统技术方案

本实用新型专利技术属于流体机械领域和空气调节领域，涉及一种全新风空气调节系统，包括：膨胀机、压缩机、高速电机、通风机、换热器、除水换热器、第一四通阀、第二四通阀和三通阀；高速电机驱动压缩机工作，膨胀机、压缩机的进气端分别通过第二四通阀与空气连接，膨胀机、压缩机的排气端分别通过第一四通阀与换热器、除水换热器连接；除水换热器通过三通阀与第二四通阀分别与膨胀机、压缩机的进气端连接；通风机的吸气口通过换热器与除水换热器连接。本实用新型专利技术以空气作为工质，无泄漏风险，送风温度、湿度均可调节，集成膨胀机、压缩机为一体，用一台机器实现压缩和膨胀的功能，减小透平机械的体积，并且回收膨胀功，提高系统效率。提高系统效率。提高系统效率。

【技术实现步骤摘要】
一种全新风空调系统


[0001]本技术涉及流体机械领域和空气调节领域。具体而言，涉及一种以高速电机驱动的透平机械为核心的全新风空气调节系统。

技术介绍

[0002]空气调节的任务是向室内提供冷量或热量，并稀释室内的污染物，以保证室内具有适宜的舒适环境和良好的空气品质，在任何自然环境下，将室内空气控制在一定的温度、湿度、气流速度以及一定的清洁程度。空气制冷是以气体为工质，通过改变其热力参数产生温降效应，实现将热量从低温热源转移至高温热源的一类制冷技术。因为空气的节流降温效果不佳，所以空气制冷一般采用等熵膨胀来制冷。膨胀机即是实现这一过程的机器。
[0003]在装甲、客机、舰船、列车等军用、民用运输设备中，考虑到电子设备的散热需求以及乘客的舒适性要求，基于逆布雷顿循环的空气制冷系统时常会被采用，膨胀机便是循环中的核心部件，但是在飞机、装甲车等交通工具上膨胀机只是单纯的提供冷量，并且常有冲压空气或者高压的发动机排气来驱动膨胀机。对于新风空调，若为其单独配备一个高压气源，会有体积大，成本高的缺点。现有空调与新风系统相对独立，送风温度取决于蒸发器蒸发温度，不便于调节。

技术实现思路

[0004]为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本技术提出一种全新风空调系统，通过高速电机带动压缩膨胀一体主机来实现制冷或制热。
[0005]本技术解决上述问题的技术方案是：一种全新风空调系统，其特殊之处在于，包括：
[0006]膨胀机、压缩机、高速电机、通风机、换热器、除水换热器、第一四通阀、第二四通阀和三通阀；
[0007]膨胀机、压缩机的进气端均通过第二四通阀与空气连接，膨胀机、压缩机的排气端分别通过第一四通阀与换热器、除水换热器连接；除水换热器通过三通阀与第二四通阀分别与膨胀机、压缩机的进气端连接；
[0008]通风机的吸气口通过换热器与除水换热器连接；所述高速电机与膨胀机和压缩机同轴工作。
[0009]进一步地，上述所述高速电机驱动压缩机工作，膨胀机回收膨胀功后驱动压缩机工作。将膨胀机和压缩机集成在一台压缩膨胀一体机上，用一台机器实现空气膨胀制冷和压缩制热，减小系统体积，提高系统可靠性，同时回收膨胀功，降低电机功耗，提高系统效率。
[0010]进一步地，上述高速电机的动力输出轴采用气体轴承作为支承，小摩擦的气体轴承使得高速电机可以达到较高的速度，高转速下可以有效减小压缩膨胀一体机的体积，同时使得送入房间的空气干净无油。
[0011]进一步地，通过三通阀控制除水换热器的流量，实现对新风除湿量的控制。
[0012]进一步地，上述换热器和除水换热器，根据实际需求可以布置为顺流、逆流、交叉流。
[0013]一种全新风空调系统的制冷方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0014]1)使第一四通阀切换为房间与膨胀机连通，换热器与压缩机连通，第二四通阀切换为膨胀机与三通阀连通，压缩机与环境连通；
[0015]2)使空气通过第二四通阀进入压缩机压缩增压升温，高压高温的空气通过第一四通阀先进入换热器与房间排风进行换热降温，再进入除水换热器除水；
[0016]3)通过三通阀控制进入除水换热器的风量来控制除湿量，换热后的高压常温空气通过第二四通阀进入膨胀机膨胀降温，并回收膨胀功，压力降低至稍大于待控温的房间的压力后通过第一四通阀送入待控温的房间。
[0017]一种全新风空调系统的制热方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0018]1)使第一四通阀切换为房间与压缩机连通，换热器与膨胀机连通，第二四通阀切换为压缩机与三通阀连通，膨胀机与环境连通；
[0019]2)使空气通过第二四通阀进入膨胀机膨胀降压，输出膨胀功，然后低温低压的空气通过第一四通阀进入换热器和除水换热器，与待控温的房间排风进行热交换，
[0020]3)换热后的低压常温空气通过第二四通阀进入压缩机压缩增压升温，压力升至稍大于待控温的房间压力后通过第一四通阀送风到待控温的房间。
[0021]本技术的优点：
[0022]1)环保。制冷工质为空气，自然工质不用担心泄漏，不会导致臭氧层破坏、温室效应等等。
[0023]2)直接送风，送风温度、湿度可调。通过调节转速控制压比，从而实现对温度的控制，调节除水换热器的流量，从而实现对湿度的控制。
[0024]3)气体轴承无磨损、无润滑油。使用寿命长、可靠性高，使得其在维护成本上具有明显的优势，而且不用润滑油，所以不会对送风造成污染；
[0025]4)体积小。集成膨胀机、压缩机为一体，用一台机器实现压缩和膨胀的功能，并用一个高速电机同时驱动膨胀机、压缩机，节省空间。
附图说明
[0026]图1为本技术的一个实施例的工作原理图(制冷工况)；
[0027]图2为本技术的一个实施例的工作原理图(制热工况)。
[0028]其中：1、环境，2、通风机，3、换热器，4、除水换热器，5、膨胀机，6、高速电机，7、压缩机，8、第一四通阀，9、第二四通阀，10、三通阀，11、房间。
具体实施方式
[0029]为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。
[0030]现有空调与新风系统相对独立，送风温度取决于蒸发器蒸发温度，不便于调节。本技术压缩膨胀一体机就很好的解决了这个问题，使用空气作为制冷工质即可直接送风，并且对送风的温度可以调节，舒适性有所提升。
[0031]参见图1和图2，一种全新风空调系统，包括：膨胀机5、压缩机7、高速电机6、通风机2、换热器3、除水换热器4、第一四通阀8、第二四通阀9和三通阀10；高速电机6与膨胀机5和压缩机7同轴工作，膨胀机5、压缩机7的进气端分别通过第二四通阀9与空气连接，膨胀机5、压缩机7的排气端分别通过第一四通阀8与换热器3、除水换热器4连接；除水换热器4通过三通阀10与第二四通阀9分别与膨胀机5、压缩机7的进气端连接；通风机2的吸气口通过换热器3与除水换热器4连接。
[0032]作为本技术的一个优选实施例，上述高速电机6驱动压缩机7工作，膨胀机5回收膨胀功后也压缩机7工作。将膨胀机5和压缩机7集成在一台压缩膨胀一体机上，用一台机器实现空气膨胀制冷和压缩制热，减小系统体积，提高系统可靠性。
[0033]作为本技术的一个优选实施例，上述高速电机6的动力输出轴采用气体轴承作为支承，小摩擦的气体轴承使得高速电机6可以达到较高的速度，高转速下可以有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全新风空调系统，其特征在于：包括膨胀机(5)、压缩机(7)、高速电机(6)、通风机(2)、换热器(3)、除水换热器(4)、第一四通阀(8)、第二四通阀(9)和三通阀(10)；所述膨胀机(5)、压缩机(7)的进气端分别通过第二四通阀(9)与空气连接，膨胀机(5)、压缩机(7)的排气端分别通过第一四通阀(8)与换热器(3)、除水换热器(4)连接；除水换热器(4)通过三通阀(10)与第二四通阀(9)分别与膨胀机(5)、压缩机(7)的进气端连接；所述通风机(2)的吸气口通过换热器(3)与除水换热器(4)连接；所述高速电机(6)与膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯予，陈双涛，王喆锋，杨潇翎，李金波，徐振坤，高卓贤，杜顺开，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：