一種節(jié)能制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于制冷系統(tǒng)中的葉輪式發(fā)電節(jié)流裝置，屬于制冷系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在制冷系統(tǒng)中，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)增壓進(jìn)入冷凝器放熱后，成為高壓液體，再通過節(jié)流閥或毛細(xì)管節(jié)流降壓后，進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱后變成氣體。中小型制冷系統(tǒng)中，制冷劑在節(jié)流閥或毛細(xì)管中的壓降較大，具有一定的做功能力。目前，制冷劑在節(jié)流閥或毛細(xì)管中的壓降能，都沒有被利用而損失了。如果能充分回收利用這部分能量，會達(dá)到節(jié)能減排的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服傳統(tǒng)節(jié)流裝置不能收集利用高壓液態(tài)制冷劑膨脹功的不足，本實(shí)用新型提供一種節(jié)能制冷系統(tǒng)，用于替代原制冷系統(tǒng)中的節(jié)流閥或毛細(xì)管，該裝置能充分利用制冷劑在循環(huán)系統(tǒng)中壓降，將這部分做功能力轉(zhuǎn)化為對外輸出功，進(jìn)行發(fā)電，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保目的。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種節(jié)能制冷系統(tǒng)，包括通過管道連接的壓縮機(jī)、冷凝器以及蒸發(fā)器，所述冷凝器與蒸發(fā)器之間的管道上設(shè)置有節(jié)流發(fā)電裝置，所述節(jié)流發(fā)電裝置包括膨脹功回收機(jī)構(gòu)以及發(fā)電機(jī)。
[0006]本實(shí)用新型所述膨脹功回收機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為:所述膨脹功回收機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在連接冷凝器與蒸發(fā)器的管道中的徑向葉輪，管道外壁上對應(yīng)徑向葉輪軸心的位置設(shè)置有環(huán)形永磁鐵，環(huán)形永磁鐵的中心軸通過轉(zhuǎn)軸與徑向葉輪的軸心固連；環(huán)形永磁鐵的上方設(shè)置有罩在環(huán)形永磁鐵上的罩式永磁鐵，罩式永磁鐵通過連接軸連接發(fā)電機(jī)的輸入軸。
[0007]本實(shí)用新型的改進(jìn)在于:所述管道外壁上設(shè)置有防護(hù)罩，環(huán)形永磁鐵、罩式永磁鐵以及發(fā)電機(jī)均設(shè)置在防護(hù)罩內(nèi)；所述發(fā)電機(jī)通過支架設(shè)置在防護(hù)罩的上部。
[0008]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述環(huán)形永磁鐵與罩式永磁鐵之間設(shè)置有折型隔板，折型隔板與防護(hù)罩的底部固定連接。
[0009]本實(shí)用新型所述膨脹功回收機(jī)構(gòu)的另一種具體結(jié)構(gòu)為:所述膨脹功回收機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在連接冷凝器與蒸發(fā)器的管道中的彎管，所述彎管與管道之間通過變管徑接頭連接；彎管內(nèi)設(shè)置有垂直于制冷劑流向的軸流式葉輪組，彎管中順應(yīng)制冷劑流向設(shè)置有穿過軸流式葉輪中心的軸；軸位于彎管內(nèi)的一端通過支撐板設(shè)置在彎管前端，軸與支撐板之間通過滾動軸承和軸套連接，軸的另一端伸出彎管的拐彎部連接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)軸上設(shè)置有小齒輪，小齒輪與軸外端端部的大齒輪相嚙合；軸與彎管拐彎部的彎壁之間通過密封軸承和軸套定位。
[0010]本實(shí)用新型的改進(jìn)在于:所述葉輪包括至少一組軸流式葉輪，所述軸流式葉輪均勻固定于彎管內(nèi)的軸上。
[0011]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述葉輪前安置喇叭形的液壓收集裝置。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，通過使高壓液態(tài)制冷劑對外做功達(dá)到節(jié)流降壓目的，回收利用了原制冷系統(tǒng)中節(jié)流閥或毛細(xì)管損耗的能量，利用管道內(nèi)高壓制冷劑的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能加以利用，能夠在保證原有制冷系統(tǒng)正常工作的同時，回收在節(jié)流部件處浪費(fèi)的節(jié)流膨脹功，減少節(jié)流損失，提高制冷系統(tǒng)的能量利用率。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為實(shí)施例1中所述膨脹功回收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是圖2的A-A向剖視圖；
[0016]圖4為實(shí)施例2中所述膨脹功回收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為實(shí)施例2中支撐板結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0018]其中:101.壓縮機(jī)，102.冷凝器，103.節(jié)流發(fā)電裝置，104.蒸發(fā)器；
[0019]201.變管徑接頭，202.滾動軸承，204.支撐板，205.喇叭形液壓收集裝置，206.軸流式葉輪，207.軸，208.彎管，210.密封軸承，211.大齒輪，213.小齒輪；
[0020]301.徑向葉輪，302.環(huán)形永磁鐵，303.罩式永磁鐵，304.防護(hù)罩，5.發(fā)電機(jī)，306.支架，307.折型隔板。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0022]節(jié)能制冷系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括通過管道連接的壓縮機(jī)101、冷凝器102、節(jié)流發(fā)電裝置103以及蒸發(fā)器104，節(jié)流發(fā)電裝置103包括膨脹功回收機(jī)構(gòu)以及發(fā)電機(jī)5。
[0023]本實(shí)用新型使用時，直接將節(jié)流發(fā)電裝置103安裝在連接冷凝器與蒸發(fā)器的管道中代替原制冷系統(tǒng)中的節(jié)流裝置，制冷劑在循環(huán)中經(jīng)過壓縮機(jī)101成為高壓氣態(tài)，在冷凝器102中放熱后變?yōu)楦邏阂簯B(tài)，通過本實(shí)用新型達(dá)到降壓目的，成為低壓液態(tài)，在降壓的同時對外輸出功進(jìn)行發(fā)電，之后低壓液態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器104吸熱，達(dá)到制冷目的，從蒸發(fā)器104出來的低壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)101進(jìn)行下一次制冷循環(huán)。
[0024]實(shí)施例1
[0025]本實(shí)施例中膨脹功回收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括徑向葉輪301、環(huán)形永磁鐵302、罩式永磁鐵303、發(fā)電機(jī)5以及防護(hù)罩304。
[0026]徑向葉輪301設(shè)置在連接冷凝器與蒸發(fā)器的管道中，流過管道中的制冷劑會推動葉輪轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，徑向葉輪301的結(jié)構(gòu)如圖3所示。環(huán)形永磁鐵302設(shè)置在管道外壁上對應(yīng)徑向葉輪軸心的位置，環(huán)形永磁鐵的中心軸通過轉(zhuǎn)軸與徑向葉輪的軸心固連，環(huán)形永磁鐵在葉輪帶動下一起轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場。罩式永磁鐵303罩在環(huán)形永磁鐵的上方，罩式永磁鐵303在環(huán)形永磁鐵產(chǎn)生的磁場作用下同步轉(zhuǎn)動。發(fā)電機(jī)5設(shè)置在罩式永磁鐵303的上方，罩式永磁鐵通過連接軸連接發(fā)電機(jī)的輸入軸，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
[0027]本實(shí)施例中的防護(hù)罩304設(shè)置在管道外壁上，環(huán)形永磁鐵302、罩式永磁鐵303以及發(fā)電機(jī)5均設(shè)置在防護(hù)罩內(nèi)，防護(hù)罩與管道外壁密封連接，防止管道內(nèi)的制冷劑外泄。發(fā)電機(jī)通過支架306設(shè)置在防護(hù)罩的上部，罩式永磁鐵303通過連接軸懸吊在發(fā)電機(jī)與環(huán)形永磁鐵之間。環(huán)形永磁鐵302與罩式永磁鐵303之間設(shè)置有折型隔板307，折型隔板與防護(hù)罩的底部固定連接，用于防止制冷劑侵蝕發(fā)電機(jī)。
[0028]本實(shí)施例的工作過程為:制冷劑在管道中流動時，拖動徑向葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪通過轉(zhuǎn)軸帶同環(huán)形永磁鐵一起轉(zhuǎn)動，形成旋轉(zhuǎn)磁場，罩式永磁鐵在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下與環(huán)形永磁鐵同步轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步帶動發(fā)電機(jī)的軸同步旋轉(zhuǎn)，將葉輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，加以利用。
[0029]例如在如下制冷循環(huán)中:一個采用R22為制冷劑的制冷機(jī)，蒸發(fā)溫度為4攝氏度(對應(yīng)飽和壓力為0.56MPa)，冷凝溫度為40攝氏度(對應(yīng)飽和壓力為1.53Mpa)，蒸發(fā)器出口無過熱，冷凝器出口無過冷，壓縮機(jī)為等熵壓縮過程，R22的質(zhì)量流量為0.13Kg/s左右。不考慮管路中其他損失，取葉輪效率為30%，則理想情況下通過本實(shí)用新型可輸出功率37.345W，節(jié)能效果顯著。
[0030]實(shí)施例2
[0031]本實(shí)施例中，膨脹功回收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，采用變管徑接頭201將原制冷系統(tǒng)冷凝器出口管路和一段管徑略大的彎管208連接，冷凝器中的高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)變管徑接頭201流入彎管208。彎管208內(nèi)設(shè)置一根軸207，軸207上均勻固定三個軸流式葉輪206，用于將制冷劑部分能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并且達(dá)到降低制冷劑壓力的目的。軸流式葉輪206前安置一個喇叭形液壓收集裝置205，可以補(bǔ)償由于變管徑而損失的能量，充分利用高壓液態(tài)制冷劑能量。軸207的一端通過滾動軸承202、軸套和三塊互成120度的支撐板204固定在彎管208內(nèi)壁上，支撐板20的結(jié)構(gòu)如圖5所示；軸207的另一端通過密封軸承210、軸套固定在彎管208與管中心相對的彎頭拐彎部管壁上，密封軸承210可以防止制冷劑泄漏，同時可使軸207轉(zhuǎn)動時的阻力較小，軸207穿過彎管208，通過一個大齒輪211與發(fā)電機(jī)5軸上小齒輪213嚙合，提高發(fā)電能力。
[0032]本實(shí)施例的工作過程為:制冷劑在管道中流動時，推動軸流式葉輪旋轉(zhuǎn)，帶動軸轉(zhuǎn)動，軸轉(zhuǎn)動的同時帶動大齒輪旋轉(zhuǎn)，與大齒輪嚙合的小齒輪同時旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)的軸做同步旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)將膨脹功到機(jī)械能再到電能的轉(zhuǎn)換。
【主權(quán)項】
1.一種節(jié)能制冷系統(tǒng)，包括通過管道連接的壓縮機(jī)(101)、冷凝器(102)以及蒸發(fā)器(104)，其特征在于:所述冷凝器與蒸發(fā)器之間的管道上設(shè)置有節(jié)流發(fā)電裝置(103)，所述節(jié)流發(fā)電裝置(103)包括膨脹功回收機(jī)構(gòu)以及發(fā)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述膨脹功回收機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在連接冷凝器與蒸發(fā)器的管道中的徑向葉輪(301)，管道外壁上對應(yīng)徑向葉輪軸心的位置設(shè)置有環(huán)形永磁鐵(302)，環(huán)形永磁鐵的中心軸通過轉(zhuǎn)軸與徑向葉輪的軸心固連；環(huán)形永磁鐵的上方設(shè)置有罩在環(huán)形永磁鐵上的罩式永磁鐵(303)，罩式永磁鐵通過連接軸連接發(fā)電機(jī)(5)的輸入軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種節(jié)能制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述管道外壁上設(shè)置有防護(hù)罩(304)，環(huán)形永磁鐵(302)、罩式永磁鐵(303)以及發(fā)電機(jī)(5)均設(shè)置在防護(hù)罩內(nèi)；所述發(fā)電機(jī)通過支架(306)設(shè)置在防護(hù)罩的上部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種節(jié)能制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述環(huán)形永磁鐵(302)與罩式永磁鐵(303)之間設(shè)置有折型隔板(307)，折型隔板與防護(hù)罩的底部固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述膨脹功回收機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在連接冷凝器與蒸發(fā)器的管道中的彎管(208)，所述彎管與管道之間通過變管徑接頭(201)連接；彎管(208)內(nèi)設(shè)置有垂直于制冷劑流向的軸流式葉輪組，彎管中順應(yīng)制冷劑流向設(shè)置有穿過軸流式葉輪中心的軸(207);軸(207)位于彎管內(nèi)的一端通過支撐板設(shè)置在彎管前端，軸與支撐板之間通過滾動軸承(202)和軸套連接，軸(207)的另一端伸出彎管的拐彎部連接發(fā)電機(jī)(5)，發(fā)電機(jī)軸上設(shè)置有小齒輪(213)，小齒輪(213)與軸外端端部的大齒輪(211)相嚙合；軸與彎管拐彎部的彎壁之間通過密封軸承(210)和軸套定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種節(jié)能制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述葉輪包括至少一組軸流式葉輪(206)，所述軸流式葉輪均勻固定于彎管內(nèi)的軸上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種節(jié)能制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述葉輪前安置喇叭形的液壓收集裝置(205)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種節(jié)能制冷系統(tǒng)，包括通過管道連接的壓縮機(jī)、冷凝器以及蒸發(fā)器，所述冷凝器與蒸發(fā)器之間的管道上設(shè)置有節(jié)流發(fā)電裝置，所述節(jié)流發(fā)電裝置包括膨脹功回收機(jī)構(gòu)以及發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型能夠充分利用制冷系統(tǒng)中高壓液態(tài)制冷劑的能量進(jìn)行發(fā)電，環(huán)保節(jié)能。
【IPC分類】F25B9-06, F25B41-06
【公開號】CN204329422
【申請?zhí)枴緾N201420803682
【發(fā)明人】左浩宇, 高媛, 紀(jì)安仕, 張朋宇, 高建強(qiáng)
【申請人】華北電力大學(xué)（保定）
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月18日