[發(fā)明專利]通過冷媒膨脹動(dòng)能輔助驅(qū)動(dòng)的熱泵

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010121227.3
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN102155821A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐開文
• 申請（專利權(quán)）人: 徐開文
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02;F25B49/02;F04B35/04
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 董敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱泵裝置，其中冷媒在熱交換后的流動(dòng)壓力作為驅(qū)動(dòng)的輔助動(dòng)力；特別是指壓縮高壓高溫的冷媒在排熱的熱交換之后，經(jīng)膨脹降壓成較低壓的動(dòng)能壓力，使得動(dòng)力器作功，以輔助冷媒壓縮裝置的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。

背景技術(shù)

在節(jié)能減碳的問題上，熱泵系統(tǒng)的熱交換冷媒已經(jīng)由容易獲得、用之不竭且具有穩(wěn)定的化學(xué)性，安全無毒、不可燃并具有良好的傳熱特性與流體流動(dòng)性的低成本自然物質(zhì)(例如：CO₂)逐漸替代并且被推廣使用。冷媒用于在各種潤滑油和機(jī)件中運(yùn)動(dòng)，并且在高壓高溫下也不分解而產(chǎn)生有害氣體，并且沒有回收或再處理的問題，從而符合環(huán)保特性等優(yōu)點(diǎn)。

然而，自然物質(zhì)的CO₂冷媒以高于普通冷媒很多的工作壓力和溫度提供熱交換(參照圖1所示)，其由壓縮機(jī)A壓縮作功為高壓高溫的液體(其中壓力約為150KG/CM²，溫度為90℃)，經(jīng)管路流入冷凝器B，冷水流進(jìn)行即熱式熱交換，從而供給熱水流，使冷媒呈高壓低溫狀態(tài)流出，再經(jīng)膨脹閥C的針孔閥門收縮膨脹冷媒為低壓低溫氣態(tài)形式(其中壓力約為80KG/CM²，而低溫溫度依熱交換能量設(shè)計(jì)而定)之后，流入一蒸發(fā)器D進(jìn)行吸熱式制冷的熱交換操作，即回流到壓縮機(jī)A進(jìn)行循環(huán)作功。

然而，冷凝器B流出的高壓低溫CO₂冷媒經(jīng)過膨脹閥C的膨脹降壓時(shí)仍然保留有約80KG/CM²的氣體壓力，即僅流入蒸發(fā)器D內(nèi)進(jìn)行吸熱制冷的作功，其中80KG/CM²的流動(dòng)壓力動(dòng)能沒有被利用而造成浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種通過冷媒膨脹動(dòng)能輔助驅(qū)動(dòng)的熱泵，用于熱交換的冷媒經(jīng)過膨脹閥裝置流動(dòng)的氣體動(dòng)壓能驅(qū)動(dòng)動(dòng)力器連動(dòng)的壓縮機(jī)壓縮冷媒，以輔助驅(qū)動(dòng)能源。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種通過冷媒膨脹動(dòng)能輔助驅(qū)動(dòng)的熱泵，包括：

壓縮機(jī)，其使壓縮的冷媒以高壓高溫形式流出；冷凝器，其接合壓縮機(jī)流出的高壓高溫冷媒；供水管路，其接合冷凝器中的冷水流管路進(jìn)行熱交換后由熱水流管路流出；膨脹閥裝置，其連通冷凝器，使冷媒降壓降溫呈氣態(tài)；輔助動(dòng)力器，其連通膨脹閥設(shè)置流入的氣態(tài)冷媒，氣態(tài)冷媒面對其內(nèi)設(shè)置的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)，并延伸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸同軸的連接壓縮機(jī)的馬達(dá)轉(zhuǎn)子樞軸旋轉(zhuǎn)；蒸發(fā)器，其連通輔助動(dòng)力器，并引入冷媒進(jìn)行熱交換，使冷媒回流至壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓縮；控制裝置，其對應(yīng)各元件設(shè)定的數(shù)值控制順序動(dòng)作。

由于本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，從而達(dá)到了能源再利用以節(jié)省能源消耗的目的。

附圖說明

本發(fā)明的目的和其特征，將在以下的描述和有關(guān)的附圖中進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

圖1是普通熱泵結(jié)構(gòu)元件組成的簡單示意圖。

圖2是本發(fā)明熱泵結(jié)構(gòu)的流程方塊示意圖。

圖3是本發(fā)明熱泵結(jié)構(gòu)元件組成的簡單示意圖。

圖4是本發(fā)明壓縮機(jī)輔助動(dòng)力器的簡單組合剖示圖。

具體實(shí)施方式

參照圖2所示，本發(fā)明包括：壓縮機(jī)1，冷凝器2，供水管路3，膨脹閥裝置4，輔助動(dòng)力器5，蒸發(fā)器6，控制裝置7等部分。

參照圖2、3所示，壓縮機(jī)1的高壓出口11經(jīng)高壓高溫管路12連接至冷凝器2，并連接至排熱管路21的冷媒入口211，壓縮機(jī)1的低壓吸氣口13經(jīng)由低壓低溫管路14連通蒸發(fā)器6，并連接至吸熱管路61的冷媒出口611。

供水管路3的熱交換管路31(可為二重管式或殼管式等結(jié)構(gòu)，其規(guī)格尺寸依據(jù)熱泵的設(shè)計(jì)能量確定)與冷凝器2的排熱管路21相聯(lián)，其中冷水流管路32與市用自來水管路相連，并通過設(shè)置在冷凝器2的排熱管路21的冷媒出口端202進(jìn)入熱交換管路31，經(jīng)過熱交換后的熱水流管路33經(jīng)由冷凝器2的排熱管路21的冷媒入口端211的熱交換管路31流出，以便供給使用。熱水流管路33上設(shè)置有溫度感測器34。還可設(shè)置熱風(fēng)扇22以提供室內(nèi)循環(huán)的熱氣流。

膨脹閥裝置4的入口端41連接連通管路42，連通管路42中流入冷凝器2內(nèi)高壓低溫液態(tài)形式的冷媒，連通管路42上連通方向閥43的流入端口431，方向閥43的另一流入端口432設(shè)置有旁通管路44，旁通管路44連通壓縮機(jī)1的高壓高溫管路12，方向閥43和冷凝器2的冷媒出口212之間的連通管路42上設(shè)置有壓力感測器45，該壓力感測器45感測傳導(dǎo)到控制裝置7的微處理器70的壓力值信號。膨脹閥裝置4的出口端46通過導(dǎo)管47連接至輔助動(dòng)力器5的入口51。