[發明專利]一種串聯動力熱泵裝置及串聯動力熱泵控制方法

在審

• 申請號: 201711419005.8
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN107957148A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 謝夢;徐紅艷;童乙倫;童獻文
• 申請（專利權）人: 湖南同能機電科技有限公司
• 主分類號: F25B27/00
• 分類號: F25B27/00;H02K7/18;H02P9/00
• 代理公司: 長沙思創聯合知識產權代理事務所(普通合伙)43215
• 代理人: 肖戰勝,陳華俊

1.一種串聯動力熱泵裝置，其特征在于，包括熱動力機、電機單元和熱泵機組；所述電機單元的兩端均具有向外伸出的傳動軸，包括定子、轉子和軸承，其中定子包括定子鐵芯和多個定子繞組；所述熱泵機組包括壓縮機和與壓縮機吸氣管連接的蒸發器，以及與壓縮機排氣管連接的冷凝器，用于制冷水或制熱水；

所述熱動力機的傳動軸與電機單元的傳動軸直接串聯連接后，再與壓縮機的傳動軸連接；

所述熱動力機與電機單元的第一端外伸的傳動軸通過前級連軸裝置相連；電機單元的第二端外伸的傳動軸通過后級連軸裝置與壓縮機的傳動軸相連；所述前級連軸裝置為連軸器或離合器；后級連接裝置為連軸器或離合器。

2.根據權利要求1所述的串聯動力熱泵裝置，其特征在于，當所述電機定子、轉子和傳動軸處于水平布置時，位于所述電機轉子上方的電機定子繞組中包含一個或多個反重力勵磁繞組；當所述反重力勵磁繞組通入電流時，能對電機轉子內的鐵芯產生向上反重力方向的電磁吸力，該電磁吸力能讓電機單元傳動軸的水平支撐軸承或連同熱動力機和壓縮機傳動軸的水平支撐軸承所受的徑向豎直向下壓力減小或為零。

3.根據權利要求1所述的串聯動力熱泵裝置，其特征在于，所述的電機單元為發電機、電動機、復合型電機或電機組；復合型電機是指該電機單元既能作為發電機使用又能作為電動機使用；電機組為包括串聯的至少兩個子電機單元。

4.根據權利要求1所述的串聯動力熱泵裝置，其特征在于，所述前級或后級連軸裝置上還設置有用于轉速或轉向變換的變速裝置。

5.根據權利要求1所述的串聯動力熱泵裝置，其特征在于，還包括電控系統；熱動力機、電機單元和熱泵機組均受控于電控系統；

電控系統包括熱動力控制模塊、電機控制模塊和熱泵機組控制模塊；

(1)熱動力控制模塊用于控制熱動力機的運行；

(2)電機控制模塊包括電動機模塊、發電模塊和反重力控制模塊中的至少一種；

所述電動機模塊用于控制外部電源為電機單元供電，此時電機單元工作在電動機模式；

所述發電模塊用于控制電機單元向外部負載供電，此時電機單元工作在發電機模式；

所述反重力控制模塊輸出端與反重力勵磁繞組的引線連接，輸入端連接外部電源，包括勵磁單元和切換單元；其中切換單元控制反重力勵磁繞組與其他定子繞組的連接與分離；勵磁單元用于控制外部電源為電機定子的反重力勵磁繞組提供電源；當切換單元斷開時，電機單元工作在反重力軸承模式，勵磁單元與反重力勵磁繞組接通，即使電機轉子被其他設備帶動旋轉，也能對轉子產生持續的反重力方向的電磁吸力；當切換單元閉合時，將反重力勵磁繞組恢復到電動機或發電機的定子繞組中，電機單元恢復到電動機模式或發電機模式；

(3)熱泵機組控制模塊用于控制熱泵機組的運行，以及熱泵機組制冷、制熱工況的工況轉換；

(4)當連軸裝置采用電控離合器時，電控系統還包括用于控制離合器連接和分離的傳動控制模塊；

電控系統內的各個模塊之間可進行互相關聯控制。

6.根據權利要求2所述的串聯動力熱泵裝置，其特征在于，反重力勵磁繞組為電機定子中獨立設置的繞組。

7.根據權利要求1所述的串聯動力熱泵裝置，其特征在于，還包括吸收式機組；吸收式機組與熱動力機的排氣管或冷卻水管相連，采用熱動力機排出煙氣和冷卻水的余熱進行制冷或提供熱水。

8.根據權利要求1-7任一項所述的串聯動力熱泵裝置，其特征在于，還包括余熱鍋爐，并與熱動力機的排氣管或冷卻水管相連；其中余熱鍋爐包括氣-水換熱器、水-水換熱器和二次氣-水換熱器中的至少一種，均輸出熱水。