[發(fā)明專利]一種熱動力壓縮機和熱泵系統(tǒng)及熱泵系統(tǒng)控制方法

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• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108105065A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)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: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04;F04B35/00;F04C23/02;F04D25/02;F04D25/06;F02B63/04;F02B63/06;F02C6/00;F01D15/08;F01D15/10;F25B31/00;F25B31/02;F25B49/02
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本發(fā)明公開了一種熱動力壓縮機，包括發(fā)動機、發(fā)電機、電動機和壓縮機，其中壓縮機采用帶有外伸驅(qū)動軸的開啟式壓縮機，可以采用發(fā)動機、電動機驅(qū)動壓縮機，還能發(fā)電；還公開一種熱泵系統(tǒng)，包含兩臺或兩臺以上壓縮機，其中至少有一臺壓縮機采用熱動力壓縮機，可利用熱動力壓縮機發(fā)電驅(qū)動其他壓縮機；本發(fā)明還提供一種熱泵系統(tǒng)的控制方法。本發(fā)明能實現(xiàn)電力和天然氣的優(yōu)勢互補，而且有多種運行模式，能源利用效率高，具備顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

技術領域

本發(fā)明涉及燃氣發(fā)電和空調(diào)領域，尤其涉及一種熱動力壓縮機和一種熱泵系統(tǒng)及控制方法。

背景技術

目前空調(diào)壓縮機無論大型機還是小型壓縮機，基本采用電力驅(qū)動，或在汽車等行業(yè)采用燃料動力壓縮機，沒有將電力驅(qū)動和燃料驅(qū)動整合的空調(diào)系統(tǒng)。其中空調(diào)負荷調(diào)節(jié)一般采用間歇啟停壓縮機，或采用成本較高的變頻器，來改變壓縮機電機轉(zhuǎn)速。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種技術，將發(fā)電機與開啟式壓縮機電機直接串聯(lián)，既能采用電力驅(qū)動壓縮機，也能很方便采用發(fā)動機驅(qū)動壓縮機，而且當空調(diào)系統(tǒng)有多臺壓縮機時，能將多臺壓縮機動力驅(qū)動進行整合，由通過調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，改變發(fā)電頻率，不用變頻器就能實現(xiàn)調(diào)節(jié)其他其壓縮機的頻率的功能。其技術解決方案如下：

一種熱動力壓縮機，其特征在于，包括發(fā)動機、發(fā)電機、電動機和壓縮機；其中壓縮機采用帶有外伸驅(qū)動軸的開啟式壓縮機，一般為開啟式離心壓縮機、開啟式螺桿壓縮機或開啟式活塞機；所述發(fā)電機和電動機均包括定子、轉(zhuǎn)子和軸承，其中定子包括定子鐵芯和定子繞組；所述發(fā)動機采用燃料內(nèi)燃機、燃氣輪機或蒸汽輪機，或燃氣輪機和蒸汽輪機組合形式，其中燃料可采用天然氣或汽柴油等。其中發(fā)動機、發(fā)電機、電動機和壓縮機通過連軸裝置采用以下任一順序進行連接：

（1）按發(fā)動機、發(fā)電機、電動機和壓縮機的順序依次連接，其中發(fā)電機和電動機采用雙伸驅(qū)動軸；

（2）按發(fā)電機、發(fā)動機、電動機和壓縮機的順序依次連接，發(fā)其中動機和電動機采用雙伸驅(qū)動軸；

（3）按發(fā)電機、發(fā)動機、壓縮機和電動機的順序依次連接，其中發(fā)動機和壓縮機采用雙伸驅(qū)動軸；

（4）按發(fā)動機、發(fā)電機、壓縮機和電動機的順序依次連接，其中發(fā)電機和壓縮機采用雙伸驅(qū)動軸

讓發(fā)動機、發(fā)電機、電動機和壓縮機的四軸串聯(lián)直驅(qū)，效率更高，結構更簡單，更于維護。如內(nèi)燃機在驅(qū)動發(fā)電動機輸出50Hz三相交流電時，有的轉(zhuǎn)速為3000r/min，而現(xiàn)有開啟式壓縮機所采用的兩極驅(qū)動電動機在50Hz三相交流電源驅(qū)動時轉(zhuǎn)速約為2960r/min，二者轉(zhuǎn)速基本一樣，從而使上述直驅(qū)連接成為可能。

進一步，當所述發(fā)電機或電動機定子、轉(zhuǎn)子和傳動軸處于水平布置時，位于所述發(fā)電機或電動機轉(zhuǎn)子上方的定子繞組中包含一個或多個反重力勵磁繞組；所述反重力勵磁繞組通過在發(fā)電機或電動機定子繞組之間增加引出導線而獲得，所述反重力勵磁繞組通過引出導線可與其他定子繞組電氣分離，形成可獨立通電工作的回路，也可接入到定子繞組回路中。

發(fā)電機和電動機轉(zhuǎn)子內(nèi)主要材料為鐵芯，當所述反重力勵磁繞組通入電流時，能對發(fā)電機或電動機轉(zhuǎn)子內(nèi)的鐵芯產(chǎn)生向上反重力方向的電磁吸力，該電磁吸力能讓發(fā)電機或電動機傳動軸的水平支撐軸承，或連同發(fā)動機和壓縮機傳動軸的水平支撐軸承，所受的豎直向下壓力減小或為零， 此時工況為發(fā)動機驅(qū)動壓縮機，發(fā)電機或電動機不發(fā)電或不驅(qū)動。

由于發(fā)動機、發(fā)電機、電動機和壓縮機均為水平安裝，而且在四者中的運動部件，發(fā)電機和電動機轉(zhuǎn)子和傳動軸的重量相對其他部件要重的多，傳動軸轉(zhuǎn)動時軸承產(chǎn)生的摩擦力只與軸承承受的豎直徑向壓力有關，而與壓縮機負荷和傳動軸的轉(zhuǎn)矩大小無關，一旦該壓力減小甚至為零，將大大降低軸承轉(zhuǎn)動時的摩擦阻力，同時可降低震動和噪音。這種普通軸承加轉(zhuǎn)子和反重力勵磁繞組的結構方式，與磁懸浮軸承結構類似，能使軸承徑向方向承受的重力減小甚至到零，相當于處于失重環(huán)境下，獲得近似于磁懸浮軸承的效果。