專利名稱：一種節(jié)能空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型空調(diào)系統(tǒng)，尤其是涉及空調(diào)的節(jié)能和環(huán)保。 1.
背景技術(shù)：
目前，空調(diào)在制冷過程中普遍使用冷媒。其工作過程是，冷媒在壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓縮，從 壓縮機(jī)出來的高溫高壓制冷蒸汽通過高壓管道進(jìn)入冷凝器，由于室外溫度低于進(jìn)入冷凝器的 溫度，借助于冷凝風(fēng)扇的作用，在冷凝器中流動(dòng)的的冷媒大部分熱量被室外空氣帶走，從高 溫高壓氣體被冷凝成高溫高壓的液體。這種高溫高壓液體流過節(jié)流膨脹閥時(shí)，由于節(jié)流作用， 體積突然變大而降壓，變成低壓低溫的霧狀液體進(jìn)入蒸發(fā)器，并在定壓下汽化，由于制冷劑 在管內(nèi)汽化時(shí)的溫度低于蒸發(fā)器管外的室內(nèi)循環(huán)風(fēng)，故它能吸收管外空氣中的熱量，從而使 流經(jīng)蒸發(fā)器的空氣溫度降低，從而產(chǎn)生制冷降溫效果，汽化了的制冷蒸汽被壓縮機(jī)抽吸壓縮， 變成高溫高壓氣體，完成一個(gè)制冷系統(tǒng)的循環(huán)。在上述過程中，冷媒的壓縮率非常高，壓力 通常能達(dá)到1.5MPa,溫度可以達(dá)到130至150攝氏度。汽化時(shí)溫度則會接近于冰點(diǎn)。然而室 內(nèi)空氣的并不需要如此低的溫度，冷媒與空氣較大的溫差使的空調(diào)必須進(jìn)行兩次熱交換，大 量能量被浪費(fèi)在熱交換的過程中，因此此類空調(diào)效率是比較低的。冷媒如果泄露也會對環(huán)境 造成一定的危害，另外空調(diào)為節(jié)能，大都只對密閉空間內(nèi)的空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，長時(shí)間的反復(fù)循 還，使的空氣中消耗氧氣得不到補(bǔ)充，質(zhì)量降低，影響人體健康。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有空調(diào)技術(shù)耗能高，不環(huán)保，室內(nèi)空氣質(zhì)量差的蔽端。本發(fā)明提供一種新的解 決方案。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可降低能耗，不使用冷媒，而且實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外空氣的大量交換。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是不使用泠媒，而是使用一臺具有內(nèi)壓縮能力的轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)把 室外新鮮空氣進(jìn)行壓縮率較低的內(nèi)壓縮，根據(jù)室內(nèi)溫度的需要的不同，壓縮前與壓縮后體積 比例為l: 0.95至1:0.9之間。然后送入平板式熱交換器，和室內(nèi)的空氣進(jìn)行充分熱交換后， 對氣動(dòng)機(jī)膨脹做功，將剩余能量回收利用，此時(shí)空氣壓力降至大氣壓，溫度也降低，此時(shí)空 氣的溫度和流量即可滿足室內(nèi)的制冷需要，可直接送入室內(nèi)。進(jìn)入熱交換器的室內(nèi)的空氣在 換熱后排出室外，達(dá)到室內(nèi)外空氣交換的目的。在上述過程中對空氣的壓縮率較低，壓后空 氣的溫度與冷卻風(fēng)溫差較小，只需進(jìn)行一次熱交換，即可滿足制冷需要，壓縮空氣的剩余能 量也得到充分了利用。因此該方案的效率是比較高的。本發(fā)明的有益效果是，在消耗較少能 量的情況下即可得到和普通空調(diào)相同的制冷效果。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，環(huán)保，和室內(nèi)外空氣交 換的目的。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明-圖l是具有內(nèi)壓縮能力的轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)橫截面圖，包括1轉(zhuǎn)子，2殼體，3隔板，4進(jìn) 氣口， 5出氣口。轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)中心Ol，轉(zhuǎn)子中心即自轉(zhuǎn)中心02。
圖2是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方式的機(jī)械部分，包括6連接轉(zhuǎn)子的齒輪，7固定的 齒輪，8動(dòng)力軸以及旋轉(zhuǎn)臂，9氣密圓盤，IO傳動(dòng)齒輪，ll固定的齒輪(7)的基痤。
圖3是轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)的工作順序。
圖4是平板式散熱器的兩組墊片示意圖，包括12—組墊片形成的冷卻風(fēng)通道，13—組 墊片形成壓縮空氣通道。
圖5是空調(diào)原理示意圖，包括14轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)，15室外空氣進(jìn)氣口， 16壓縮機(jī)出氣 口， 17氣動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口， 18氣動(dòng)機(jī)出氣口， 19氣動(dòng)機(jī)，20平板式熱交換器21散熱器風(fēng)扇， 22室內(nèi)空氣進(jìn)氣口， 23室內(nèi)空氣出氣口
具體實(shí)施例方式
圖1所示中轉(zhuǎn)子(1)為橫截面為橢圓形，圍繞圓心Ol做逆時(shí)鐘公轉(zhuǎn)，同時(shí)圍繞自已 的中心02做順時(shí)鐘自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)的角速度為公轉(zhuǎn)角速度的1/2。轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)360度；自轉(zhuǎn)180度 為一個(gè)工作循環(huán)，轉(zhuǎn)子始終保持與隔板(3)和殼體(2)的接觸，靠嚴(yán)格控制的間隙實(shí)現(xiàn)密 封。出氣口 (5)小于進(jìn)氣(4),以利于出氣口 (5)延遲打開，在此過程中，完成內(nèi)壓縮。
圖2所示中動(dòng)力軸(8)的軸線與轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)中心01重合，它穿過基座(11)和固定齒 輪(7)中心的孔，通過旋轉(zhuǎn)臂與氣密圓盤(9)相連接，氣密圓盤(9)安裝轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī) 的側(cè)蓋之上，作用是在保證氣密性的前提下輸入動(dòng)力，當(dāng)動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)安裝于氣密圓 盤(9)上的齒輪(6)圍繞圓心01公轉(zhuǎn)。同時(shí)帶動(dòng)和固定齒輪(7)嚙合的安裝于旋臂頂端
的傳動(dòng)齒輪(10)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪(10)再帶動(dòng)連接轉(zhuǎn)子(1)的齒輪(6)順時(shí) 針自轉(zhuǎn)，齒輪(6)的自轉(zhuǎn)中心即轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)中心02。
圖3所示中轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)的工作順序?yàn)閍-b-c-d-e-f,a為轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)起始位置，此時(shí) 空氣被密閉于由轉(zhuǎn)子和殼體構(gòu)成的封閉空間內(nèi)，a-b過程中封閉的空間逐漸減小，完成內(nèi)壓 縮過程，同時(shí)進(jìn)氣口開始進(jìn)氣。c為轉(zhuǎn)子(1)公轉(zhuǎn)90度，自轉(zhuǎn)45度時(shí)的狀態(tài)。d為轉(zhuǎn)子(1) 公轉(zhuǎn)180度，自轉(zhuǎn)90度時(shí)的狀態(tài)。e為轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)270度，自轉(zhuǎn)135度時(shí)的狀態(tài)。f為一個(gè)工 作行程結(jié)束，轉(zhuǎn)子回到起始位置。
圖4所示中散熱器由若干張金屬平板疊加而成，在每層金屬平板中間增加一組和金屬 平板厚度相當(dāng)?shù)膲|片，起到導(dǎo)流和支撐的作用，形成供空氣流通的狹窄通道，多層通道可滿 足流量需要，墊片有兩組，分別為(12)和(13)，兩者交替出現(xiàn)，分別引導(dǎo)冷卻空氣和壓縮 空氣流過金屬平板中間，兩者逆向?qū)α?，通過金屬平板實(shí)現(xiàn)熱交換。
圖5所示中室外空氣通過室外空氣進(jìn)氣口 (15)進(jìn)入轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)(14)后，經(jīng)壓 縮后，通過壓縮機(jī)出氣口 (16)進(jìn)入平板式散熱器(20)，在流經(jīng)散熱器過程中，和通過室內(nèi) 空氣口 (22)流入的室內(nèi)空氣，進(jìn)行熱交換，再通過氣動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口 (17)進(jìn)入氣動(dòng)機(jī)(19)。
4氣動(dòng)機(jī)(19)結(jié)構(gòu)與壓縮機(jī)(14)完全相同，工作行程相反，參考圖3所示，其工作行程為 f-e-d-c-b-a.在完成受壓運(yùn)動(dòng)和內(nèi)減壓動(dòng)作后，此時(shí)氣體的壓力已降到大氣壓，溫度降到需 要的溫度，然后通過氣動(dòng)機(jī)出氣口 (18)，直接進(jìn)入室內(nèi)。原室內(nèi)的空氣則在散熱器風(fēng)扇(21) 的驅(qū)動(dòng)下通過室內(nèi)空氣進(jìn)氣口 (22)進(jìn)入平板式散熱器，完成熱交換后，通過出氣口 (23) 排出室外。
氣動(dòng)機(jī)(19)橫截面與轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)(14)相同，縱向尺寸小于轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)(14)， 因此流量小于轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)(14)，兩者聯(lián)動(dòng)工作，以流量差彌補(bǔ)壓縮空氣熱交換過程中的 壓力下降，保證壓縮空氣壓力始終保持一致。在壓縮空氣通過氣動(dòng)機(jī)后，其壓力和溫度降低， 此時(shí)空氣的流量和溫度即可滿足室內(nèi)制冷的需要。
冬季需要制熱時(shí)，只需將室外進(jìn)氣口 (15)改為室內(nèi)空氣進(jìn)氣口，將氣動(dòng)機(jī)出氣口 (18) 改為室內(nèi)空氣出氣口，將室內(nèi)空氣進(jìn)氣口 (22)改為室外空氣進(jìn)氣口，將出氣口 (23)改為 室外空氣出氣口。即可達(dá)到制熱的目的。
本發(fā)明的多用途性。在上述過程中，氣動(dòng)機(jī)(19)流量小于空氣壓縮機(jī)(14)，如果 氣動(dòng)機(jī)(19)流量大于空氣壓縮機(jī)(14)，且從空氣壓縮機(jī)(14)流出的壓縮空氣受熱升 溫，則有氣動(dòng)機(jī)(19)所受壓力大于空氣壓縮機(jī)(14)。當(dāng)兩者壓力差足夠大時(shí)，氣動(dòng)機(jī) (19)會帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)(14)工作，并且輸出動(dòng)力。它的實(shí)際用途是可以將熱量轉(zhuǎn)化 為動(dòng)力，可以作為余熱回收，太陽能利用等用途。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能空調(diào)其特征是，采用空氣膨脹制冷原理，使用轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)(14)把室外空氣直接進(jìn)行壓縮后送入平板式散熱器(20)，和來自室內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換后，通過氣動(dòng)機(jī)(19)釋放剩余能量后，直接進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)空氣在進(jìn)行熱交換后則排出室外，主要由轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)(14)，氣動(dòng)機(jī)(19)，平板式散熱器(20)，散熱器風(fēng)扇(21)組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能空調(diào)其特征是，所述轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)(14) 可對空氣進(jìn)行內(nèi)壓縮，轉(zhuǎn)子(1)橫截面為橢圓形，運(yùn)行時(shí)圍繞'Ol做公轉(zhuǎn)， 伺時(shí)圍繞自身中心02做自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)角速度為公轉(zhuǎn)角速度盼1/2，轉(zhuǎn)子始終保 特與殼體(2)和隔板(3)的接觸，以嚴(yán)格控制的間隙保證密封。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能空調(diào)其特征是，所述氣動(dòng)機(jī)(19)結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn) -子空氣壓縮機(jī)(14)相同，橫截面相伺，縱向尺寸和流量小于轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)'(.14)，工作時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能空調(diào)其特征是，所述平板式散熱器(20)由 若干金屬平板疊加而成，在每層金屬板中間增加和金屬平板相當(dāng)厚度的墊片， 起到導(dǎo)流和支撐的作用，使空氣可以流通，墊片有兩組，交替出現(xiàn)，分別引導(dǎo) 壓縮空氣和冷卻空氣流過金屬平板中間，兩者逆向?qū)α鳎ㄟ^金屬平板實(shí)現(xiàn)熱 交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求2，權(quán)利要求3，權(quán)利要求4所述其特征是，轉(zhuǎn)子空氣 ;壓縮.機(jī)(14)通過平板式散熱器中的壓縮空氣通道，—與氣動(dòng)機(jī)(19)構(gòu)成一個(gè) 可與外界交換的封閉空間，轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)(14)與氣動(dòng)機(jī)(.19)的流量差， 保證了封閉空間的氣壓和轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)(14)壓縮空氣的氣壓相同，壓縮空 .氣在通過氣動(dòng)機(jī)后，壓力降低，溫度降低，其流量和溫度即可滿足室內(nèi)制冷需 要。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)，其特征是，出風(fēng)口 (5)小于進(jìn)風(fēng) 口 (4)，以延遲出風(fēng)口 (5)打開時(shí)間，完成內(nèi)壓縮過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求2，權(quán)利要求6所述，其特征是，在進(jìn)行內(nèi)壓縮后，原體 積與壓縮后體積比例低于1:0.9。
8.根據(jù)權(quán)利要求4，權(quán)利要求5所述，其特征是，轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)(14) 與氣動(dòng)機(jī)(19)聯(lián)動(dòng)工作，以流量差彌補(bǔ)壓縮空氣熱交換過程中的壓力下降， 保證壓縮空氣壓力始終保持一致。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種節(jié)能空調(diào)，該節(jié)能空調(diào)不使用冷媒，而是使用一臺具有內(nèi)壓縮能力的轉(zhuǎn)子空氣壓縮機(jī)把室外新鮮空氣進(jìn)行壓縮率較小的壓縮后(壓縮后氣壓為大氣壓的1.1至1.3倍)，送入平板式熱交換器，和室內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換后，對氣動(dòng)機(jī)膨脹做功，溫度降低，壓力降到大氣壓，此時(shí)空氣的溫度和流量即可滿足室內(nèi)的制冷需要，可直接送入室內(nèi)。進(jìn)入熱交換器的室內(nèi)的空氣在換熱后排出室外，達(dá)到室內(nèi)外空氣交換的目的，本發(fā)明在消耗較少能量的情況下即可得到和普通空調(diào)相同的制冷效果。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，環(huán)保，和室內(nèi)外空氣交換的目的。
文檔編號F24F5/00GK101666528SQ20081021292
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者張桂偉 申請人:張桂偉