本實(shí)用新型涉及制冷領(lǐng)域，主要涉及一種閉式空氣制冷機(jī)，是專門以空氣作為制冷介質(zhì)的制冷系統(tǒng)，更具體的說，是涉及一種壓縮機(jī)和膨脹機(jī)一體的閉式空氣制冷機(jī)。

背景技術(shù)：
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隨著CFC制冷劑的被替代，HCFC制冷劑的被限制、替代以及HFC制冷劑的溫室效應(yīng)，低溫制冷行業(yè)正在開發(fā)研究新的天然制冷劑。以空氣為制冷劑的制冷機(jī)，無論從保護(hù)臭氧層或者從延緩全球氣候變暖來說都是理想的制冷機(jī)。空氣作為一種環(huán)保且極易得到的氣體，將它作為制冷劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)制冷劑具有極大的潛力。但是，空氣的臨界溫度非常低(-140.75℃)，在空氣調(diào)節(jié)和冷凍冷藏溫度領(lǐng)域內(nèi)空氣制冷機(jī)沒有相變，只能利用顯熱。但其在低溫冷凍冷藏領(lǐng)域有一定優(yōu)勢，又因空氣制冷機(jī)無毒、不燃、低壓，ODP和GWP都為零，對環(huán)境友好，在一些特殊領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，目前主要應(yīng)用于飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)、列車空調(diào)、環(huán)境實(shí)驗室、石油化工加工、食物保鮮及快速冷凍等領(lǐng)域。

為了提高空氣制冷系統(tǒng)中的效率，需要提供相應(yīng)措施，比如回收膨脹功，設(shè)置回冷器，以提高熱效率。在現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)和膨脹機(jī)往往是分開的，制冷機(jī)通過膨脹機(jī)產(chǎn)生的膨脹功只能白白浪費(fèi)，若將此部分膨脹功回收，作為壓縮機(jī)的動能使用，勢必增加整個系統(tǒng)的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種閉式空氣制冷機(jī)，其采用膨脹功回收的方法和通過在系統(tǒng)中加入回冷器來提高整個系統(tǒng)的效率，從而達(dá)到節(jié)省制冷系統(tǒng)消耗電能，提高整個系統(tǒng)的效率。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種閉式空氣制冷機(jī)，其特征在于：包括有通過管道相互連通的離心風(fēng)機(jī)、膨脹功回收裝置、回冷器、用冷單位，所述膨脹功回收裝置包括有離心壓縮機(jī)和透平膨脹機(jī)，所述離心風(fēng)機(jī)出口與所述離心壓縮機(jī)入口通過管道相連，所述離心壓縮機(jī)出口與所述回冷器熱端入口通過管道相連，所述回冷器熱端出口與所述透 平膨脹機(jī)入口通過管道相連，所述透平膨脹機(jī)出口與所述用冷單位入口通過管道相連，所述用冷單位出口與所述回冷器冷端入口通過管道相連，所述回冷器冷端出口與所述離心風(fēng)機(jī)入口通過管道相連。

所述的透平膨脹機(jī)的出口處連接有消音器。

所述的離心壓縮機(jī)和透平膨脹機(jī)之間通過連接軸同步傳動連接，通過回收膨脹功作為該離心壓縮機(jī)的動能達(dá)到膨脹功回收的作用。

所述的回冷器為雙通道，其中冷端入口接入用冷裝置回氣，經(jīng)換熱后，冷端出口接到離心風(fēng)機(jī)入口處；熱端入口與膨脹功回收裝置的離心壓縮機(jī)出口相連，出口與膨脹功回收裝置的透平膨脹機(jī)入口相連。

其原理是：沒有外部空氣進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，是一個與外界隔開的閉式結(jié)構(gòu)，所示膨脹功回收裝置是將透平膨脹機(jī)的制動風(fēng)機(jī)改造成離心壓縮機(jī)作為第二級壓縮機(jī)應(yīng)用在系統(tǒng)中，該改造后的離心壓縮機(jī)與膨脹機(jī)直接通過連桿相連，該膨脹功回收裝置通過回收膨脹功作為該離心壓縮機(jī)的動能，從而達(dá)到膨脹功回收的作用。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1.本空氣制冷機(jī)中，作為第二級壓縮機(jī)的離心壓縮機(jī)與透平膨脹機(jī)直接用連接軸相連，第二級壓縮機(jī)實(shí)質(zhì)就是此透平膨脹機(jī)的制動風(fēng)機(jī)。當(dāng)氣體進(jìn)入透平膨脹機(jī)對此裝置做工，獲得的膨脹功直接由它們之間的連桿傳導(dǎo)到離心壓縮機(jī)，將這部分膨脹功作為第二級壓縮機(jī)的動能，從而達(dá)到節(jié)能的目的，提高整機(jī)效率。

2.由于本系統(tǒng)使用空氣作為其制冷劑，免去了傳統(tǒng)制冷機(jī)所必須的蒸發(fā)器。所以本制冷系統(tǒng)最主要的設(shè)備只有離心風(fēng)機(jī)、膨脹功回收裝置和回冷器。所以本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省了安裝本系統(tǒng)的初期投資，同時易于維修，并且由于省去了蒸發(fā)器，也不需要加強(qiáng)換熱的風(fēng)扇等裝置，從而節(jié)省了電能。

3.由于本系統(tǒng)的壓縮比較低，作為第一級壓縮機(jī)的離心風(fēng)機(jī)所需要做的功較少，相對于傳統(tǒng)制冷機(jī)較高的壓縮比，節(jié)省了能量的投入。

4.本系統(tǒng)加入了回冷器，通過將用冷單位出氣與壓縮機(jī)出氣進(jìn)行熱交換，提高了壓縮機(jī)入口溫度，降低了透平膨脹機(jī)入口溫度，從而提高了整機(jī) 的熱效率。

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

參見附圖。

一種閉式空氣制冷機(jī)，包括有離心風(fēng)機(jī)1、膨脹功回收裝置2、回冷器3、用冷單位4、消音器5，其中膨脹功回收裝置2包括離心壓縮機(jī)21、透平膨脹機(jī)22和它們之間相連的連接軸23、支座24，所述離心風(fēng)機(jī)出口與所述離心壓縮機(jī)21入口相連，所述離心壓縮機(jī)21出口與所述回冷器3熱端入口相連，所述回冷器3熱端出口與所述透平膨脹機(jī)22入口相連，所述透平膨脹機(jī)22出口與所述用冷單位4入口相連，所述用冷單位4出口與所述回冷器3冷端入口相連，所述回冷器3冷端出口與所述離心風(fēng)機(jī)1入口相連。所述離心壓縮機(jī)21與透平膨脹機(jī)22通過連接軸23相連。

所述的透平膨脹機(jī)22出口和消音器5相連。

所述的離心壓縮機(jī)21和透平膨脹機(jī)22之間的軸通過支座24固定。

工作時：空氣先通過離心風(fēng)機(jī)1進(jìn)行增壓，而后進(jìn)入離心壓縮機(jī)21再次增壓，之后進(jìn)入回冷器3與用冷單位的低溫回氣進(jìn)行熱交換從而降低溫度，然后進(jìn)入透平膨脹機(jī)22氣體在膨脹機(jī)中等熵膨脹，所獲得膨脹功通過連接軸23傳導(dǎo)給離心壓縮機(jī)21作為其壓縮能量。通過透平膨脹機(jī)22的低溫氣體送入用冷單位4。低溫氣體在用冷單位4中吸收熱量之后再次進(jìn)入到制冷系統(tǒng)中，雖然氣體在用冷單位吸收了一定熱量，但總的來說還是屬于溫度較低的氣體，之后進(jìn)入回冷器3的冷端，與第二級壓縮機(jī)的高溫出氣進(jìn)行熱交換，提高自身溫度，然后進(jìn)入離心風(fēng)機(jī)1。這樣就完成了一次循環(huán)。

本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)將透平膨脹機(jī)22與離心壓縮機(jī)21用同一個軸相連，使得氣體經(jīng)過膨脹機(jī)所產(chǎn)生的膨脹功得以回收利用，作為離心壓縮機(jī)的輸入功來使用。使得此系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)系統(tǒng)在獲得相同壓力的空氣條件下，所需要投入的功更少。而回冷器的作用是提高了離心風(fēng)機(jī)1的入口溫度，同時降低了透平膨脹機(jī)22的入口溫度，使得整個系統(tǒng)相比較于傳統(tǒng)制冷機(jī)有著更高的熱效率，并且更加節(jié)省電能。