一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的冷暖兩用室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的冷暖兩用室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)一般為電力驅(qū)動(dòng)，由于我國(guó)電力大部分由火力發(fā)電廠提供，因此其整體能源利用效率較低。直接利用自然能源并通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)制冷或制熱的裝置可以實(shí)現(xiàn)較高的能量轉(zhuǎn)化效率?，F(xiàn)有的風(fēng)力制冷制熱裝置利用制冷劑為工作介質(zhì)，并且為具有兩個(gè)換熱器的閉式系統(tǒng)，具有裝置復(fù)雜、投資成本高、無(wú)法實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存、可靠性差等缺點(diǎn)?，F(xiàn)有的風(fēng)力制熱裝置一般通過(guò)攪拌油或噴油來(lái)產(chǎn)生熱量，具有體積龐大、噪音大、所需轉(zhuǎn)矩大、油在低溫下易凝固等缺點(diǎn)。因此，一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的利用空氣作為工作介質(zhì)的簡(jiǎn)單可靠的室溫調(diào)節(jié)裝置是更好的選擇。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410380314.9的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，采用風(fēng)力發(fā)電裝置驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)，高壓空氣流經(jīng)渦流管后的冷熱空氣分別通過(guò)換熱器提供冷凍室和冷藏室冷量并對(duì)建筑房屋提供冷量和熱量。但是該技術(shù)方案具有以下不足:1.空氣壓縮機(jī)出口沒(méi)有散熱器，因此壓縮產(chǎn)生的高溫空氣難以實(shí)現(xiàn)有效冷卻，制冷效果差。2.利用換熱器來(lái)向室內(nèi)供冷或供暖，由于換熱壁面兩側(cè)均為空氣，因此其傳熱系數(shù)較低。3.由于沒(méi)有換向閥，向室內(nèi)供冷和供暖需要兩個(gè)獨(dú)立的換熱器，增加了成本。4.利用風(fēng)能發(fā)電再驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，增加了設(shè)備成本且降低了能量轉(zhuǎn)換效率。
[0004]另外申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110192389.0的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種基于渦流管的太陽(yáng)能熱管車(chē)載熱栗型空調(diào)系統(tǒng)，采用汽車(chē)動(dòng)力提供高壓氣體的進(jìn)氣裝置，利用渦流管的冷熱分離特性實(shí)現(xiàn)車(chē)輛內(nèi)部空調(diào)。但是該專(zhuān)利技術(shù)僅適于車(chē)載環(huán)境中，需要汽車(chē)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，另外同樣地有以下不足:1.空氣壓縮機(jī)出口沒(méi)有散熱器，制冷效果差。2.利用換熱器來(lái)向室內(nèi)供冷或供暖，傳熱系數(shù)較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種冷暖兩用的室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)、純機(jī)械傳動(dòng)、運(yùn)行可靠，既可作為缺乏電力的偏遠(yuǎn)地區(qū)的取暖、制冷裝置，也可以作為普通家庭空調(diào)的補(bǔ)充。
[0006]—種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的冷暖兩用室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括空氣壓縮機(jī)、對(duì)空氣壓縮機(jī)提供動(dòng)力的風(fēng)力渦輪機(jī)以及與空氣壓縮機(jī)出口連通的渦流管，所述渦流管通過(guò)換向閥與室內(nèi)空調(diào)末端連接，所述換向閥具有將渦流管冷端出口與室內(nèi)空調(diào)末端連通的制冷模式以及將渦流管熱端出口與室內(nèi)空調(diào)末端連通的制熱模式。
[0007]作為優(yōu)選，所述換向閥包括閥體以及設(shè)置在閥體內(nèi)且滑動(dòng)配合的滑閥；所述閥體上設(shè)有與渦流管冷端出口相連的第一入口、與渦流管熱端出口相連的第二入口、通向室外的第一出口和通向室內(nèi)的第二出口 ；所述滑閥具有分別將第一入口與第二出口導(dǎo)通、將第二入口與第一出口導(dǎo)通的第一工作位，以及分別將第一入口與第一出口導(dǎo)通、將第二入口與第二出口導(dǎo)通的第二工作位。采用該技術(shù)方案，空調(diào)的制冷模式和制熱模式調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，通過(guò)調(diào)整滑閥，分別使得渦流管的冷端或者熱端與室內(nèi)導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)制冷或制熱，可根據(jù)需要選用合適的工作模式，即可滿足制冷需要，也能滿足制熱需要，實(shí)用性強(qiáng)。
[0008]作為優(yōu)選，所述的空氣壓縮機(jī)出氣口與渦流管的工質(zhì)入口之間設(shè)有三通閥、散熱器、單向閥和儲(chǔ)氣罐；
[0009]所述三通閥包括三個(gè)端，分別為第一端、第二端和第三端，三通法的第一端與所述空氣壓縮機(jī)的出口相連，第二端依次連接散熱器、單向閥后再與儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口相連，第三端直接與儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣口相連。
[0010]上述技術(shù)方案中，單向閥的作用是使得空氣只能從散熱器流到儲(chǔ)氣罐而不能反向流動(dòng)，避免在制熱模式下，儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣罐中的高溫空氣的熱量散失。
[0011]作為優(yōu)選，所述儲(chǔ)氣罐與渦流管的工質(zhì)入口之間的管路上設(shè)有第一閘閥。通過(guò)第一閘閥可以控制空調(diào)系統(tǒng)的開(kāi)啟和關(guān)閉，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可調(diào)性，節(jié)省能耗。
[0012]作為優(yōu)選，所述空氣壓縮機(jī)的入口通過(guò)回氣管與室內(nèi)空氣相連；所述回氣管上設(shè)有新風(fēng)入口，該新風(fēng)入口處設(shè)有第三閘閥。通過(guò)回風(fēng)管可實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)回風(fēng)的利用，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的制冷或制熱效率。所述空氣壓縮機(jī)為可以為渦旋式、轉(zhuǎn)子式或螺桿式壓縮機(jī)。由于空氣壓縮機(jī)入口的負(fù)壓，室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器被吸入回風(fēng)管，室外空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器和第三閘閥被吸入空氣壓縮機(jī)，可以通過(guò)第三閘閥調(diào)節(jié)新風(fēng)比例。
[0013]作為優(yōu)選，所述三通閥連接的管路、散熱器連接的管路、單向閥連接的管路、儲(chǔ)氣罐連接的管路、第一閘閥連接的管路、回氣管、渦流管、渦流管出口連接的管路和換向閥外覆蓋有保溫層。保溫層的設(shè)置，進(jìn)一步降低了能量損失。所述散熱器為板翅式換熱器，依靠自然風(fēng)進(jìn)行散熱。
[0014]作為優(yōu)選，所述室內(nèi)空調(diào)末端包括:
[0015]混流器，該混流器上包括工質(zhì)入口、回風(fēng)入口以及直接與室內(nèi)導(dǎo)通的出口 ；用于將回風(fēng)和冷卻后的空氣混合后輸送至室內(nèi)；
[0016]罩設(shè)在混流器外壁的消音器；
[0017]所述混流器的工質(zhì)入口與所述換向閥的第二出口連通；所述混流器的回風(fēng)入口設(shè)有第二閘閥。
[0018]上述技術(shù)方案中，所述消音器為在混流器外安裝一個(gè)封閉的鐵筒，并在鐵筒和混流器之間填充消音棉。用于降低混流器產(chǎn)生的噪音，改善室內(nèi)環(huán)境。第二閘閥的設(shè)置，用于控制混流器內(nèi)回風(fēng)量的大小，以實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度的控制。比如，系統(tǒng)處于制冷模式，當(dāng)需要降低溫度時(shí)，可開(kāi)大第二閘閥，當(dāng)需要提高溫度時(shí)，降低第二閘閥開(kāi)度；系統(tǒng)處于制熱模式，當(dāng)需要降低溫度時(shí)，加大第二閘閥開(kāi)度，當(dāng)需要提高溫度時(shí)，降低第二閘閥開(kāi)度。
[0019]作為優(yōu)選，所述風(fēng)力渦輪機(jī)的輸出軸通過(guò)齒輪組與空氣壓縮機(jī)傳動(dòng)。齒輪組選擇的結(jié)構(gòu)可根據(jù)風(fēng)力渦輪機(jī)的結(jié)構(gòu)選定；例如，所述風(fēng)力渦輪機(jī)可以為豎直軸或水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)；若所述風(fēng)力渦輪機(jī)為水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)，則所述齒輪組可為兩個(gè)圓柱齒輪；若所述風(fēng)力渦輪機(jī)為豎直軸風(fēng)力渦輪機(jī)，則所述齒輪組可為兩個(gè)圓錐齒輪。
[0020]本發(fā)明中，回風(fēng)管入口、新風(fēng)口等位置均可根據(jù)需要設(shè)置過(guò)濾器，對(duì)通過(guò)的空氣進(jìn)行過(guò)濾，避免空氣中的雜質(zhì)對(duì)空氣壓縮機(jī)等部件的不良影響。所述過(guò)濾器可選擇金屬方孔網(wǎng)支撐的無(wú)紡布纖維氈。
[0021]本發(fā)明中風(fēng)力渦輪機(jī)由自然風(fēng)驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)傳動(dòng)軸和齒輪組驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)。制冷模式下，空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)散熱器散熱后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。從儲(chǔ)氣罐出來(lái)的壓縮空氣進(jìn)入渦流管。渦流管冷端出口的低溫氣體經(jīng)換向閥與混流器后進(jìn)入室內(nèi)，并可以通過(guò)第二閘閥調(diào)節(jié)與室內(nèi)空氣混合的比例以改變送風(fēng)溫度。消音器可以減小混流器中空氣混合產(chǎn)生的噪聲。渦流管熱端出口的高溫氣體經(jīng)換向閥后被送到室外。制熱模式下，空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫壓縮空氣經(jīng)帶有保溫層的旁通管進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。從儲(chǔ)氣罐出來(lái)的壓縮空氣進(jìn)入渦流管，渦流管熱端出口的高溫氣體經(jīng)換向閥與混流器被送入室內(nèi)，渦流管冷端出口的低溫氣體經(jīng)換向閥被送到室外。室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)濾器與回氣管后回到空氣壓縮機(jī)，并可以通過(guò)第三閘閥調(diào)節(jié)進(jìn)入空氣壓縮機(jī)的新風(fēng)比例。
[0022]本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明可通過(guò)三通閥和換向閥的切換實(shí)現(xiàn)制冷和取暖兩種功能，且使用了儲(chǔ)氣罐進(jìn)行儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)了一年四季、有風(fēng)無(wú)風(fēng)的全天候運(yùn)行，同時(shí)整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，占用空間小。
[0023]2、本發(fā)明利用空氣為工作介質(zhì)，與制冷劑系統(tǒng)相比，臭氧層破壞潛能都為零，溫室效應(yīng)潛能極低，與現(xiàn)有的液體攪拌式風(fēng)能制熱系統(tǒng)相比，沒(méi)有冬季凍結(jié)問(wèn)題。
[0024]3、本發(fā)明使用純機(jī)械結(jié)構(gòu)，不需要電力作為輔助動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，不僅增加了系統(tǒng)的可靠性而且可以用于電力短缺的偏遠(yuǎn)地區(qū)。
[0025]4、本發(fā)明使用渦流管作為膨脹原件，不僅實(shí)現(xiàn)了冷暖兩種功能，而且其效率高于使用節(jié)流閥的系統(tǒng)。
[0026]5、本發(fā)明采用開(kāi)式制冷系統(tǒng)，只需要一個(gè)室外散熱器，在室內(nèi)無(wú)需使用換熱器，可實(shí)現(xiàn)無(wú)溫差傳熱，不但提高了換熱系數(shù)，而且節(jié)省了初投資。
[0027]6、與現(xiàn)有方案相比，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置回風(fēng)系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)，可以減少能量耗散，同時(shí)改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。
[0028]綜上所述，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了制冷和制熱兩種模式，而且利用空氣為工質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，完全不需要電能，可作為缺乏電力的偏遠(yuǎn)地區(qū)的室溫調(diào)節(jié)裝置或普通家庭空調(diào)的補(bǔ)充節(jié)能裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的冷暖兩用室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖。
[0030]圖2為換向閥滑塊位于第一工作位時(shí)的結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖。
[0031]圖