[发明专利]马达电机联轴式压力能回收热泵机构

说明书

本发明属于热泵行业领域，涉及一种大大提高能效比的马达电机联轴式压力能回收机构。

背景技术

提高热泵系统的能效比是提高热泵效率、普及热泵使用的关键技术。在冷媒技术发展趋于成熟的今天，热泵的机构改进则是提高热泵能效比的关键，是提高热泵实用性和推广普及使用的基础。高效的热泵将在许多工业和民用场合得到广泛使用。

现有的热泵技术，机构和原理基本一致，效率不高的主要原因在于能源的浪费，目前热泵压缩机电能转化的高压冷媒的压力能在膨胀阀处浪费最为严重，白白损失掉而没有得到有效的利用，高压冷媒只是单纯通过膨胀阀进行节流降压，有效能在节流过程中损失掉。针对这一情况，本发明提出的马达电机联轴式压力能回收机构可以让释放热量后的高压冷媒在减压过程中驱动马达转动，并借助于联轴机构将释放的压力能回馈给压缩机，有效驱动压缩机转动，减少压缩机的电力输入。理论上，高压冷媒具有的压力能完全来自于并等于低压冷媒的压缩能耗，考虑这其中摩擦、马达的效率、联轴器效率等因素的影响，能量损失占20％左右，回收80％的能量就可以使压缩机电耗下降到原来的五分之一，从而可以使热泵的能效比由现在的3～5大幅提高到15～25，这将极大地促进热泵的推广使用。

发明内容

本发明的目的是：提供一种结构简单，易于实现，维护方便，能够大大提高能效比的新型的热泵机构。

本发明的技术方案是：马达电机联轴式压力能回收机构在现有热泵基本结构的基础上做了较小的改动，采用新型的冷媒降压马达来取代现有的膨胀阀，同时借助联轴机构把冷媒降压马达和压缩机的主轴连接起来，在马达实现对冷媒节流降压的同时，把冷媒降压所释放的能量通过联轴机构传递给压缩机，驱动压缩机主轴转动来把压缩低压冷媒，减少了压缩机本身所需要的电量输入。

吸收了热量的高温低压冷媒进入压缩机4，经压缩变成高温高压的冷媒，随后高温高压冷媒进入放热换热器1，释放热量，等压降温，变成液态，经冷媒储液罐2，进入马达3，在马达3中，高压冷媒等温膨胀，释放能量，能量促进马达3的转动，并通过联轴器5，把能量传递给压缩机4，使其继续对新进入的低压冷媒进行压缩，马达3中的冷媒随后流入吸热换热器6，吸收热量，等压升温，体积膨胀，变成气态低压冷媒，然后再次进入压缩机4，完成循环，重复以上过程，即可实现能量的转移来完成制冷和制热过程。马达电机联轴式压力能回收机构包括：放热换热器1、储液罐2、马达3、压缩机4、联轴器5、吸热换热器6。(参见图1)

1、实现压力能的回收，大大提高能效比，其特征在于：冷媒减压马达在取代膨胀阀对冷媒实现节流降压作用的同时，可以通过联轴机构把冷媒释放出的压力能传递给压缩机，驱动压缩机转动，从而减少了压缩机本身所需的电能的输入。

2、结构简单，易于实现，其特征在于：该发明在现有热泵结构的基础上做了较小的改动，巧妙地选用合适的降压马达来取代传统膨胀阀的节流减压作用，同时借助联轴器的结构把马达和压缩机的主轴连接起来，实现压力能的回收，该结构易于实现，维护方便，可靠性高。

本发明的优点是：新技术与传统技术最大的不同之处在于传统技术中膨胀阀处存在节流减压的能量损失，而新技术针对该损失，提出了一种机构来回收该能量并有效地用于低压冷媒的压缩过程中，从而大幅减少压缩机电机耗电，可将热泵能效比提高到目前能效比的3～5倍。

附图说明

图1是本发明马达电机联轴式压力能回收机构的结构简图。

1-放热换热器；2-储液罐；3-马达；

4-压缩机；5-联轴器；6-吸热换热器。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的说明。

该结构的基础研究主要体现在马达的设计，联轴器的设计和能量回收的比例，在工作过程中，马达要实现膨胀阀的作用，冷媒由高压变成低压，同时该压力能的释放带动马达，又通过联轴器驱动压缩机的主轴。在理论上，能量最初来自于压缩机做功W，通过马达减少到了W·η_马达，通过联轴器，又减少到W·η_马达·η_联轴器，系统刚开始运作时需要能量较大，待系统达到稳定后，压缩机的消耗减少到W-W·η_马达·η_联轴器，此时，系统的能效比为